露珠杜鹃繁育系统及杂交亲和性

为种质资源保护和乡土园林树种推广提供技术支持,对野生露珠杜鹃（Rhododendron irroratum）繁育系统和杂交亲和性进行研究,试验包括开花生物学特性,繁育系统特性,与高山杜鹃优良园艺品种杂交授粉,荧光显微镜观察授粉花粉萌发及花粉管生长过程,以及坐果率和结实率统计。结果表明（：1）露珠杜鹃开花时间为4月下旬到5月下旬,花粉活力与柱头可授粉性随开花时间的延长逐渐下降。（2）杂交指数（OCI）为3,P/O值为343.47。（3）主要传粉者为膜翅目中华蜜蜂（Apis cerana）,繁育系统为兼性异交型,自交亲和,需要传粉者,属虫媒花。（4）人工控制授粉发现不存在无融合生殖,能自动自花授粉,异株异花、同株异花、自花授粉坐果率分别为46.96%、45.03%、37.16%,人工授粉平均坐果率与自然传粉坐果率基本一致。（5）露珠杜鹃作为亲本进行人工杂交授粉表现出杂交不亲和,母本花粉管中存在胼胝质栓塞,导致花粉管不能延伸至子房。通过观察发现,露珠杜鹃杂交亲和难点在于花粉管生长过程。     

木兰科植物的杂交亲和性

采用常规杂交育种的方法,在木兰科属内和属间进行了62杂交试验,结果表明,除木兰属的木兰亚属和玉兰亚属之间没有杂交亲和性外,木兰科其他属内都有杂交亲和性,这表明属内不存在生殖隔离,除拟单性木兰属与木兰属的木兰亚属之间有杂交亲和性外,其它属间都没有杂交亲和性,这表明这些属间存在着生殖隔离,因此,木兰科植物的杂交亲和性基本上支持根据形态特征所建立的木兰科科下分类系统,同时,建议将拟单性木兰属与木兰属的木兰亚属合并为木兰属,并将玉兰亚属从木兰属中分出作为玉兰属。     

甘薯近缘野生种资源的杂交亲和性评价及利用

甘薯近缘野生种与甘薯栽培品种的杂交结实率研究表明,甘薯栽培品种与不同倍性I．trifida的平均杂交结实率为9．33％,其中与六倍体I．trifuta杂交结实率最高,与二倍体I．trifida杂交结实率最低;与四倍体I．1ittoralis杂交的平均结实率为4．22％;与I．leucantha杂交的平均结实率为0．75％。甘薯与近缘野生种杂交,其后代的结薯性出现广泛的分离,甘薯与六倍体I．frifida的杂交后代结薯率高于与其它低倍体的野生种。在甘薯栽培品种与近缘野生种的杂交后代中选出了一些优良的杂种后代。利用六倍体I．trifida与甘薯栽培品种杂交和回交,从其后代中选育出了苏渝303和渝苏297等甘薯品种。     

中国部分野生百合自交和组内及组间杂交亲和性研究

以百合属(Lilium)4个组13种野生百合为试验材料,配置80个杂交组合,分析中国野生百合自交、组内及组间杂交的亲和性.采用延迟授粉和切割柱头两种授粉方式和胚拯救技术,以克服受精前、后的障碍,提高育种效率.结果显示:百合自交亲和性存在一定差异,大花卷丹(L.leichtlinii)和兰州百合(L.davidi‘ unicdor cotton')自交不亲和;卷瓣组组内杂交在所配置的杂交组合中,仅有3个组合[垂花百合(L.c ernuum)×细叶百合(L.pumilum)、兰州百合×垂花百合以及兰州百合×大花卷丹]通过延迟授粉获得杂交胚,并通过组培获得杂交苗;卷瓣组与钟花组组间杂交亲和性较好.研究表明,对于大多数的杂交组合,延迟授粉比切割柱头对克服受精前障碍有效;而对于绝大多数的自交和杂交组合,组培能有效克服受精后障碍,并获得子一代苗.     

兰属植物种间杂交亲和性研究

以10个中国兰品种和8个大花蕙兰品种为材料开展了兰属植物间的杂交试验,比较不同组合的杂交亲和性。结果表明:(1)54个杂交组合,共授粉582朵,获得杂交果实131个,平均结实率为22.51%;中国兰与大花蕙兰正交结实率(23.19%)高于反交结实率(9.27%)。(2)墨兰与大花蕙兰无论正交或反交均可获得较高的结实率,其亲和性高于春兰、建兰与大花蕙兰杂交的亲和性。(3)中国兰种间杂交亲和性较高,3类组合结实率均大于30%,但不同品种间杂交亲和性不一,春兰‘绿萼’,墨兰‘企黑’、‘白墨’,建兰‘金荷’,大花蕙兰‘黄金岁月’比较适宜做母本;春兰‘大富贵’,墨兰‘富贵’、‘白墨’,大花蕙兰‘月影’、‘日本绿’和‘黑珍珠’比较适宜做父本。     

高山杜鹃与大喇叭杜鹃种间杂交过程的观察研究

以高山杜鹃‘Nova Zembla’为母本,大喇叭杜鹃为父本进行人工杂交授粉,利用荧光显微镜对杂交组合花粉萌发及花粉管生长过程进行观察,并统计其杂交的田间坐果率。结果显示:(1)授粉后1d花粉开始萌发形成花粉管,其萌发率在授粉后1～5d内显著增长,其后增长缓慢,到第12天萌发率最高达37.36%。(2)花粉萌发后花粉管生长速度由慢变快,授粉后2d花粉管进入花柱,7d进入子房,10d进入胚珠;实验中杂交花粉管与胚珠虽有结合,但与胚珠结合率低,授粉后12d仅7.42条花粉管进入胚珠。(3)在花粉管生长过程中,伴有大量异常现象,表现为授粉后柱头细胞、花粉管、花柱引导组织、子房组织、胚珠中的胚囊等部位依次出现胼胝质沉积反应,花粉管生长中出现的膨大、先端沉积胼胝塞而中途停止生长、螺旋扭曲、粗细不均、杂乱生长或螺旋膨大且逆向生长等异常。(4)该实验杂交的田间坐果率为零。研究表明,高山杜鹃‘Nova Zembla’与大喇叭杜鹃杂交不亲和,杂交后花粉管生长的异常行为可能是种间杂交不亲和的主要原因,且受精前障碍与受精后障碍可能同时存在。     

新疆甘草属的种间杂交

试验以居群为单位的新疆甘草属７个种进行种间人工杂交。通过对种间杂交结实量（ＲＳ）和亲本种平均结实量（ＲＳｍ和ＲＳｆ）的分析比较,测出相应的杂交结实指数（ＩＳ）、初步了解种间杂交亲和性的大小,为甘草属植物系统与演化的研究提供参考依据。     

烟草种间杂交亲和性

以野生烟草Nicotiana alata、N.rustica、N.repanda、N.stocktonnii与栽培烟草K326、红花大金元、Yun87、Yun97为材料,进行种间正反杂交,研究种间杂交亲和性。田间观察杂交后的坐果情况并统计坐果率,采用显微荧光染色观察授粉后花粉管在雌蕊上的生长情况,并结合杂交后代萌发检测的方法。结果表明：N.rustica、N.repanda、N.stocktonnii与栽培烟草杂交不亲和。N.rustica花粉能够穿过K326花柱,N.repanda和N.stocktonnii花粉在K326柱头上很少萌发生长。N.alata花粉可以穿过K326的花柱,并得到果实,但是萌发实验显示其种子无活力。N.alata作为母本与栽培烟草杂交不亲和。     

烟草种间杂交亲和性

以野生烟草Nicotiana alata、N.rustica、N.repanda、N.stocktonnii与栽培烟草K326、红花大金元、Yun87、Yun97为材料,进行种间正反杂交,研究种间杂交亲和性.田间观察杂交后的坐果情况并统计坐果率,采用显微荧光染色观察授粉后花粉管在雌蕊上的生长情况,并结合杂交后代萌发检测的方法.结果表明:N.rustica、N.repanda、N.stocktonnii与栽培烟草杂交不亲和.N.rustica花粉能够穿过K326花柱,N.repanda和N.stocktonnii花粉在K326柱头上很少萌发生长.N.alata花粉可以穿过K326的花柱,并得到果实,但是萌发实验显示其种子无活力.N.alata作为母本与栽培烟草杂交不亲和.     

32种杜鹃花属植物亚属间杂交的可育性研究

为探索杜鹃花属植物亚属间杂交的可育性规律,该文对常绿杜鹃亚属(subgen. Hymenanthes)、杜鹃亚属(subgen. Rhododendron)及马银花亚属(subgen. Azaleastrum)、映山红亚属(subgen. Tsutsusi)和羊踯躅亚属(subgen. Pentanthera)的亚属间杂交进行了研究,共涉及杜鹃花属植物5亚属15亚组32种,杂交组合118个。结果表明:(1)杜鹃花属植物的亚属间杂交存在明显的生殖障碍,其可育性水平与亚属及其类群组合有关,高、中、低与不育比例为2∶16∶8∶92,可育比例仅20.0%,杜鹃亚属与马银花亚属等4个亚属级组合杂交未显现可育性。(2)亲本杂交组合方式对亚属间杂交有不同程度的影响,一些类群组合有明显的向性。以杜鹃亚属做母本与常绿杜鹃亚属的云锦杜鹃亚组杂交的可育组合比高于反交,且在有关大王杜鹃、粘毛杜鹃、露珠杜鹃和马缨花的杂交中也是如此,但与银叶杜鹃亚组杂交正好相反;另外,12对单向可育组合,分布于常绿杜鹃亚属与杜鹃亚属等4类亚属级杂交组合中。(3)杜鹃花属的亚属间杂交不亲和与败育现象明显,不可育组合百分率占80%,不能坐果是败育的主要表征,所有可育组合的绿苗率比值和单位种子数比值无一例达到相应母本的自然授粉水平。(4)双亲系统分类上的关系对亚属间可交配性具有重要影响并与可育程度一致,染色体倍性也有一定的作用。(5)有关研究为探索和认识杜鹃花属植物亚属间进化遗传联系提供了新的证据和思考,银叶杜鹃亚组可能是解释常绿杜鹃亚属与杜鹃亚属进化遗传联系的重要类群,杜鹃亚属的多鳞杜鹃可能与常绿杜鹃亚属具有广泛的血亲关系,其中多鳞杜鹃与岷江杜鹃彼此为生态相邻种并有可能在长期的演化过程中有遗传渗透,百合花杜鹃和毛肋杜鹃分别与映山红亚属、腺果杜鹃与马银花亚属,越峰杜鹃和繁花杜鹃分别与映山红亚属,大白杜鹃与羊踯躅亚属间的联系均需要深入研究。     

杜鹃属植物与杜鹃灌丛群落的研究进展

对杜鹃属(Rhododendron L.)植物起源、中国分布、适应性、灌丛群落结构特征和演替特征等问题进行了综述,并对杜鹃属植物的深入研究和合理利用进行展望。中国西南地区以及喜马拉雅至缅甸北部地区为杜鹃属植物的起源中心,贵州百里杜鹃林是全球最大野生杜鹃资源库。杜鹃属植物的适应性与所在区系的同质性、海拔相似度、进化程度、关键功能性状等密切相关,基于进化-形态功能特征的比较为选育适应性优良的杜鹃品种提供了参考。杜鹃灌丛群落具有特殊性,表现出复杂的多层次垂直结构、镶嵌式水平结构和明显的年龄结构特征。依据群落具备优势种生态位宽度大且种群间的生态位相似性比例较小来判定杜鹃灌丛群落已演替至顶级的观点仍有待考证。     

10种杜鹃亚属植物种间杂交的可育性研究

为探索杜鹃花亚属内异种杂交的可育性及其规律,对杜鹃亚属有鳞大花亚组(subsect. Maddenia)、三花杜鹃亚组(subsect. Triflora)、亮鳞杜鹃亚组(subsect. Heliolepida)及腋花杜鹃亚组(subsect. Scabrifolia)等4亚组10个杜鹃花种类的22个杂交组合(其中18个数据完整组合)的可育性进行了研究。结果表明:(1)所涉及的杜鹃亚属不同亚组间及三花杜鹃亚组内杂交均较困难,在18个数据完整组合中高可育与可育组合比率明显偏低,不育比率高(55.6%)。(2)在10个不可育或败育组合中,不能坐果(Cab型)、不能结实(Sab型)和可结实而种子不能发芽(Sng型)的数量分布为6∶1∶3,其不亲和或败育发生的阶段可能涵盖了从前合子期到后合子期的整个阶段。(3)亲本一方为多倍体组合的可育率(41.6%),尤其是母本为多倍体时,比二倍体组合的可育率(50.0%)低且无高可育组合出现,部分印证了倍性是导致该亚属植物不同种类杂交不亲和、不育与育性下降的重要原因,但不是唯一原因,亚组间杂交的可育率(16.7%)明显低于亚组内(三花杜鹃亚组内,58.3%)。(4)与相应的母本自然授粉结果相比,杂交明显导致多数可育组合绿苗率比率和单位可育种子数量比率的大幅度下降,这是双亲遗传差异及多倍体亲本介入后所导致的杂交衰退hybrid weakness现象。(5)在多倍体作母本的情况下,杂交单向不育或非对称遗传渗透现象明显。     

37种杜鹃花属植物在迁地保育下的自然授粉研究

该文对主要栽培在四川都江堰龙池基地(海拔1 700 m)及玉堂基地(海拔700 m)和峨眉山生物试验站(海拔805 m)的5亚属15亚组37种杜鹃花属植物的自然授粉开展了为期4 a的数据采集与研究。以绿苗率(Gs)为主要指标,绿苗系数(Gc)、坐果率(St)和单位可育种子数(Sf)为辅助指标,初步揭示了迁地保育条件下杜鹃花属植物自然授粉的育性适应及其特征。结果表明:(1)除黄花杜鹃(Rhododendron lutescens)未形成种子外,受试的其他36个杜鹃花种类均能在其保育地点上不同程度地完成从种子(幼苗)到种子的生命循环,其中高可育型24种、可育型11种、弱育型1种。(2)上述4项指标,尤其是保育条件与原生地条件下同种的绿苗率、绿苗系数和单位能育种子数比较,均能不同程度地反映育性适合度的差异情况。(3)在上述具有不同程度可育性的36种杜鹃花中,有24种有不同程度的败育现象,其成因可能为不同程度的自交和花期重叠的同亚组到不同亚组异种间自然交配所引起的遗传不适,由于遗传选择的限制或胁迫,这种现象在一些开花个体有限的种类中尤为突出,因此保证最小存活种群(the minimum viable population,MVP)对于该属植物迁地保育至关重要。(4)杜鹃花属的特定种类可能存在一个受种性制约的单位种子数量幅度和上限,即不同的类群与种类的单位种子数量存在差异。(5)为探索自交和种间杂交提供了认识起点和参照,并提出了有关杜鹃花属植物可育性综合评价的指标体系和方法。     

杜鹃花属植物杂交不亲和与败育分布研究

该研究以杜鹃花属5亚属3组17亚组38种,计109个不育组合及91个可育组合的杂交结果为依据,对4个杂交不亲和指标与败育系数及败育频度参数进行了分析。结果表明:(1)杜鹃花属不同类群间杂交的不育组合比例约为54.5%,其不亲和与败育包括不能坐果(capsul aborted,Cab型)、坐果但不能形成种子(seed aborted,Sab型)和能形成种子但不能发芽(seed not germinated,Sng型) 3种情况,其中Cab与Sab类型均可能是前合子期不亲和与后合子期不亲和的复合表征,Sng型则可以肯定为后合子期种子发育阶段败育的情况,Cab∶Sab∶Sng=81∶13∶15;而可育组合中部分败育苗无疑属于"杂种不活hybrid inviability"的败育类型。(2)有关不育类型的分布与杜鹃花属植物亲本类群及其分类与亲缘关系具有明显关联,从同一亚组内、同一亚属内到不同亚属间杂交的不育类型的分布呈Sng型→Sab型→Cab型增加的趋势,杂交双亲分类上亲缘关系越密切Sng型的频度越高,反之关系越疏远Cab型的频率越高,亚属间远交往往止于Cab型。(3)"杂种不活"为败育苗的表现形式之一,从同一亚组、同一亚属到不同亚属间杂交,其败育等级频度分布通常也从无或轻度败育到严重败育方向发展,常绿杜鹃亚属内杂交的败育情况明显低于杜鹃亚属内杂交,这与后者多倍体亲本的介入相关,而上述2亚属间杂交的苗木败育则更加严重,但映山红(R. simsii)分别与百合花杜鹃(R. liliiflorum)和毛肋杜鹃(R. augustinii)的亚属间杂交未出现败育苗分布。     

杜鹃花属植物干旱胁迫研究进展

杜鹃花为世界三大高山花卉和中国十大传统名花之一,具有极高的观赏价值和广阔的园林应用前景。但是,杜鹃花大多自然分布于高海拔山地,受遗传机制制约,性喜冷凉湿润气候,干旱是制约其迁地保育和园林应用的关键因子。杜鹃花种类繁多、分布地域较广、生态类型多样,不同物种(品种)对干旱胁迫的响应机制存在差异。该文从种子发芽、形态与解剖特征、生理与生化指标、基因表达等方面综述了杜鹃花对干旱胁迫的响应机制以及外源物质提高杜鹃花抗旱性的国内外研究进展,分析了当前该研究领域存在的不足,提出了今后工作中应加强不同生态类型及不同抗旱性杜鹃的水分利用策略和抗旱机制,以及菌根真菌提高杜鹃花抗旱性的基因调控机制与优良菌株筛选等研究,为我国杜鹃花多样性保育、抗旱性资源发掘及园林应用等提供参考依据。     

遮阴对高山杜鹃叶片解剖和光合特性的影响

为了解高山杜鹃对光能的需求和适应性,该研究以盆栽3 a生高山杜鹃品种cv. Furnivall's Daughter为材料,探讨了遮阴对高山杜鹃叶片解剖结构和光合特性的影响。结果表明:光照强度对高山杜鹃品种cv. Furnivall's Daughter叶片的气孔密度没有显著影响,其气孔密度范围在299.70~327.22个·mm~(-2)之间,但光照对气孔开度和单个气孔器的面积影响显著,100%全光照和30%全光照处理植株分别具有最小和最大的叶片气孔开度。在处理的光强范围内,随着光强减弱,叶片厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度以及上、下表皮厚度逐渐降低,有利于提高叶片的光能利用效率。100%全光照处理下,高山杜鹃叶片的光饱和点(LSP)、净光合速率(P_n)、饱和光合速率(P_(max))、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)均较低,遮阴处理有效提高了Pn、P_(max)、G_s、T_r和光能利用效率(LUE),且30%全光照处理植株的叶片光补偿点(LCP)、暗呼吸速率(Rd)最低,而LSP、P_n、P_(max)、G_s、T_r和LUE最高。这表明高山杜鹃在云南昆明地区的最适光照条件是30%左右的全光照,在高山杜鹃的栽培及应用中,应采取适当的遮阴措施以满足其生长的最佳光照条件。     

头花杜鹃、陇蜀杜鹃及杜鹃属植物叶绿体基因组比较分析

头花杜鹃(Rhododendron capitatum)和陇蜀杜鹃(R. przewalskii)是极具观赏价值的野生花卉和药用植物。为探讨头花杜鹃和陇蜀杜鹃叶绿体基因组的遗传结构及进化特征,该研究利用 Illumina HiSeq 4000 平台对头花杜鹃和陇蜀杜鹃的叶绿体全基因组进行测序,经组装和注释后,结合 7 个已发表的杜鹃属植物叶绿体全基因组进行比较基因组学分析和系统发育分析。结果表明:(1)头花杜鹃和陇蜀杜鹃叶绿体全基因组呈典型的环状四分体结构,均由一个大单拷贝区(105 990、109 191 bp)、一个小单拷贝区(2 617、2 606 bp)和一对反向重复区(45 825、47 516 bp)构成,全长分别为200 257、206 829 bp。(2)头花杜鹃和陇蜀杜鹃叶绿体基因组中共鉴定出 263 个SSR位点,大部分 SSR 偏好使用 A/T 碱基,密码子偏好使用 A/U 结尾。(3)杜鹃属植物叶绿体全基因组中普遍存在基因丢失以及基因组重排等结构变异现象。该研究丰富了杜鹃属植物的基因组资源,为头花杜鹃、陇蜀杜鹃的资源开发、遗传进化、育种及系统发育相关研究提供了理论参考。     

杜鹃花属映山红亚属植物叶表皮显微形态特征及其分类学意义

为澄清映山红亚属(Rhododendron subg. Tsutsusi)内的系统关系问题,该研究选择杜鹃花属映山红亚属37种植物作为对象,其中29种为首次报道,通过扫描电镜观察其叶表皮显微特征。结果表明:(1)气孔器均为无规则型且均在远轴面。(2)根据叶片微形态特征将映山红亚属的种类分为杜鹃型(R. simisii-type)、岭南杜鹃型(R. mariae-type)、皋月杜鹃型(R. indicum-type)、崖壁杜鹃型(R. saxatile-type)及丁香杜鹃型(R. farrerae-type)5种类型。(3)杜鹃型植物的气孔器周边无或具间断的条形突起。(4)岭南杜鹃型植物的气孔器周围有多层条形突起环绕,保卫细胞两极不具T型加厚。(5)皋月杜鹃型植物的叶表皮保卫细胞两极具有T型加厚,与叶状苞亚属(Subg. Therorhodion)叶状苞杜鹃(R. redowskianum)的气孔器特征相似,推测其与叶状苞亚属具有一定的亲缘关系。(6)崖壁杜鹃型植物的叶表皮毛单一,多呈卷曲状,与其他类型有所不同且未见腺体。(7)丁香杜鹃型植物的叶表皮仅有腺体。(8)依据叶表皮微形态特征讨论了一些近缘种类的关系,如倾向于将背绒杜鹃(R. hypoblematosum)和千针叶杜鹃(R. polyraphidoideum)处理为独立的种,支持保留紫薇春(R. naamkwanense var. cryptonerve)作为南昆杜鹃(R. naamkwanense)的变种地位,不支持将腺花杜鹃(R. adenanthum)并入细瘦杜鹃(R. tenue)作异名处理等。该研究结果表明叶表皮显微特征在映山红亚属内物种划分上具有重要价值。