12个堇菜属种质生殖生物学及远缘杂交亲和性研究

发布时间：2020-11-13 00:23

　　 堇菜属(Viola)植物多数为多年生,少数为二年生草本。中国堇菜属野生资源丰富,约有110种,很多具有三色堇栽培种少有的叶片奇特、耐热耐寒性强等优点。远缘杂交是培育新品种的重要途径,探讨堇菜属植物远缘杂交的亲和性,对于培育综合性状优良的堇菜属新种质具有重要意义。本研究以12个堇菜属种质为材料,对其核型进行了分析,研究了生殖生物学特性,在此基础上,优选相关的组合进行杂交,采用苯胺蓝染色荧光观察法、石蜡切片法观察分析了堇菜属杂交后授粉受精及胚胎发育情况,并对其杂交后代进行了鉴定,主要结论如下:6个野生堇菜核型分析结果如下:西山堇菜核型公式为2n=2x=24=10m+14sm,斑叶堇菜核型公式为2n=2x=24=14m+10sm,裂叶堇菜核型公式为2n=2x=24=20m+2st+2sm,鸡腿堇菜核型公式为2n=2x=20=8sm+12m,早开堇菜核型公式为2n=4x=48=36sm+12m,紫花地丁的核型公式为2n=4x=48=36sm+12m。核型不对称系数范围为:60.99%~65.57%。根据最长与最短染色体长度比值和臂比大于2的染色体比例两项特征,西山堇菜、斑叶堇菜、裂叶堇菜、鸡腿堇菜、早开堇菜的核型分类均为2A型,紫花地丁属于3A核型。6个野生堇菜种质的进化程度高低为:紫花地丁早开堇菜西山堇菜斑叶堇菜鸡腿堇菜裂叶堇菜。6个野生堇菜、3个角堇、3个大花三色堇种质开花时柱头均高于花药,柱头可授性和散粉时间有重叠。花粉/胚珠比、杂交指数以及授粉试验结果表明:早开堇菜、紫花地丁繁育系统为自交亲和的兼交系统,有时需要传粉者;其余10个种质的繁育系统均为兼性异交,部分自交亲和,需要传粉者。通过扫描电镜观察了12个堇菜属种质花粉表观形态,结果表明:6个野生堇菜花粉粒整体观为长椭球形或椭球型,花粉赤道面观长椭圆形,两端渐窄,极面观三裂圆形或近圆形,花粉表面较为光滑,有穿孔;角堇和大花三色堇花粉粒表观形状为矩形或五角柱形,花粉赤道面观长方形或五菱形,极面观四裂正方形或五角柱形,花粉具4-5孔沟,萌发沟以等间距环状分布,外壁纹饰为皱波状纹饰。早开堇菜花粉萌发适宜的培养基为:蔗糖280 g/L+硼酸240 mg/L+GA_3 90mg/L+Ca(NO_3)_2 200 mg/L;大花三色堇花粉萌发适宜的培养基为:240 g/L蔗糖+260mg/L硼酸+GA_3 90 mg/L+Ca(NO_3)_2 200 mg/L。适宜斑叶堇菜、裂叶花粉萌发的培养基为:285 g/L~(-1)蔗糖+250 mg/L~(-1)硼酸+50 mg/L~(-1) GA_3+200 mg/L~(-1) Ca(NO_3)_2。不同贮藏温度对花粉生活力的影响差异较大,﹣80℃贮藏效果最佳。3种保护酶活性对裂叶堇菜、斑叶堇菜花粉萌发率的影响依次为:SODCATPOD。苯胺蓝法观察花柱及石蜡切片观察子房结果表明:授粉后,花粉萌发少、花粉管在花柱花粉管通道内不能顺利生长是JB-1-1-2×西山堇菜、EYO-1-2-1-5×西山堇菜、EYO-1-2-1-5×早开堇菜杂交不育的根本原因。石蜡切片观察子房结果表明:胚乳退化解体、胚囊中空、胚胎发育缺乏营养供给是EYO-1-2-1-5×早开堇菜、JB-1-1-2×斑叶堇菜、DFM-16-2-2×裂叶堇菜、E01×早开堇菜、PXP-BT-D-1-1-4×早开堇菜、EYO-1-2-1-5×西山堇菜、JB-1-1-2×西山堇菜杂交不育的根本原因。通过对10个杂交后代表型性状鉴定,发现杂交后代偏母性遗传较多,初步判断早开堇菜×E01、早开堇菜×PXP-BT-1-1-4、西山堇菜×08H、西山堇菜×PXP-BT-D-1-1-4、西山堇菜×JB-1-1-2、斑叶堇菜×JB-1-1-2为真正的远缘杂种,但还需借助分子标记等手段来进一步确定。
【学位单位】：河南科技学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S682.19
【部分图文】：

第二章 6 个野生堇菜种质核型分析4 5.85+3.38=9.22 1.73 sm M25 5.45+4.06=9.50 1.34 m M26 5.44+3.42=8.87 1.59 sm M27 4.96+2.82=7.78 1.76 sm M18 4.85+2.81=7.66 1.73 sm M19 4.80+3.26=8.06 1.47 m M110 4.58+2.88=7.46 1.59 m M111 4.31+2.05=6.36 2.10 sm M112 4.01+1.78=5.79 2.25 sm S

图 2-2 6 个堇菜属种质的核型不对称性程度散布图Fig. 2-2 karyotype asymmetry degree of scatter diagram of 6 Viola germies山堇菜、B:斑叶堇菜、C:裂叶堇菜、D:鸡腿堇菜、E:早开堇菜、F:紫花.hancockii; B:V.variegata; C:V.dissecta ; D:V.acumminata; E: V. prionF: V. philippica2，坐标点的相对位置形象地反映出堇菜属种质的不对称性和进材料其核型不对称性越强，进化程度越高。相反，越靠近左下性越低，其进化程度也相对也较低。由图 2-2 可以看出，紫花角坐标图上的分布位置偏右上方，进化程度较高，为较进化类于两者之间，进化程度平稳；而西山堇菜、早开堇菜位于坐标低，为较原始类型。与讨论

图 3-1 12 个试验材料Fig. 3-1 12 test materials菜（Viola hancockii）; b：斑叶堇菜（Viola uariegataisch）；c：鸡腿堇菜（Violaa）；d：裂叶堇菜（Viola dissecta）；e：紫花地丁（Viola prionantha）；f：早开堇菜（Va）；g：E01（Viola cornuta）；h：08H（Viola cornuta）；i：JB-1-2-2（Viola cornuta）；-1-5（Viola wittrockiana）；k：PXP-BT-D-1-1-4（Viola wittrockiana）；l：DFM-16-2-2（ana）量性状调查于盛花期对 12 份供试材料进行主要数量性状调查，每份材料随机选取 3 单株，性状的测定项目如下：仪器：刻度尺长尺、游标卡尺。型：株高与株幅的比值；高：自植株基部至顶端的自然高度；
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 汪劲武,杨继;河北及北京地区堇菜属的初步研究[J];植物研究;1988年02期

2 杜倩倩;陆耕宇;乔娟娟;谢国勇;吴刚;秦民坚;;堇菜属植物的药用历史和品种考证[J];中国野生植物资源;2019年02期

3 御东风;;“堇囊妙计”——探寻堇菜属的传粉机制[J];农药市场信息;2013年09期

4 付素静;何欢;吴朝路;高宇琼;李建新;;梵净山自然保护区堇菜属植物资源调查及应用研究[J];园艺与种苗;2019年03期

5 邢万通;;8种堇菜属植物的抗旱性研究[J];科学技术创新;2018年06期

6 竹内亮;祝廷成;;中国东北部地方产堇菜属植物的分类、生态及分布誌要[J];东北师大学报(自然科学版);1955年01期

7 付素静;吴朝路;李建新;;贵州省堇菜属植物分布新纪录[J];种子;2019年04期

8 李宝华,瞿佃利,高霞;青岛市海岸带野生的堇菜属植物[J];黄渤海海洋;1999年01期

9 江光怀,鲁润龙,周忠泽,张小平;安徽堇菜属的谱系分支分析[J];中国科学技术大学学报;2000年06期

10 姚霞;罗秀珍;谢忱;;堇菜属植物化学成分和药理作用研究进展[J];医药导报;2008年07期

相关博士学位论文 前2条

1 陈又生;中国堇菜属的分类修订[D];中国科学院研究生院（植物研究所）;2006年

2 姚霞;中国枸杞属植物不同种质资源的研究及紫花地丁的化学成分研究[D];中国协和医科大学;2010年

相关硕士学位论文 前4条

1 郭英姿;12个堇菜属种质生殖生物学及远缘杂交亲和性研究[D];河南科技学院;2019年

2 穆金艳;3种堇菜属植物的核型分析及倍性研究[D];河南科技学院;2013年

3 刘兆云;河南堇菜属植物的分类学研究[D];河南农业大学;2009年

4 苏雪;兼具开放花和闭锁花繁殖的堇菜属一些类群的遗传结构[D];西北师范大学;2005年

本文编号：2881453