胚乳发育对棉花种间杂种形成的关键作用

本试验检查了陆地棉和中棉正反交情况下胚乳发育的状况,并论证了胚乳发育的好坏对杂种胚的成长起着关键作用。试验表明对杂交铃外施植物激素,能在很大程度上促进胚乳的发育,而胚乳的良好发育又促进了胚的分化和成长。因此,认为从调节杂交铃的内源激素的代谢着手,能够成为克服种间杂交不亲和性的突破口。     

棉花种间杂交技术创新及育种程序的建立

创立的棉属种间杂交新方案对克服杂交不孕及F1不育性取得重大进展;获得了栽培种间(4n与2n)70个组合及陆地棉与14个野生棉种间大批量的高代种质资源,并已育成8个新品种,4个来自陆地棉×中棉,另外4个来自陆地棉与4种野生棉的杂种,为我国首次育成,其中石远321(冀棉24)为近年来国家区试中增产幅度最大的新品种,3年累计推广933.3×10³ hm².建成了有效的种间杂交育种体系.     

棉属栽培种与野生种杂交的不亲和性

本文研究了棉属栽培种与野生种杂交的不亲和性,试验材料涉及5个染色体组,包括2个栽培种(陆地棉和中棉)和5个野生种(戴维逊氏棉、瑟伯氏棉、三裂棉、阿拉伯棉和比克氏棉)。以陆地棉作母本,异己花粉管在花柱中生长缓慢,有花粉管胚珠低于10%,陆地棉×戴维逊氏棉杂种胚在子叶期坏死。以中棉作母本,不亲和性主要表现在受精后的胚胎发育过程中。     

棉花种间杂交的研究

三年来,我们用陆地棉、海岛棉为一方与中棉、草棉为另一方进行正反交,研究克服杂交不亲和性和F_1不育性的有效方法。重点组合的试验结果表明:(1)喷GA 50ppm、NAA40—320ppm各5次能使杂交结铃率达90％以上。铃大小和亲本自交铃相同,平均每铃有分化正常的杂种胚2.3—3.6个。(2)杂种胚进行离体培养,试管成活率达80％以上,移栽成活率40％以上。得到了陆地棉和中棉、海岛棉和中棉等5个杂交组合开花的杂种植株66株。(3)把10ppm的秋水仙碱加入培养基,在培养杂种胚的同时进行处理,使F_1的育性恢复株率达100％,冬季三个多月在温室盆栽,平均每株收铃4个,平均每铃有大籽4.8个。种子发芽势强,发芽率达95％以上。采用上述方法可以作到当年杂交、当年得到可育的F_1植株,并在F_1植株上收到大量F_2种子或回交一代种子。第二年即可在田间对F_2植株进行研究和选择。     

节节麦×普通小麦杂种的胚援救和胚愈伤组织再生植株

通过活体-离体胚培养和胚愈伤组织培养有效地克服了节节麦(Aegilops tauschii Cosson.)×小麦(Triticum aestivum L.)杂种幼胚的败育,产生了大量的杂种植株。采用活体-离体胚培技术,节节麦×小麦三个组合杂种幼胚的成苗率为55%,是前人所用传统胚培方法成功率的5—20倍。杂种幼胚在添加有2 mg/L 2,4-D的MS培养基上诱导为愈伤组织,经继代产生全能性愈伤组织,继而分化出再生植株。愈伤组织经继代保存150天仍不丧失分化能力。本文还对两种产生杂种的组织培养方法进行了比较研究。     

亚洲棉同源四倍体与陆地棉杂交和回交后代育性遗传的研究

为培育棉花细胞质雄性不育系,从1973年起用陆地棉与人工加倍获得的中棉同源四倍体杂交,以杂种(F_1)为母本,连续用陆地棉作为轮迴亲本回交,1979年获得F_1及四次回交后代,以此为材料研究F_1及其回交后代的育性遗传。中棉同源四倍体雄性全不育,用陆地棉花粉授粉可以成铃,成铃率显著高于中棉二倍体×陆地棉。中棉同源四倍体×陆地棉的F_1雌性高度不育,雄性完全不育;BC_1F_1雌雄配子育性更低于F_1;BC_2F_1雌配子育性迅速恢复,雄配子仍不育;BC_3F_1和BC_4F_1雌配子育性继续提高,雄配子育性发生分离,由BC_2F_1不育株所产生的BC_3F_1群体中,雄性不育株率为17.5％,由BC_3F_1不育株所产生的BC_4F_1群体雄性不育株率达66.6％。对F_1及回交各世代花粉粒形态和生活力作了鉴定,同时对F_1及回交各世代的花粉母细胞减数分裂行为进行了观察。     

野生棉与栽培棉种间杂交胚珠离体培养的胚胎发育研究

以陆地棉(Gossypium hirsutum L.)做母本,野生的瑟伯氏棉(Gossypium thurberi Tod)和克劳茨基棉(Gossypium klotzschianum Anderss.)做父本,并以陆地棉自交为对照,取杂交授粉后两天的胚珠进行离体培养,研究胚胎发育。在培养条件下,三种遗传型合子启动的时间不一致,而且胚乳的发育也存在差异。珠心和胚囊腔的生长变化在有胚胚珠和无胚胚珠之间,存在明显的不同。球形胚时期,是杂种胚能否正常发育的关键时期。离体培养,改变了自然杂种状态的胚和胚乳以及胚和母体组织的不协调关系,因此产生了较多的杂种胚。     

棉属二倍体野生棉与四倍体栽培棉种间杂交的胚珠培养

用棉属二倍体野生种与四倍体栽培种陆地棉杂交及四倍体栽培种海岛棉、陆地棉与二倍体栽培种亚洲棉杂交,以陆地棉自交作对照。将杂交和自交授粉后2天(部分材料为1天)的胚珠在液体培养基上进行飘浮静置暗培养。培养50—70天,7个杂交组合及2个自交品种的胚珠均获得一定频率的胚(包括成熟和不成熟胚)及成熟胚萌发的苗。其中陆地棉与澳洲野生棉、阿拉伯棉、亚洲棉、海岛棉与亚洲棉等4个杂交组合已得到杂种一代植珠。试验结果表明,同一组合的胚珠,在不同的培养基上获得胚的频率和胚萌发率有明显差异;不同组合的胚珠,在同一培养基上培养的结果也不一致。陆地棉X亚洲棉、海岛棉×亚洲棉两个组合授粉后1天的胚珠培养也获得一定频率的胚发育。     

用同工酶和RAPD技术研究棉花三元杂种石远321新品种的遗传特性

石远321是从海岛棉×野生色伯氏棉×陆地棉三元杂种后代中选育而成的种间杂交新品种。其细胞学鉴定结果、形态学基本特征以及栽培特性均为陆地棉型。但在丰产性、棉纤维品 质及抗逆性等许多农艺性状和经济性状方面,该品种明显综合了多棉种多亲本的遗传特性。为了从分子水平上认识石远321的三元杂种性质及其变异水平,用等电聚焦电泳和RAPD技术,对石远321及其不同棉种亲本进行了遗传分析。主要结果如下（1）酯酶同工酶图谱分析表明,石远321与其野生棉亲本和海岛棉亲本同具有一条陆地棉亲本所没有的特异带;（2）用4个引物对石远321扩增共发现6个野生棉亲本和海岛棉亲本的特征片段;（3）通过比较石远321与其3个不同棉种亲本之间的RAPD差异,说明石远321在基因组水平上具有高度的遗传异质性。初步从分子水平上证实了石远321为上述3个棉种的种间杂交后代。     

鱼类远缘杂交正反交杂种胚胎发育差异的细胞遗传学分析

本文报道了鲤(Cyprinus carpio)×鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鲫(Carassiusauratus)×鲢、白鲫(Carassius auratus cuvieri)×鲢和鲢×鲤、鲢×鲫、鲢×白鲫的正反交试验。在鲤×鲢、鲫×鲢和白鲫×鲢3个正交组中,胚胎发育基本正常,尽管孵出的鱼苗绝大多数生命力弱,但孵化率都在50％左右;而在鲢×鲤、鲢×鲫和鲢×白鲫3个反交组中,胚胎发育均为畸形,不能孵化出苗。 胚胎发育细胞遗传学分析表明,鲤×鲢、鲫×鲢和白鲫×鲢的杂种胚胎几乎都是整倍体,而鲢×鲤、鲢×鲫×鲢×白鲫的杂种胚胎基本上是非整倍体,染色体数变化较大。这些正反交杂种胚胎发育的显著差异可能与其亲本物种间的基因组大小有关。文中还分析讨论了这些正反交差异与天然多倍体物种以及胚胎发育速度的相关性,认为天然多倍体物种可能具有一些不同于普通二倍体物种协调外源基因组的能力。     

云南野山茶与金花茶杂交有性过程的观察

作者对云南野山茶与金花茶种间杂交的有性过程进行了观察,得到如下结果: 1.金花茶花粉粒在野山茶柱头上于授粉后4小时开始萌发。花粉管在花柱中的伸长基本正常。 2.双受精于授粉25—30天前后发生。杂种幼胚及胚乳早期的发育较为正常,授粉后第85天杂种胚与对照相比较,在胚的分化程度和胚乳的发育方面都未见明显差异,所观察到的胚有70％以上进入了鱼雷期。 3.授粉第90天以后,幼胚胚芽开始分化,自交胚生长发育极为迅速,而杂种胚在生长和分化方面都显著地迟缓下来。这可能是杂种胚与母体组织遗传和生理上的某些不协调所致。因此适时地进行杂种幼胚的离体培养,对育种工作是十分必要的。     

外源IAA对高粱幼苗内源激素含量及分蘖发生的影响

本试验以高粱品种"辽杂10"和"辽杂19"为试验材料,分别用0、100和200mg·L-13个浓度的IAA在高粱三叶期进行叶面喷施,研究外源IAA喷施对高粱内源激素含量及分蘖发生的影响。结果表明:喷施外源IAA在短时期内可以显著影响高粱内源激素的含量,喷施3 d后,高粱内源IAA和GA3含量显著升高,ZR和ABA含量显著降低;喷施6 d后,高粱内源IAA、GA3和ABA含量明显回落,而ZR含量明显升高;外源IAA提高了高粱分蘖节第一和第四节位分蘖发生的概率,降低了第二节位分蘖发生的概率;外源IAA抑制了单株多个分蘖的产生,减少了单株2~3个分蘖发生的概率,使单株1个分蘖发生的概率有所增加;同时,外源IAA降低了高粱分蘖发生和无效分蘖产生的概率;外源IAA提高了高粱穗长、千粒重及穗粒重等主要农艺性状,对高粱产量的提升起到一定的促进作用。     

芥菜型多室油菜与甘蓝型油菜的种间远缘杂交

通过对芥菜型多室油菜与甘蓝型油菜种间杂交 以下简写为芥×甘或甘×芥 的结实性、交配性以及不同甘蓝型油菜对交配性的影响等研究发现:芥、甘正反交形成的饱满种子数较少,其形成种子的能力弱,但是芥×甘与甘×芥杂交相比,芥×甘形成饱满种子的能力较强,受精能力以及杂种胚胎的发育能力也强,在授粉后的子房发育上二者无显著差异.所以,芥菜型多室油菜与甘蓝型油菜种间杂交创建新资源时宜采用芥×甘杂交方式;不同甘蓝型油菜品种与芥菜型多室油菜正反交的结角率、受精指数、结籽指数和可交配指数均不相同,但可交配指数的变异系数最大.因此,筛选可交配性强的甘蓝型基因型应着眼于可交配指数高的甘蓝型油菜亲本材料,根据本试验结果,芥菜型多室油菜与甘蓝型油菜93-221-1杂交形成的杂种胚具有较强的可发育性.     

利用高效液相色谱法分离和测定棉花组织培养过程中4种内源激素

目的：优化利用高效液相色谱法测定棉花组织培养过程中吲哚-3-乙酸（IAA）、玉米素（ZT）、赤霉素（GA3）和脱落酸（ABA）等4种植物内源激素的条件,了解棉花胚性愈伤组织发生过程中4种内源激素及激素含量比例的规律性变化,以及添加不同外源激素对内源激素和愈伤组织的影响,为棉花组织培养由经验型变为理论型提供基础。方法：采用高效液相色谱法。结果：棉花胚性愈伤组织发生过程中4种内源激素及激素含量比例呈规律性变化：ZT、ABA、ABA/GA3、ABA/IAA呈现先上升后下降的趋势,GA3呈现先上升后下降再上升的趋势,ZT/IAA呈现明显的上升-下降-上升-下降的趋势;不同激素组合诱导下愈伤组织中内源激素含量及愈伤组织状态也有较大差别。结论：研究结果对指导组织培养过程中激素的调整和配比、制定适宜的培养计划有一定的指导意义;4种不同的内源激素都是愈伤组织生长的重要因子,各自适宜的浓度和恰当的比例调节着外植体的脱分化和再分化,各种激素协同作用促进细胞的生长和分化。     

旱地小麦(金沙江一号)×天兰冰草杂种幼胚愈伤组织诱导及植株再生

旱地小麦(金沙江一号)×天兰冰草远缘杂交结实率较高,可达30.5%。但是,由于种子的胚乳发育不良而不能萌发,未获得杂种F_1实生苗,授粉12天后再把幼胚接种于WG附加2,4—D2mg/l、NAA0.5mg、K70.1mg/l培养基中,30—60%的幼胚诱导出愈伤组织。愈伤组织转入WG附加NAA0.5mg/l、KT0.5mg/l、Ad100mg/l、CH500mg/l的分化培养基后逐渐分化出丛生绿苗。这些绿苗经分根培养后移栽成活。正交和反交的杂种F_1再生植株形态呈中间类型,并且都表现了自交不孕等杂种特性。实验还比较了正交和反交的结实率及幼胚培养的愈伤组织诱导率,讨论了细胞质因子对杂种F_1幼胚再生能力的影响。     

向陆地棉渐渗野生比克氏棉腺体延缓形成基因的方法研究

以隐性无腺体陆地棉作母本,比克氏棉作父本杂交,获得了三倍体杂种［（ＡＤ）１Ｇ１］,该杂种完全表达了比克氏棉的腺体延缓形成基因（Ｇｌ＾ｂｉｃ）的特征,Ｆ９胚无腺体,Ｆ１植株有腺体。位于Ｇ１染色体组上的腺体延缓形成基因Ｇｌ＾ｂｉｃ对陆地棉（ＡＤ）１上的无腺体基因（ｇｌ２ｇｌ３）表现为显性,对正常腺体基因Ｇｌ２Ｇｌ３则表现为隐性。探讨了向陆地棉渐渗野生棉腺体延缓形成基因的方法。     

黄瓜子叶原生质体培养获得体细胞胚胎发生和再生植株

从6个黄瓜栽培品种、3个雌性系和2个F,杂种的子叶游离原生质体,培养后均获得持续的细胞分裂和愈伤组织。其中37—1G×78－50F₁;代杂种的原生质体来源的愈伤组织,在IAAO．2、KTStmg／l或不加生长索、仅加BA2mg／l的培养基上,产生出大量的体细胞胚,胚状体在转到MS大量元素减半、不加任何外源激素的培养基上后,形成了有根、芽的小植株。     

中棉×戴维逊氏棉胚胎发育的研究

以棉花栽培种中棉作母本,野生种戴维逊氏棉作父本进行杂交试验,并用中棉自交作对照,比较研究了杂交情况下花粉粒的萌发、花粉管的生长、受精作用及胚和胚乳的发育过程,得到以下结果:(1)中棉×戴维逊氏棉花粉粒的萌发及花粉管在异己花柱中的生长基本正常,有花粉管胚珠的频率约20％,为中棉自交的1/4左右;(2)在杂交情况下,有花粉管进入的胚珠基本上能实现受精;(3)杂种胚乳在授粉后7天发育异常,11天开始解体,16天才有部分胚珠的胚乳开始形成细胞壁;(4)杂种胚不分化或畸形分化,在授粉后11—22天坏死。     

影响小麦成熟胚培养及植株再生因素的研究

对3个不同栽培品种小麦的成熟胚进行离体培养,研究影响小麦愈伤组织诱导和植株再生的一些因素。结果表明,东农7742的苗分化率明显高于龙麦9814和龙麦26;高浓度的玉米素可明显提高芽的分化率;附加低浓度NAA的1/2 MS培养基可有效促进生根。可见,基因型对小麦愈伤组织的分化有很大的影响,附加一定的外源激素有利于提高植株的再生频率。     

硬粒小麦×天蓝偃麦草属间杂种无性系的建立

本实验以“人民麦”ד天蓝偃麦草”F_0成熟胚、F_1幼穗及“珂珂瑞特”ד天蓝偃麦草”F_1幼穗为外植体,在MS+2mg/L2,4-D的培养基上诱导愈伤组织,在无激素的MS培养基上诱导再生植株。产生胚性愈伤组织的频率最高为78.9％。植株再生方式为体细胞胚胎发生方式,再生频率最高为100％。胚性愈伤组织经13个月的继代培养仍具再生能力。发现一种特殊分化现象,即小花结构的分化,并对产生这种现象的原因进行了分析。