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三种野生草莓种间杂交亲和性及其机理探究【字数:7932】

2024-11-03 13:02编辑: www.jxszl.com景先生毕设
草莓在世界全范围内广泛栽培,深受广大消费者的喜爱,且效益可观。栽培草莓育种多来自于品种间杂交,但其遗传背景狭窄,部分野生草莓具有的某些优良性状难以导入栽培草莓,严重制约了草莓产业的发展。本实验以东北草莓、森林草莓、绿色草莓三个野生种进行种间的相互两两杂交,经授粉后花粉管动态观察和观察杂交后代果实发育情况等手段,测得六组杂交组合亲和性;通过测试杂交的亲和与否及对其机理的进一步探究,初步明确了不同野生草莓杂交亲和性的差异森林草莓和东北草莓可能更适宜做杂交亲本,绿色草莓作杂交亲本时常有单边不亲和现象出现。从而能够设计更加有效的杂交组合,以导入野生草莓的抗病性、抗病性,更好地改善栽培草莓品质。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言3
1材料与方法4
1.1材料 4
1.2方法田间杂交授粉测试及杂交结果调查 4
1.3花粉萌发与花粉管生长动态观察4
2结果与分析5
2.1三种野生草莓自交亲和性分析5
2.2杂交组合亲和性分析5
3讨论7
3.1不同授粉组合亲和性分析7
3.2自交亲和型野生草莓之间杂交8
3.3自交不亲和型与自交亲和型野生草莓间杂交8
4结论 9
致谢9
参考文献9
图1 三种野生草莓自交坐果(授粉后15d)和花粉管萌发情况(授粉后24h)5
图2 不同授粉组合坐果情况(授粉后15d)6
图3 6个种间杂交组合花粉管萌发情况(授粉后24h)7
表1 杂交授粉组合亲和性情况6
三种野生草莓种间杂交亲和性及其机理探究
引言
近几年我国草莓产业发展迅速,由于其周期短、见效快、经济效益高、适于保护地栽培等优势而成为中国果树业中发展最快的一项新兴产业,对我国农业产业的发展具有重要影响。作为我国全年上市最早的水果,鲜艳的外观,酸甜适中的味道,绵软多汁的口感,深受广大消费者的喜爱[1]。
世界草莓属约有24个种,由2×,4×,5×,6×,8×等不同倍性 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: @351916072
构成,除了八倍体凤梨草莓(Fragaria × ananassa Duch)被广泛用于栽培外,其余野生草莓资源开发程度大多较低。通过对草莓品种系谱及遗传多样性进行分析发现,目前栽培品种遗传背景狭窄,遗传多样性匮乏,使栽培草莓病虫害及逆境抗性较弱且栽培过程中品种退化严重[2]。而低倍性野生草莓中蕴藏着丰富的优良性状基因资源,使其具有某些优良的特性和广泛的适应性,例如抗逆抗病性强,芳香味浓,维生素含量高等。通过杂交将野生草莓中的优良性状转移到栽培草莓品种中,从而对栽培草莓的品质及抗病抗逆性进行改良,是现如今草莓品种改良的重要手段[3]。然而草莓的自交不亲和性、单边不亲和性、种间杂交和倍性杂交障碍,使野生草莓资源与普通栽培草莓杂交时易出现杂交不亲和或育性差等现象,这严重制约野生草莓优异性状导入栽培草莓。因此创建纯合育种系、设计不同的杂交组合等,能够进一步加强对野生草莓优异性状的利用,提高栽培草莓的品质及抗性,对农业生产应用具有重要作用[4]。
杂交育种是当前草莓育种的主要方法和手段,通过人工组配杂交和自然杂交获得草莓杂交种子和实生种子进行播种育苗,再移栽到促成栽培大棚进行后代单株选种[5]。目前,草莓杂交培育中有待解决的问题是:种间杂交和倍性杂交存在障碍,草莓属植物种间杂交和倍性杂交部分可以获得杂交果实但存在结实率、结籽率低,种子发育不良、生活力低下等杂交障碍现象;部分甚至无法获得杂种[6]。通过细胞学分析发现,草莓种间杂交不亲和时花粉萌发至花柱内部一段后便停止发育,导致无法完成受精,这与自交不亲和结果相近。自交不亲和性(Selfincompatibility,SI)也称自交不育性,常见于雌雄同株植物,是植物在长期进化过程中所形成有利于异花授粉的一种生殖隔离,也是显花植物特有的一种自我识别能力和防止近亲繁殖增加变异的遗传机制[7]。如今对草莓自交不亲和机制的研究较少,其复杂且涉及多个途径,这些途径与种内花粉识别具有相近的分子机理,同时也存在着独立的运行机制[8]。种间不亲和性是一种与自交不亲和相近的机制,可导致相关物种花粉被排斥。当亲本均自交亲和时,其杂交有时会出现单方面杂交不亲和现象,其为种间不亲和的一种特殊形式,物种间单方面不亲和的关系被称为“SI×SC规则”:自交亲和的物种易于接受自交不亲和物种的花粉管,该规则在茄科与十字花科中广泛分布[9]。
本课题通过对东北草莓(Fragaria mandshurica)、森林草莓(Fragaria vesca)、绿色草莓(Fragaria viridis)三个野生种进行杂交,并对其花粉管动态进行观察,探究不同野生草莓杂交组合的杂交亲和性,明确不同野生草莓种的杂交亲和性差异,从而能够进一步优化杂交组合,设计更有效的杂交组合,对草莓杂交育种具有一定指导意义。
1 材料与方法
1.1 材料
本实验选用三个二倍体野生草莓种,即‘1042’绿色草莓(引自沈阳农业大学,自交不亲和类型)、‘1043’东北草莓(引自沈阳农业大学,自交亲和类型)、‘1041’森林草莓(野外收集,自交亲和类型)。绿色草莓、东北草莓和森林草莓三者各自为父母本分别进行种间杂交(正反交)。所选实验材料均种植于大学白马基地露天网室内,杂交实验于2019年4月中旬进行。
1.2 田间杂交授粉测试及杂交结果调查
选择长势、花量基本一致的标准草莓植株进行挂牌标记,于授粉实验前一日上午9:0010:00采集大蕾期花药,用硫酸纸包好,放置于硅胶瓶中于4℃冰箱中干燥24h;并选取大小高度相近的大蕾期花朵进行去雄操作,后套袋标记以防止其他花粉影响实验结果。于第二日9:0010:00进行自交或杂交授粉工作,结束后再套袋,防止其他花粉干扰。坐果率统计:授粉后十天左右去除授粉袋,隔半个月观察坐果情况,每个授粉组合选取五朵花,为保证授粉完全,采用两次授粉方式即间隔六小时再次进行授粉。
1.3 花粉萌发与花粉管生长动态观察
前人的研究结果显示,自交亲和草莓种于自交授粉后24时,花粉管可顺利穿过花柱基本,抵达子房完成受精。故本实验选取授粉后24h的雌蕊,投到FAA固定液(5%甲醛,5%乙酸,65%乙醇)固定,2h后转入70%乙醇溶液并放置于4℃冰箱中备用。对授粉后的雌蕊,置于2mol/LNaOH溶液中,65℃水浴2h,蒸馏水冲洗3次,后采用苯胺蓝染色法(1g/L苯胺蓝+0.4mol/L磷酸钾)染色12h,用荧光显微镜观察花粉在柱头上的萌发与花柱中的生长状况[10]。
2 结果与分析

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