3个马铃薯杂种优良株系的核型及SSR分析

为明确‘费乌瑞它’ב陇薯3号’杂种F1优良无性株系A1和A3及‘费乌瑞它’×J07-6杂种F1优良无性株系C2在染色体及DNA水平上的遗传差异,利用根尖染色体制片技术和SSR分子标记技术,对这3个优良株系的核型及SSR指纹特征进行分析。结果表明:(1)株系A1、A3和C2均为四倍体(2n=4x=48),其核型类型分别为2B、1B和1A;株系A1和A3核型公式均为2n=4x=48=36m+12sm,C2核型公式为2n=4x=48=48m。(2)利用筛选出的10对SSR适宜引物PCR扩增得到50个多态性位点,多态性位点百分率为79.37%。(3)建立了3个马铃薯杂种优良株系及其亲本的SSR指纹图,并以遗传距离(GD值)0.45为基准,将6个材料分为3类:母本‘费乌瑞它’、株系A1和父本‘陇薯3号’聚为一类,株系A3和C2聚为另一类,父本J07-6单独列为一类。     

马铃薯杂种F1无性株系的ISSR鉴定

为给马铃薯新品种选育提供可靠材料,采用ISSR分子标记对2个马铃薯杂交组合‘J07-4’ב陇薯6号’和‘J07-6’ב陇薯6号’杂交种F₁无性繁殖株系的真实性进行了鉴定。结果从152个ISSR引物中筛选出适于‘J07-4’ב陇薯6号’杂种F₁ 5个无性株系鉴定的3个ISSR引物AF18550、AW75511和AW20617及‘J07 6’ב陇薯6号’杂种F₁ 7个无性株系鉴定的2个ISSR引物AW20607和AF18549;以子代中含有父本特征带为主要依据,鉴定出杂种F₁共12个无性繁殖株系均为真实的杂交种,并建立了杂种F₁不同无性株系间的ISSR指纹图。表明ISSR分子标记技术用于马铃薯杂种F₁无性株系鉴定是可行的。     

天麻减数分裂观察及染色体构型分析

目的:观察天麻花粉母细胞减数分裂过程中的细胞学特征并分析天麻花粉育性情况。方法:采用压片法,绘制天麻减数分裂图谱,对乌天麻、黄天麻、绿天麻三种变型进行比较。结果:天麻小孢子的形成过程正常,三个变型基本一样。天麻的18个二价体中终变期构型以棒状的最多,占总二价体的77.04%;环状的次之,占18.15%;十字构型形的最少,占4.81%。通过碘-碘化钾染色,天麻花粉的发育正常,92.8%可育。结论:麻减数分裂过程基本正常,这与天麻具有正常的种子繁殖能力是相符的。乌天麻与绿天麻杂交品系的产生,也说明天麻在繁殖能力上是正常的。     

马铃薯杂种F1的SSR鉴定

为选育抗黑痣病、高产优质的马铃薯新品种,选用引进品种‘大西洋’分别与‘陇薯6号’、‘陇薯7号’杂交,获得了杂种F1代,利用SSR标记技术对‘大西洋’与‘陇薯6号’的42个杂种F1、‘大西洋’与‘陇薯7号’的9个杂种F1单株进行了鉴定。从59对SSR引物中筛选出2对在亲本间存在差异、扩增稳定、条带清晰的引物S184和STM1049,用于‘大西洋’ב陇薯6号’杂种F1、‘大西洋’ב陇薯7号’杂种F1及其亲本的基因组DNA扩增。SSR带型分析显示,杂种F1的SSR带型呈双亲互补型、缺失型、父本型和母本型4类,依据带型特征鉴定出供试的51个马铃薯杂种F1单株均为真杂种,表明SSR分子标记技术用于马铃薯杂种真实性鉴定是可行的。该研究可为进一步开展马铃薯杂交后代目标性状优异株系选育提供依据。     

7个马铃薯新品系的主要农艺性状与营养品质及其细胞学和SSR分析

为了明确从3个马铃薯杂交组合F1代分离群体中选育出的7个马铃薯新品系(NMS-A42、NMS-A187、NMS-A217、NMS-B53、NMS-B107、NMS-B327和NMS-C92)的主要农艺性状、分子和细胞遗传学差异,并为进一步新品种的育成登记与推广提供依据。该试验以5个亲本材料为对照,对7个新品系块茎的单株产量、商品薯率、营养品质、熟性、花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ(PMCMⅠ)染色体配对行为、花粉育性及SSR指纹特征等进行比较分析。结果表明:(1)NMS-A42的干物质和淀粉含量(24.15%和18.72%)显著高于其他6个品系,为全粉加工型新品系;NMS-B107为高花青素含量(319.49mg/kg)新品系;NMS-B327花青素含量(100.22mg/kg)较高,为彩薯新品系;其余4个新品系均为鲜食型。(2)NMS-B327为中早熟型品系,NMS-C92为晚熟型品系,其余5个新品系均为中熟型。(3)各品系平均单株产量和商品薯率变幅分别为1.02~1.84kg和81.10%~94.36%,且品系NMSB327均为最高;可育花粉率变幅为48.82%~87.69%,且以NMS-A42最低,NMS-B107最高。(4)7个新品系的染色体配对构型分别为:6.57Ⅰ+9.66Ⅱ+5.06Ⅲ+1.74Ⅳ、5.38Ⅰ+8.98Ⅱ+4.63Ⅲ+2.69Ⅳ、4.05Ⅰ+15.54Ⅱ+2.12Ⅲ+1.63Ⅳ、4.55Ⅰ+12.12Ⅱ+2.39Ⅲ+3.01Ⅳ、1.93Ⅰ+11.52Ⅱ+2.0Ⅲ+4.26Ⅳ、4.37Ⅰ+9.97Ⅱ+3.19Ⅲ+3.53Ⅳ和6.08Ⅰ+7.6Ⅱ+3.4Ⅲ+4.13Ⅳ。(5)从55对SSR引物中选出条带清晰、多态性丰富、重复性好的3对特异性引物(S25、S118和S153),PCR扩增建立了能清晰识别7个新品系和其亲本材料的SSR指纹图。研究发现,7个马铃薯优良新品系的块茎芽眼浅、薯形美观、结薯集中整齐,其熟性、产量、商品薯率和营养品质等性状表现各有特点,具有较高的应用价值。     

普通小麦与粗山羊草属间杂种的染色体构型及其后代的育性特征

利用３个推广品种（莱州９５３、山农辐６３、陕７８５９）分别与原产地不同的抗白粉病的６份粗山羊草［Ａｅｇｉｌｏｐｓｔａｕｓｃｈｉｉ（Ｃｏｓｓ．）Ｓｃｈｍａｌ．］杂交,得到６３个无胚乳的种子,将５６枚幼胚接种到Ｎ６＋０．５ｍｇ／ＬＩＢＡ＋０．２ｍｇ／ＬＮＡＡ的培养基上进行褓姆培养,得到３７个植株。其中莱州９５３与粗山羊草的杂交结实率和成苗率较高,分别平均为８．５８％和４．８２％。粗山羊草对白粉病的抗性     

普通小麦与黑麦属间杂种(F_1)育性特点的研究

34个小麦品种(系)与黑麦进行了杂交,结果表明:亲和性在供试材料间存在明显差异,其中12个小麦品种表现了与中国春相似的亲和性;对34个小麦/黑麦属间杂种(F_1)的回交结实率和开放授粉条件下的自交结实率的统计表明,杂种育性普遍较差,但不同组合间存在明显不同,其回交与自交结实率的变异幅度分别为0—4.50%和0—3.087粒/穗;小麦与黑麦属间杂种(F_1)育性与杂交亲和性间存在明显相关,回交和自交结实率以及能够回交和自交结实组合的出现频率均随亲和性的增加而表现增加的趋势;在小麦品种演化过程中,亲和性与杂种育性均表现降低的趋势;小麦/黑麦属间杂种(F_1)PMC MI染色体配对水平普遍较低,平均交叉结仅为0.359,但组合间存在一定差异,变幅为0—1.3;平均99.936%的杂种(F_1)花粉表现败育,仅有0.064%的杂种(F_1)花粉能被KI—I_2正常染色,杂种(F_1)染色体配对水平与正常染色花粉频率、正常染色花粉频率与自交结实率间存在一定程度的相关性,相关系数分别为0.209和0.205。     

普通小麦与粗山羊草属间杂种的染色体构型及其后代的育性特征

利用3个推广品种(莱州953、山农辐63、陕7859)分别与原产地不同的抗白粉病的6份粗山羊草[Aegilops tauschii(Coss.)Schmal.]杂交,得到63个无胚乳的种子,将56枚幼胚接种到N6 0.5mg/L IBA 0.2 mg/L NAA的培养基上进行褓姆培养,得到37个植株。其中莱州953与粗山羊草的杂交结实率和成苗率较高,分别平均为8.58%和4.82%。粗山羊草对白粉病的抗性基因在不同的杂交组合中受到不同程度的改变或抑制。以莱州953为父本,分别与不同组合的杂种F_1回交,大多数组合均得到回交种子,回交结实率平均为1.70%;以莱州953作母本,与莱州953/Y225 F _1回交得到2粒种子,说明普通小麦与粗山羊草的杂种F_1也能产生少量有授精能力的花粉。以山农辐63为父本与山农辐63/Y219 F_1回交亦得到回交种子。通过对普通小麦与粗山羊草6个杂交组合的杂种F_1PMCMI染色体构型的分析,一般多出现14个左右单价体和一定频率的多价体,并观察到可能为A、B组染色体形成的异形二价体;粗山羊草的D组染色体和普通小麦的D组染色体联会正常,可发生自由重组,从而为将粗山羊草的有益基因导入普通小麦提供了细胞学依据。     

杂种卡特兰花粉萌发和花粉贮藏性研究

以杂种卡特兰品种‘绿世界’(Rhyncholaeliocattleya Sung Ya Green‘Green World’)的新鲜花粉为试材,采用正交试验比较了蔗糖、H3BO3、CaCl2对花粉萌发的影响。结果表明,适宜的花粉培养基为:蔗糖100 gL-1+H3BO3 40 mgL-1+CaCl2 150 mgL-1。不同贮藏方法对杂种卡特兰花粉萌发率的影响较大,4℃低温湿润贮藏30 d后,花粉萌发率仅为3.5%,而4℃低温干燥贮藏、-20℃冷冻湿润和干燥贮藏720 d后,花粉仍然具有较高的活力,花粉萌发率均达32.5%以上,且对授粉结实率没有明显影响。杂种卡特兰的授粉最佳时期为开花后0-8 d,花粉块在整个花期均保持较高的活性。     

亚洲栽培稻与AA染色体组稻种的可交配性及F1杂种育性分析

从可交配性和F1杂种育性两方面对亚洲栽培稻与AA染色体组（以下简称AA组）其他7个稻种的系统关系进行了分析。结果表明：栽培稻籼、粳亚种与AA组不同稻种杂交均具有一定的结实率,可交配性不是影响亚洲栽培稻与其他AA组稻种间基因交流的主要生殖障碍。亚洲栽培稻与普通野生稻及尼瓦拉野生稻种间F1花粉育性和小穗育性有不同程度分化,与其他稻种的F1花粉育性和小穗育性均很低,F1杂种不育是AA组内基因交流的主要障碍。综合可交配性和F1小穗育性两方面的因素,初步得出：亚洲栽培稻与AA组稻种的亲缘关系由近及远依次是：普通野生稻、尼瓦拉野生稻、南方野生稻、展颖野生稻、非洲栽培稻、长雄蕊野生稻和短舌野生稻。其中普通野生稻和尼瓦拉野生稻是AA组中可直接利用于水稻育种的野生稻资源。     

基于SSR标记的彩色马铃薯亲缘关系分析及指纹图谱构建

为了探究彩色马铃薯种质资源的遗传背景,该试验共选用22对SSR标记引物,对33份彩色马铃薯品种(系)进行遗传多样性分析以及指纹图谱构建。结果表明:(1)22对引物可扩增得到95个等位位点,其中82个为多态性位点,多态性比率达到86.31%;多态信息量(PIC)从0.168 7(STM1053)到0.991 9(STI033),平均为0.8411。(2)UPGMA聚类分析表明,在相似系数0.71处,33份供试材料分为4个主要聚类群,不同聚类群之间具有较大的遗传差异。(3)利用STM0031、STM0030、STI014、STM1029、STI001共5对SSR标记引物构建了33份彩色马铃薯材料的分子标记指纹图谱。该研究结果为彩色马铃薯育种亲本组配奠定了理论基础,有助于彩色马铃薯种质资源的快速鉴定。     

Cucumis sativus × C.hystrix种间杂种的形态学和细胞学观察

以甜瓜属种间杂种F1(2n=19,华南型黄瓜\"二早子\"×Cucumis hystrix)为试材,对其形态学、细胞学和育性作了观察分析.结果表明该杂种无雌花,雄花不能正常开放,表现高度不育.该杂种F1长势瘦弱,与笔者以前报道的种间杂种F1(C. hystrix与华北型黄瓜\"北京截头\"正反交)相比,在育性和形态学性状上有明显差异.花粉母细胞减数分裂观察发现,杂种F1的终变期和中期Ⅰ主要以17条单价体(Ⅰ)和1个二价体(II)存在;整个花粉母细胞的减数分裂行为异常,经常可见染色体滞后和纺锤丝定向紊乱,形成多极染色体,末期II后形成多分体,以致不能发育成正常的花粉粒,导致杂种F1高度不育.     

高粱314A、13A与苏丹草杂种F1代的农艺特性及细胞学分析

分析了雄性不育系高粱314A、13A与3种苏丹草杂交组合F1代的生育、株高、穗型、分蘖性、产量、光合性能及细胞遗传学等特性.结果表明各杂交种F1植株高大,平均株高343～369 cm,穗型呈双亲中间型,种子活秆成熟,生育期130～137 d,分蘖性强,单株平均分蘖数6.3～9.0个,花粉可育率91%以上,自然结实率63.88%～67.79%;F1鲜草产量比各自父本苏丹草增加16.17%～32.73%,种子产量增加41.40%～52.97%,杂种超亲优势19.29%～48.68%,茎叶比3.05～3.66;F1净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度均明显超过其各自亲本,CO2固定能力强;F1代PMCMⅠ染色体均能正常配对,平均构型为2n=2x=20(10Ⅱ),但棒状二价体频率明显高于其双亲,原亲本间的遗传组成仍存在着一定的差异;试验证明母本314A、13A的雄不育发生在减数分裂后的小孢子形成期.     

用微卫星DNA标记对我国杂交水稻主要恢复系遗传差异的检测分析

选用分布于水稻（Oryza sativaL.)12条染色体上的25对SSR（Simple sequence repeats)引物,分析了生产中广泛应用的35个杂交 水稻恢复系,在35个杂交水稻恢复系材料间共检测出65个等位基因（alleles),平均每对SSR引物可检测到2.6个等位基因,PIC（Polymorphism index content）值的变动范围为0.206-0.682,平均值为0.414。聚类分析表明,我国杂交 水稻恢复系资源比较丰富,但其遗传差异较小,遗传背景单一,从而在很大程度上限制了我国水稻杂种优势的利用。     

Reproductive isolation and hybrid pollen disadvantage in Ipomopsis

One cause of reproductive isolation is gamete competition, in which conspecific pollen has an advantage over heterospecific pollen in siring seeds, thereby decreasing the formation of F1 hybrids. Analogous pollen interactions between hybrid pollen and conspecific pollen can contribute to post-zygotic isolation. The herbaceous plants Ipomopsis aggregata and I. tenuituba frequently hybridize in nature. Hand-pollination of I. aggregata with pollen from F1 or F2 hybrids produced as many seeds as hand-pollination with conspecific pollen, suggesting equal pollen viability. However, when mixed pollen loads with 50% conspecific pollen and 50% hybrid pollen were applied to I. aggregata stigmas, fewer than half of the seeds had hybrid sires. Such pollen mixtures are frequently received if plants of the two species and F1 and F2 hybrids are intermixed, suggesting that this advantage of conspecific over hybrid pollen reduces backcrossing and contributes to reproductive isolation.     

Evaluation of a new culture method for mass-propagation of a photoperiod-temperature sensitive genic male sterile rice strain N19S

A newly established culture method was evaluated for application in mass-propagation of a photoperiod-temperature sensitive genic male sterile rice strain. It was found that the new culture method was very efficient for the regeneration of plants from callus of this strain, and a high concentration of 6-benzyladenine necessary for highly efficient plant regeneration culture did not seem to have negative effects on some agronomic traits investigated of the regenerated plants and their progenies. By the new culture method, a large number of plants could be regenerated in a relatively short time (approximately 8×10¹² plants within 300 days) from one naked seed-explant. Because of this, prominent drift of the PTGMS rice strain, which accumulates gradually during the course of propagation of the seeds through generations, in the response to photoperiod-temperature conditions could be avoided when this in vitro culture protocol is employed instead of seed propagation. Differences in rates of pollen fertility and seed setting were found between regenerated plants and seed-grown plants, and between their respective first and second progenies. These differences are also of important application value in two-line rice production: Higher pollen fertility of the regenerated plants can be applied with higher efficiency for the propagation of the strain seeds because they have much higher seed setting by self-fertilization; lower pollen fertility of the regenerated plant progenies will result in much lower seed setting by self-fertilization and is, therefore, conducive to the production of hybrid seeds of higher purity by natural crossing with the other line in the two-line system.