桂南木莲和马关木莲繁育系统及杂交育种研究

发布时间：2020-06-20 21:21

【摘要】：桂南木莲(Manglietia chingii)和马关木莲(Manglietia maguanica)是木莲属(Manglietia)常绿乔木,这两种植物树形优美、花朵芳香是重要的用材和观赏树种。为了解这两种植物繁育系统的特征,找出自然生长环境下座果率、结籽率低的原因,本试验对这两种植物的花部特征、杂交指数(OCI)、花粉/胚珠值(P/O)、及套袋处理等进行了系统研究。通过开花物候、开花动态、花粉活力变化和柱头可授性变化、传粉昆虫的观察等,探讨这两种植物二次开合开花的生殖适应性意义。此外为丰富木兰科植物新品种,以这两种植物为亲本材料进行正反杂交试验,运用形态学鉴定和ISSR分子标记相结合的方法对1年生杂交后代进行鉴定。主要结果如下:1、繁育系统特征(1)桂南木莲:测定OCI=4,P/0=12430±510;套袋试验去雄套袋处理、不去雄套袋处理座果率都为0.00%,表明其不存在无融合生殖机制。异株异花授粉座果为65.00%高于自然传粉下的25.00%,所以桂南木莲的繁育系统类型是异交型,需要传粉媒介。自然环境下缺少有效的传粉媒介是其座果率、结籽率低的重要原因。(2)马关木莲:测定OCI=4,P/0=7269±332;在去雄套袋、不去雄套袋处理下座果率为0.00%,说明其也不存在无融合生殖机制。异株异花授粉座果率为55.00%高于自然传粉下15.00%的座果率,但马关木莲接受同株异花授粉,座果率低仅为5.00%。所以马关木莲的繁育系统特征是部分自交亲和,异交,需要传粉者。自然条件下不适宜的传粉气候和缺乏传粉昆虫都会导致其座果率、结籽率低。2、二次开合的生殖适应性意义(1)桂南木莲:花朵第一开放和第二次开放在时间上同步,第一次开放雌蕊群可授性较强目的是给异交提供未被污染的柱头,早已开裂的花药在第二次开放雄蕊群开展时散粉,给异交提供较高活力的花粉,晚上活动的甲虫是其有效传粉昆虫。因此,花朵通过二次开合来对其异交生殖机制进行适应。(2)马关木莲:第一次开放即雌性特征开始表达时间,接近另一朵花第二次开放即雄性特征开始表达的时间,雌蕊特征和雄蕊特征表达在时间有1～4h的重叠。这种开花模式使植株在进入盛花期时有足够的花粉完成同株异花或者异株异花授粉。因此,二次开合是对其部分自交亲和、异交传粉机制的适应。3、杂交育种(1)桂南木莲×马关木莲:座果率较高为65.00%,和父母本55.00%、65.00%的座果率基本相等;结籽率为10.56±1.56%,略低于母本11.32±1.06%和父本12.23±2.50%;种子千粒重为392.31±25.40g,优于母本318.23±29.91g;杂交苗在生长过程中少量存在非生物因素和非逆境生理导致的枯萎死亡现像。(2)马关木莲×桂南木莲:座果率50.00%,和父母本座果率基本相等;结籽率为11.46±2.26%,介于父母本的结粒率之间;千粒重为596.35±64.15g,优于母本575.62±61.51g,存在显著差异。杂交苗在生长过程中少量存在非生物因素和非逆境生理导致的枯萎死亡现像。综上桂南木莲和马关木莲的杂交亲和性较高,存在部分受精后障碍。4、杂种鉴定(1)桂南木莲×马关木莲:形态学方面,杂交后代的叶片形态指标介于父母本之间或与父母本一致,初步说明试验挑选的15株杂交后代是真杂种;ISSR分子标记方面,从14条引物中筛选出4条引物用于杂种鉴定。4条引物共检测出46个位点,平均每条引物扩增出11.5条条带,46条条带中39条是多态性DNA条带,84.78%的多态性条带比率。扩增的条带类型分为双亲共有带型、单亲带型、特异性带型3种。17份供试材料被聚类结果分为偏母本型、中间型和父本3类。形态学标记和ISSR分子标记结果一致,杂交后代为真杂种。(2)马关木莲×桂南木莲:形态学方面,杂交后代的叶片形态指标介于父母本之间或与父母本一致,初步说明试验挑选的15株杂交后代是真杂种;ISSR分子标记方面,4条引物共检测出44个位点,每条引物平均扩增出11条条带,44条条带中39条是多态性DNA条带,88.78%的多态性条带比例,扩增出条带类型分为双亲共有带型、单亲带型、特异性带型3种;17份供试材料被聚类结果分为偏母本型和偏父型类2类。形态学标记和ISSR分子标记结果一致,杂交后代为真杂种。
【学位授予单位】：中南林业科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S685.99
【图文】：

木莲,花朵,自交亲和,传粉者

Ｅ分别为桂南木莲、马关木莲花粉形态；Ｃ、Ｆ分别为桂南木莲、马关木莲变异花被片。）逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋３．１邋Ｆｌｏｗｅｒ邋ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ邋ｏｆ邋Ｍ邋ｃｈｉｎｇｉｉ邋ａｎｄ邋Ｍ邋ｍａｇｎａｎｉｃａ邋（Ｎｏｔｅ：邋Ａ邋ａｎｄ邋Ｄ邋ｒｅｐｒｅｓｅｎｔ邋ｏｐｅｎ逡逑ｆｌｏｗｅｒｓ邋ｏｆ邋Ｍ邋ｃｈｉｎｇｉｉ邋ａｎｄ邋Ｍ．邋ｍｃｉｇｎａｎｉｃａ邋ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ；邋Ｂ邋ａｎｄ邋Ｅ邋ｒｅｐｒｅｓｅｎｔ邋ｐｏｌｌｅｎ邋ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ邋ｏｆ邋Ｍ逡逑ｃｈｉｎｇｉｉ邋ａｎｄ邋Ｍ邋ｍａｇｕａｎｉｃａ邋ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ；邋Ｃ邋ａｎｄ邋Ｆ邋ｒｅｐｒｅｓｅｎｔ邋ｖａｒｉａｔｉｏｎ邋ｆｌｏｗｅｒｓ邋ｏｆ邋Ｍ邋ｃｈｉｎｇｉｉ邋ａｎｄ邋Ｍ逡逑ｍａｇｕｃｍｉｃａｉ邋ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．）逡逑３．１．２杂交指数逡逑按照Ｄａｆｎｉ标准（ＤＡＦＮＩＡ，１９９２）测量花部特征，对桂南木莲和马关木莲的逡逑杂交指数进行测定结果如表３．１。桂南木莲花朵直径平均为５８±３．５ｍｍ，大于６ｍｍ，逡逑评判值为３。雌雄蕊异位，评判值为１。雌蕊先熟，评判值均为０。桂南木莲的逡逑0ＣＩ＝４，繁育系统类型为部分自交亲和，异交，需要传粉者完成授粉；马关木莲逡逑花朵直径平均为５８±３．５ｍｍ，大于６ｍｍ，评判值为３。雌雄蕊异位，评判值均为逡逑１。雌蕊先熟，评判值为０。马关木莲的0ＣＩ＝４，繁育系统类型也为部分自交亲和，逡逑异交，需要传粉者。逡逑

蜜蜂,被片,花被片,木莲

访花昆虫观察的试验中，发现上午９：００？１１：００和下午２：００？５：００桂南木莲逡逑的访花昆虫是蜜蜂，访问闭合期和衰败期前期的花朵。蜜蜂从花被片间隙进入花逡逑朵（图３．５－Ａ），或者从花被片底部钻入（图３．５－Ｂ），蜜蜂沾满散落在合拢花被逡逑片上的花粉后在群落中飞行，在访问桂南木莲其它花朵时将身上的花粉散落在访逡逑问花的柱头上完成授粉。晚上发现极少数甲虫类昆访问植株初次开放和再次开放逡逑的花朵，这些甲虫通过访花活动，把再次开放期花的花粉传播至其它花朵上，同逡逑时试验还发现甲虫啃食花被片现象（图３．５－Ｃ）。此外还发现在柱头和雄蕊上活逡逑动混身沾满花粉的蚂蚁、蓟马等小型昆虫，但被排除在有效传粉昆虫之外。逡逑实验中发现马关木莲的主要访花昆虫也是蜜蜂。蜜蜂的访花活动时间也主要逡逑集中在上午９：００？１１：００和下午２：００？５：００＾■马关木莲初次开放的花朵能散发较浓逡逑橙子香味，闭合期的柱头分泌大量的粘液，吸引蜜蜂钻入闭合期花朵。下午闭合逡逑期的花朵再次开放，雄蕊群开展花药开裂，花粉落在花被片上，吸引蜜蜂访花（图逡逑３．５－Ｄ）。此时柱头上还有粘液，对蜜蜂具吸引力，身上沾满花粉的蜜蜂在访问其逡逑它植株的花朵或是同株的花朵时

【参考文献】