草莓杂交育种毕业论文

你来看下这篇文献啊．＜＜草莓种间杂交的研究＞＞雷家军[1] 胡文玉[2] 等 [全文大小：233 K] [1]沈阳农业大学园艺学院，沈阳110161 [2]沈阳农业大学生物技术学院，沈阳110161摘要：草莓2x与2x、2x与4x、4x与5x与8x种间杂交结果表明，同倍性种间杂交结实率较高，如绿色草莓（2x）×东北草莓（2x）可达53.3%，但正反交间不同。不同倍性种间杂交以低倍体为母本时结实很差或完全不能结实，以高倍体为母本时杂交结实率较高，如汤姬（8x）×黑龙江7号（5x）可达68.4%；由汤姬（8x）×黑龙江7号（5x）得到1株9x实生苗，根据其倍性及亲本减数分裂行为、花粉大小等现象推测草莓属植物中存在未减数配子；草莓种间杂交后代变异大，并出现了偏母实生苗，它们可能来自无融合生殖；从草莓种间杂交得到包括4x、5x、6x、7x、8x、9x丰富的倍性试材，这对草莓遗传变异及改良栽培草莓品质、抗逆性、抗病性等方面的研究有较大价值。园 艺 学 报 2002 , 29 (6) : 519～523Acta Horticulturae Sinica收稿日期: 2002 - 02 - 01 ; 修回日期: 2002 - 04 - 03基金项目: 辽宁省博士启动基金项目(001043) ; 国家教育部出国留学人员基金资助项目草莓种间杂交的研究雷家军1 代汉萍1 邓明琴1 吴禄平1 胡文玉2(1 沈阳农业大学园艺学院, 沈阳110161 ; 2 沈阳农业大学生物技术学院, 沈阳110161)摘 要: 草莓2x 与2x、2x 与4x、4x 与5x、5x 与8x 种间杂交结果表明, 同倍性种间杂交结实率较高,如绿色草莓(2x ) ×东北草莓(2x) 可达53. 3 % , 但正反交间不同。不同倍性种间杂交以低倍体为母本时结实很差或完全不能结实, 以高倍体为母本时杂交结实率较高, 如汤姬(8x ) ×黑龙江7 号(5x) 可达68. 4 %; 由汤姬(8x ) ×黑龙江7 号(5x) 得到1 株9x 实生苗, 根据其倍性及亲本减数分裂行为、花粉大小等现象推测草莓属植物中存在未减数配子; 草莓种间杂交后代变异大, 并出现了偏母实生苗, 它们可能来自无融合生殖; 从草莓种间杂交得到包括4x、5x、6x、7x、8x、9x 丰富的倍性试材, 这对草莓遗传变异及改良栽培草莓品质、抗逆性、抗病性等方面的研究有较大价值。关键词: 草莓; 种间杂交; 倍性; 未减数配子中图分类号: S 668. 4 文献标识码: A 文章编号: 05132353X (2002) 0620519205种间杂交在许多作物上已有报道〔1 ,2〕。草莓属约有20 个种, 其中只有1 个种———凤梨草莓( Fragaria ×ananassa Duch. ) 被广泛用于栽培。野生草莓在提高栽培品种抗逆性、抗病性、芳香性、固形物含量等方面有较大潜力, 因此国外很多学者进行了草莓种间杂交以获得新类型新品种〔3 ,4〕。我国自然分布有10 个草莓野生种, 其中有极具应用价值的珍贵类型〔5〕, 但我国对野生草莓资源的研究多局限于野外调查、植物学形态观察和分类等方面〔6〕, 对杂交利用研究很少。沈阳农业大学从1980年开始考察收集野生草莓资源, 目前已从国内外收集保存15 个种共128 份野生草莓资源。作者对4种不同倍性草莓种间杂交进行了研究。1 材料与方法材料来源于沈阳农业大学草莓园。二倍体种包括绿色草莓( F. viridis Duch. )〔7〕和东北草莓( F.mandschurica Staudt)〔8〕, 四倍体种为东方草莓( F. orientalis Losinsk) , 八倍体种为栽培种凤梨草莓, 自然五倍体类型为吉林4 号和黑龙江7 号。田间自然条件下吉林4 号完全不育, 黑龙江7 号几乎不育,但两者花粉生活力均正常, 雄性可育。种间杂交于1996 年5 月进行, 每组合杂交20～80 朵花, 同时对所有母本去雄10 朵花套袋作为对照, 以观察去雄效果。杂交后10～15 d 去袋。杂交果实正常成熟时调查杂交结实率。采集种子于冰箱中4 ℃层积处理50 d 后播种。当幼苗展开3 片真叶时移栽于营养钵, 于温室中培养。1997 年5 月定植于露地。田间观察于1998～2001 年进行。采用5 mol/ L 盐酸解离5 min , 改良卡宝品红染色法观察根尖染色体数。2 结果与分析调查结果表明, 所有去雄套袋的亲本均未得到正常膨大的果实及饱满种子, 说明去雄效果良好。草莓种间杂交结实及播种出苗情况见表1。2. 1 绿色草莓( 2x) 与东北草莓( 2x) 正反交绿色草莓与东北草莓正反交均较易获得杂交种子, 但正交结实率高于其反交, 平均单果种子数也© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 较多, 出苗率则低于其反交; 正反交后代开花结果均正常, 多数实生苗长势、株高、叶形、果实性状等表现兼有双亲性状, 少数实生苗表现为偏母性状。偏母实生苗可能来自于无融合生殖。所有正反交实生苗的花序均表现为绿色草莓花序的特点, 即高于植株叶面1/ 3～1/ 2 , 明显不同于东北草莓花序平于或略低于叶面的特征。经染色体数目检测, 实生苗后代均为二倍体(2n = 2x = 14) 。表1 草莓种间杂交结实率及播种出苗率Table 1 Percentages of fruit2setting and survival seedlings from seeds of the interspecific hybridization in the genus Fragaria杂交组合Cross combination杂交花朵数No. offlowerscrossed结实花朵数No. offlowersfruit2setting杂交结实率Percentage offruit2setting( %)平均单果种子数No. of seedsper fruit共获种子数No. ofseedsobtained播种出苗数No. ofseedlingsobtained出苗率Percentageof seedling( %)东北草莓(2x ) ×绿色草莓(2x) 36 6 16. 7 4. 2 25 8 32. 0F. mandschurica (2x ) ×F. viridis (2x)绿色草莓(2x ) ×东北草莓(2x) 77 41 53. 3 9. 6 393 35 8. 9F. viridis (2x ) ×F. mandschurica (2x)东北草莓(2x ) ×东方草莓(4x) 45 0 0. 0 0. 0 0 0 0. 0F. mandschurica (2x ) ×F. orientalis (4x)东方草莓(4x ) ×东北草莓(2x) 44 10 22. 7 1. 4 14 2 14. 2F. orientalis (4x ) ×F. mandschurica (2x)绿色草莓(2x ) ×吉林4 号(5x) 35 1 2. 9 1. 0 1 0 0. 0F. viridis (2x) ×Jilin No. 4 (5x)吉林4 号(5x ) ×绿色草莓(2x) 38 0 0. 0 0. 0 0 0 0. 0Jilin No. 4 (5x) ×F. viridis (2x)东方草莓(4x ) ×吉林4 号(5x) 77 33 42. 9 5. 0 164 74 45. 1F. orientalis (4x ) ×Jilin No. 4 (5x)吉林4 号(5x ) ×东方草莓(4x) 60 0 0. 0 0. 0 0 0 0. 0Jilin No. 4 (5x) ×F. orientalis (4x)黑龙江7 号(5x ) ×哈尼(8x) 57 0 0. 0 0. 0 0 0 0. 0Heilongjiang No. 7 (5x ) ×Honeoye (8x)哈尼(8x ) ×黑龙江7 号(5x) 19 9 47. 4 4. 6 41 13 31. 7Honeoye (8x ) ×Heilongjiang No. 7 (5x)黑龙江7 号(5x ) ×汤姬(8x) 41 0 0. 0 0. 0 0 0 0. 0Heilongjiang No. 7 (5x ) ×Yuhime (8x)汤姬(8x ) ×黑龙江7 号(5x) 19 13 68. 4 3. 8 49 17 34. 7Yuhime (8x ) ×Heilongjiang No. 7 (5x)2. 2 东北草莓( 2x) 与东方草莓( 4x) 正反交以低倍性的东北草莓为母本与倍性较高的东方草莓杂交未能得到种子, 其反交则得到了种子, 但平均单果饱满种子数很少(1. 4 粒) , 出苗率也较低(14. 2 %) 。所得2 株实生苗形态上偏母本东方草莓, 经染色体数目检测为四倍体(2n = 4x = 28) 。2. 3 绿色草莓( 2x) 与吉林4 号( 5x) 正反交绿色草莓×吉林4 号杂交结实率很低(2. 9 %) , 仅得1 粒种子, 播种未能出苗。其反交未能得到种子, 这与自然条件下吉林4 号完全不育是一致的。2. 4 东方草莓( 4x) 与吉林4 号( 5x) 正反交以吉林4 号为母本时未能得到杂交种子, 以东方草莓为母本时杂交结实率(42. 9 %) 和播种出苗率(45. 1 %) 均较高。对后代74 株实生苗观察, 在株高、株态、叶形、叶柄颜色、新茎数目、匍匐茎多少、育性等方面变异大。检测8 株实生苗染色体数目, 其中2 株为4x , 1 株为5x , 5 株为4x～5x之间的非整倍体(染色体数为29～33) (图1 , A) 。52 0 园 艺 学 报 29 卷© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 图1 草莓种间杂交后代染色体数目A: 东方草莓(4x) ×吉林4 号(5x) 的5x 实生苗(35 条) ; B : 哈尼(8x) ×黑龙江7 号(5x) 的8x 偏母实生苗(56 条) ;C 和D: 汤姬(8x) ×黑龙江7 号(5x) 的7x (49 条) 和9x (63 条) 实生苗。Fig. 1 The chromosome mumber of root2tip cells of seedlings from the interspecific hybridizationA: One pentaploid seedling (2n = 5x = 35) from F. orientalis (4x) ×Jilin No. 4 (5x) ; B : one octoploid seedling (2n = 8x = 56)from Honeoye (8x) ×Heilongjiang No. 7 (5x) ; C and D: One heptaploid (2n = 7x = 49) andone nonaploid seedling (2n = 9x = 63) from Yuhime (8x) ×Heilongjiang No. 7 (5x) .2. 5 哈尼( 8x) 、汤姬( 8x) 两个栽培品种与黑龙江7 号( 5x) 正反交只在以栽培品种为母本时得到杂交种子, 且两品种与黑龙江7 号杂交的杂交结实率和播种出苗率都相近。对后代实生苗观察发现其变异均很大(表2) , 哈尼×黑龙江7 号出现2 株偏母实生苗, 经染色体数目检测均为8x (图1 , B) , 检测汤姬(8x ) ×黑龙江7 号(5x) 的4 株实生苗倍性, 其中1 株为 6 x , 2 株 为 7 x , 1 株 为9x (图1 , C、D) 。6x、7x 实生苗可能来自双亲正常减数配子结合, 而9x 则可能来自母本的正常减数配子(4x) 与父本的未减数配子(5x) 结合(图2) 。在试验中观察黑龙江7 号(5x) 的减数分裂发现, 中期Ⅰ存在染色体不均等分配, 花粉大小变化较大, 有大花粉、较小花粉、很小花粉存在, 最大花粉和最小花粉的直径可相差2～3 倍, 推测父本黑龙江7 号(5x) 可能形成2x、3x、5x 配子。图2 汤姬×黑龙江7 号杂交后代不同倍性的可能来源Fig. 2 Origin of various ploid seedlings from the cross ofYuhime and Heilongjiang No. 7表2 汤姬( 8x) ×黑龙江7 号草莓( 5x) 后代部分实生苗倍性及突出性状Table 2 The ploidy and differential traits of four seedlings from the cross of Yuhime ( 8x) and Heilongjiang No. 7 ( 5x)实生苗代号Seedlings倍性Ploidy 突出性状 Differential traitsI1524 9x 株高中等, 叶片大, 锯齿深, 三小叶近无柄, 无花序Medium height , large and nearly sessile leaflet with sharp serrations , no inflorescenceI15212 7x 植株高大, 丛生, 绒毛多, 花序多, 育性较好, 果圆球形, 香甜Vigorous and clustered with many inflorescences , thick hairs on leaves , considerable fertility , round fruit with high aromaI15213 7x 株高中等, 叶黄绿色, 匍匐茎多, 育性差Medium leight , yellowish2green leaves , many runners , poor fertilityI15215 6x 植株矮,叶面平,近圆形,质地粗糙,育性差Short height ,nearly round leaves with rough texture and smooth surface ,poor fertility3 讨论3. 1 草莓种间杂交后代倍性变异、未减数配子及无融合生殖两个2x 种东北草莓和绿色草莓正反交后代均为2x。东方草莓(4x) ×吉林4 号(5x) 后代实生苗中有4x、5x 和染色体数为29～33 的非整倍体。汤姬(8x) ×黑龙江7 号(5x) 后代实生苗中的6x、6 期 雷家军等: 草莓种间杂交的研究 52 1© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 、9x 可能分别是母本的正常减数配子(4x) 与父本的2x、3x、未减数5x 配子结合。对父本黑龙江7号(5x) 的减数分裂观察表明存在染色体不均等分配和花粉大小相差较大等现象, 这表明很可能5x黑龙江7 号能形成未减数配子。关于草莓未减数配子已有较多报道, Bringhurst 在加州沿海分布的智利草莓( F. chiloensis , 8x) 和森林草莓( F. vesca , 2x) 自然群体中发现有其它3 种倍性的植株, 即5x、6x、9x , 认为5x 来自双方正常减数配子, 6x 来自森林草莓的未减数配子, 9x 来自智利草莓的未减数配子; 当用此5x 植株与智利草莓(8x) 回交时, 后代多数为9x , 少数为14x 及一些非整倍体( ±46) , 认为9x 植株来源于5x 的未减数配子(Unreduced gametes) , 14x 植株则来自5x 的加倍未减数配子(Doubled unreduced gametes) , 并估计智利草莓中大小为±33μm 的花粉为未减数配子(8x) ,±25μm 的花粉为正常减数配子(4x)〔9 ,10〕。关于2n 花粉的研究在马铃薯中报道也较多〔11〕。在东北草莓(2x) 和绿色草莓(2x) 正反交、东方草莓(4x) ×东北草莓(2x) 、哈尼(8x) ×黑龙江7 号(5x) 均出现了偏母实生苗, 它们很可能来自无融合生殖。国外学者在草莓属种间及与其近缘委陵菜属杂交时, 均发现有偏母实生苗, 认为它们来源于假受精(Pseudogamy) 的无融合生殖〔12〕。除形态学观察、染色体数目检测、同功酶分析外, 现代RAPD (Random amplified polyomorphic DNA) 技术将有助于对真伪杂种作出快捷而较准确的判断。3. 2 草莓种间杂种的利用种间杂交后代变异大, 在创造新种、新类型、新品种方面具有独特之处。Evans 用人工合成八倍体与栽培草莓杂交获得具有栽培潜力的八倍体新类型〔13〕。Bauer 用森林草莓( F. vesca , 2x) 和凤梨草莓( F. ×ananassa , 8x) 培育出10x‘森林凤梨草莓’ ( F. ×vescana) , 从中选出一个品种‘Florika’,其果实比栽培品种小, 但香味浓, 大面积栽培产量较高, 适于多年一栽和自采栽培〔14〕。Noguchi 等用品种丰香(8x) 与黄毛草莓( F. nigerrensis , 2x) 杂交得到的10x‘久留米IH1 号’, 最大果20 g , 具浓郁的桃香味, 极早熟, 温室栽培时连续抽生花序能力强, 产量接近栽培水平, 唯一不足是果实太软〔15〕。我们通过对草莓种间杂交得到了4x、5x、6x、7x、8x、9x 丰富的倍性试材, 并结合染色体加倍技术, 已使育性较差的5x 种间杂种加倍成10x〔16〕, 其育性基本正常, 果实芳香浓郁。这些中间育种材料的获得将加快我国优良野生草莓资源的利用步伐。