玫红百合、紫红花滇百合杂交育种及多倍体诱导
作者单位：云南农业大学
学位级别：硕士
导师姓名：吴红芝
授予年度：2022年
学科分类：090706[农学-园林植物与观赏园艺] 0907[农学-林学] 09[农学]
摘 要：原产于云南的特有清香型百合资源——玫红百合,具有玫瑰香味,紫红花滇百合其橙香味特征明显,两种百合均表现出淡雅芳香、植株生长健壮、抗性强等特性,可运用于百合杂交育种中选育优良的清香百合资源。目前,这些优质的资源因气候变化、人工采挖而急速减少,甚至面临灭绝的境地,研究和利用这些种质资源已成当务之急。本研究以玫红百合、滇百合原种及其变种紫红花滇百合为试材,将紫红花滇百合与东方百合和OT栽培百合、亚洲百合通过切割花柱授粉法杂交,结合不同胚抢救方式获得杂交后代组培苗,研究紫红花滇百合与东方、亚洲、OT栽培百合远缘杂交亲和性,并采用根尖染色体法鉴定杂交后代染色体数,探究杂种后代倍性遗传规律;以氨磺乐灵为诱导剂,采用浸泡法对玫红百合、滇百合、紫红花滇百合鳞片进行多倍体诱导处理,并对获得的多倍体材料进行形态学、细胞学、DNA含量等方面的鉴定,为玫红百合、滇百合在百合新品种培育和多倍化研究提供重要的参考依据和经验。试验结果如下:(1)玫红百合叶绿体基因组测序与基因组比较分析结果表明,玫红百合叶绿体基因组大小为152,280bp,呈现出典型的四分体结构:一个大的单拷贝(LSC,81,977bp),一个小的单拷贝(SSC,17,539 bp)和两个反向重复(IRs,26,382bp)。由系统发育分析可知玫红百合与卷瓣组中的大理百合、紫斑百合、钟花组的滇百合关系较为密切。(2)以紫红花滇百合作为父本与东方、亚洲百合、OT百合远缘杂交的25个组合中,紫红花滇百合与东方百合9个杂交组合中有7个组合的子房膨大率较高,亲和性较好,其中‘Viviana’与紫红花滇百合杂交获得的子房膨大率达到79%,种子有胚率为10.45%,杂种胚萌发率为1.85%,亲和性最佳;紫红花滇百合与OT百合百合8个杂交组合中有6个组合膨大率较高,亲和性次之,其中‘Robina’与紫红花滇百合杂交获得的子房膨大率达到66.66%,种子有胚率为6.5%,杂种胚萌发率为7.5%,亲和性较好,而与亚洲百合杂交组中均表现出明显的不亲和性,种子全部败育。可见紫红花滇百合作亲本与东方百合、亚洲百合、OT百合远缘杂交时,使用切割花柱法对于远缘杂交障碍的克服有一定作用,不同栽培品种之间亲和性差异显著,‘Viviana’、‘Corvara’可以作为比较理想的母本材料。(3)对紫红花滇百合与栽培种百合杂交后获得的膨大子房进行不同方式和不同时间的胚拯救试验,杂交配组的类型对培养效果有明显的差异。‘Corvara’×紫红花滇百合这一杂交组合,在利用子房切片培养和幼胚培养过程中萌发率最高,分别达到8%,和2.5%,试验发现,子房切片接种发率高于幼胚培养,但是萌发时间较幼胚培养的长。不同杂交组合的最适宜胚拯救时间有差异,‘Viviana’×紫红花滇百合杂种胚在授粉后30-35d之间进行胚拯救其萌发率最高,为4.67%,各杂交组在授粉后45d后进行胚拯救时大部分种子开始出现败育,随着杂交组合的不同,各杂交组出现的败育时间也不一样。(4)以紫红花滇百合为父本与栽培种杂交得到6个杂种后代,根尖染色体倍性结果显示:杂交后代苗中‘Sorbonne’×紫红花滇百合、‘Viviana’×紫红花滇百合’、‘Corvara’×紫红花滇百合的染色体数目均为24条,初步判定为二倍体植株;‘Conca D’or’×紫红花滇百合杂交苗的染色体数目为36条,为三倍体植株;‘Manissa’×紫红花滇百合和‘Robina’×紫红花滇百合的杂交后代中出现染色体非整倍体的情况,OT百合作为育种的亲本,产生非整倍体变异几率大,观察后代组培苗可以发现,杂种植株大多健壮、发育良好,可作为百合新品种选育的重要亲本材料。(5)由玫红百合、滇百合、紫红花滇百合多倍体诱导试验的结果可知,诱导玫红百合多倍体的最佳组合为:氨磺乐灵浓度为0.0024%,处理时间为48h,诱导率达到20%。滇百合与紫红花滇百合处理组中的鳞片成活率普遍较低,为6.67%-20%。随着浓度升高和处理时间加长,鳞片萌发率开始降低,死亡数增加。氨磺乐灵诱导后的植株叶片经过流式细胞仪鉴定结果表明,玫红百合植株中得到了四个四倍体,一个三倍体,而对滇百合与紫红花滇百合诱导的部分成活苗经过根尖染色体压片鉴定后均未观察到多倍体。玫红百合加倍后植株和根尖畸形化现象严重,滇百合与紫红花滇百合诱导后鳞片死亡率普遍较高,三个野生种百合诱变后植株生长缓慢,部分根尖出现畸形化。
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