银白杨与白榆远缘杂交的研究

银白杨与白榆远缘杂交的研究3杨成超1,　别婉丽1,　董　雁1,　杨志岩1,　王胜东1,　胡崇富2(1.辽宁省杨树研究所,辽宁盖州115200;2.辽宁省经济林研究所,辽宁大连116031)摘　要:围绕银白杨、白榆、新疆杨以及银榆杨(银白杨×白榆)这四个树种进行了远缘杂交试验。

结果表明:通过花粉蒙导与未成熟胚离体培养技术,克服了科间远缘杂交障碍,获得了银白杨×白榆杂种苗。

此外,银白杨×银榆杨、银白杨×新疆杨都得到了种子。

银白杨×新疆杨效果较好,银白杨×银榆杨试验所得的成熟种子比较少,只占所得种子总数的25%,且成熟种子的发芽率为66.7%。

由于银白杨×银榆杨的杂种苗生长羸弱,没能存活下来。

这表明银榆杨花粉可育,只是育性差。

形态学标记和AF LP标记结果表明,银榆杨属于偏母本融合型的杂种。

银榆杨雌雄同株,且有同花序现象,在早花性、叶背面无毛、侧枝细弱,从这些性状上看,白榆的基因在银榆杨中得到了表达。

关键词:银白杨;白榆;远缘杂交;胚离体培养形态学标记;AF LP标记中图分类号:S757.1 文献标识码:A 文章编号:100127461(2006)0420054204A Study on the D istant Hybridizati on bet w een Popu lus a lba L inn.and U l m us pum ila L inn.YANG Cheng2chao1,　B I E W an2li1,　DO NG Yan1,　YANG Zh i2yan1W ANG Sheng2dong1,　HU Chong2fu2(1.L iaoning Provincial Institute of Poplar,Gaizhou,L iaoning115200;2.L iaoning R esearch Institute of Econo m ic Tree,D alian,L iaoning116031,China)Abstract:Out cr ossing experi m ent of Populus alba L inn.,U l m us pum ila L inn.,Populus alba var.Pyram ida lis Bunge,P.×Yinyu(Populus alba L inn.×U l m us pum ila L inn.)were conducted.The results indicated that:By u2 sing techniques of pollen induce ment and puerile ovary culture,the out cr ossing barrier could be conquered and hy2 brids of Populus alba L inn.×U l m us pum ila L inn.were ibtaubed.I n additi on,Populus alba L inn.×(Popu lus a lba L inn.×U l m us pum ila L inn.)and Populus alba L inn.×Populus bolleana Lauche were succeeded.The results of Popu lus a lba L inn.×Popu lus bolleana Lauche were better.Mature seeds of Popu lus alba L inn.×P.×Yinyu were a fe w,which only accounted for25%of the t otal,ger m inati on rate of the mature seeds was66.7%.Seedlings of Popu lus alba L inn.×P.×Yinyu died because they were t oo weak.These indicated that pollens of P.×Yinyu is vital,but it wasweak.The results of AF LP and phenotype marker indicated that P.×Yinyu wasmore si m ilar t o fe2 male parent.But P.×Yinyu bl oomed early,its t w igs are sli m and fragile,no hair on its leaf back,and it was an2 dr ogynous,all of the m were si m ilar t o U l m us pum ila L inn.It is true that P.×Yinyu contains genes of U l m us pum i2 la L inn.Key words:Populus alba;U l m us pum ila;out cr ossing;ovary culture;mor phol ogy marker;AF LP marker. 银白杨(Populus alba L inn.)是杨柳科(Sali2 caceae)杨属(Populus L inn)白杨派(Sect.Leuce Du2 by)的树种。

白榆(U l m us pum ila L inn.)是榆科(U l2 maceae)榆属(U l m us L inn)的树种。

一般来说,银白杨和黑杨派(Sect.A igeir os Duby)、胡杨派(Sect.Turanga Bunge)等派的树种杂交会发生杂交不亲和现象,与青杨派(Sect.Taca mahaca Spach)杂交具有可配性,而银白杨和白榆杂交属于科间远缘杂交,成功几率非常小。

1978至1979年,别婉丽用蒙导技术做了银白杨×(白榆+新疆杨死花粉)的科间杂西北林学院学报　2006,21(4):54～57Journal of North west Forestry University3收稿日期:2005211228　修回日期:2006203202基金项目:辽宁省“十五”科技攻关项目:杨树良种选育及某培技术研究。

作者简介:杨成超(19752),男,辽宁黑山人,硕士,从事杨树良种选育及栽培模式研究。

交试验,并通过杂种胚的离体培养获得了“杂种”幼苗。

通过形态观察,银×榆(暂称银榆杨)被认为是好的绿化树种[1]。

银白杨和白榆杂交的成功,突破了科间远缘杂交障碍,在植物远缘杂交历史取得重大突破。

但由于条件所限,很长一段时间都没有做杂种鉴别研究。

直到2004年,杨成超重复了银白杨与白榆远缘杂交的相关试验,并做了银榆杨的亲子鉴定及子代利用研究[2]。

1　试验材料与方法1.1　远缘杂交1.1.1　杂交组合选配及材料来源　银白杨×白榆、银白杨×(白榆+新疆杨死花粉)、银白杨×(银×榆)、银白杨×新疆杨。

其中银白杨×新疆杨为对照。

银白杨和新疆杨的杂交属于派内杂交,杂交可配性较好,用其为对照可以检验杂交试验是否有技术失误。

用新疆杨死花粉做混合花粉可以起到蒙导作用。

试验用的银白杨和白榆的花枝都采自辽宁省熊岳树木园,新疆杨花枝采自辽宁省杨树研究所院内,银榆杨花枝采自辽宁省杨树研究所盖州苗圃。

花枝位于的树冠中下部,发育良好、花芽饱满、无病虫害。

1.1.2　远缘杂交障碍的克服方法蒙导杂交　花枝用水培法进行培养,雄花枝先入室,收粉前3d左右雌花枝入室。

水培时,温室温度白天控制在12～18℃,夜间不低于10℃,杂交时室内温度控制在12～15℃,相对湿度控制在60%～80%。

花枝要培养在通气性良好的不上釉的瓦罐中,每天用皮囊球补充氧气二次,每次5m in,并及时用刀削减发黄或者腐烂的花枝基部。

依水清洁程度,每隔3～5d换水一次。

白榆和银榆杨的花粉采收干燥后,放在0～4℃冰箱中备用。

常规杂交组合直接授粉即可。

蒙导杂交步骤如下:(1)新疆杨花粉致死:把新鲜花粉放置在三角瓶中,再把三角瓶放在100℃水中水浴20m in,把花粉放在阳光下照射2～4h,然后保存备用;(2)花粉混合:杂交前把新鲜白榆花粉和新疆杨死花粉按照1∶1的比例混合,马上进行杂交试验;(3)授粉:授粉时间在上午10:00左右,当天14:00再授粉一次。

蒴果成熟前要套袋收集种子,记录得到种子的数量,成熟种子的个数。

成熟种子播种后,计算它的发芽率。

未成熟胚的离体培养　授粉后的一段时间,有些组合出现落果现象,这可能是胚败育导致的,可以采用组织培养技术进行胚挽救。

方法是:从脱落的果穗中挑选出已膨大的蒴果(子房未成熟),让其在75%的酒精中浸泡1m in,之后把蒴果放在1%HgCL 水溶液中浸泡2～3m in。

然后把蒴果放在超净工作台内的培养皿中,用无菌水冲洗蒴果2次,再用解剖针剖开蒴果露出种胚。

接种时采用两种方式,一种是直接将蒴果接种到培养基上,一种是接种种胚,都接种在有培养基的三角瓶中。

接种后,把三角瓶放在两支30W的日光灯管下,距离培养物25c m高的培养架上。

经过初代、继代、生根,得到了杂种苗。

幼胚发育的试验培养基配方有两个,分别为:怀特基本培养基+I A A(0.3～0.5)mg/L+BAP(0.05～0.2)mg/L;W P M培养基+6BA(0.2～0.5mg/L) +NAA0.05mg/L。

1.2　银榆杨及其亲本的形态学标记2004年和2005年3～4月,对银榆杨及其亲本的雄花和雌花的生殖特征进行了调查,9～10月份,对各树种大树的形态进行调查,包括树干、树皮和叶片。

1.3　银榆杨亲本及子代的AF LP标记试验材料共计10个样本,其中银榆杨4个无性系(采自辽宁盖州),银白杨2个无性系(1个采自盖州,1个采自北京),白榆4个无性系(3个采自盖州,1个采自北京)。

在北京采的样本作为对照亲本。

实验在北京林业大学完成。

1.3.1　模板DNA的制备及AF LP反应　利用S DS 方法提取DNA[3]。

试验所选用的接头和引物由上海生工生物工程技术服务公司合成。

试验步骤基本按照VOS P[4]的方法,并略作改动[5]。

表1　AF LP标记所用接头和引物Table1　Adap ters and p ri m ers sequence for AF LP marker接头和引物代号碱基序列EcoR I接头EcoR I adap ter5’2CTCGT AG ACTGCGT ACC23’3’2CTG ACGCATGGTT AA25’M se I接头M se I adap ter5’2G ACG ATG AGTCCTG AG23’3’2T ACTCAGG ACTCAT25’EcoR I200E005’2G ACTGCGT ACCAATTC23’EcoR I233E335’2G ACTGCGT ACCAATTCAAG23’EcoR I234E345’2G ACTGCGT ACCAATTCAAT23’EcoR I244E445’2G ACTGCGT ACCAATTCAAT23’EcoR I248E485’2G ACTGCGT ACCAATTCCAC23’EcoR I260E605’2G ACTGCGT ACCAATTCCTC23’EcoR I263E635’2G ACTGCGT ACCAATTCG AA23’EcoR I265E655’2G ACTGCGT ACCAATTCG AG23’M se I200M005’2G ATG AGT CCTG AGT AA23’M se I231M315’2G ATG AGTCCTG AGT AAAAA23’M se I233M335’2G ATG AGTCCTG AGT AAAAG23’M se I240M405’2G ATG AGTCCTG AGT AAAGC23’M se I244M445’2G ATG AGTCCTG AGT AAATC23’M se I246M465’2G ATG AGT CCTG AGT AAATT23’M se I247M475’2G ATG AGTCCTG AGT AACAA23’M se I260M605’2G ATG AGT CCTG AGT AACT C23’M se I263M635’2G ATG AGTCCTG AGT AAG AA23’55第4期 杨成超等　银白杨与白榆远缘杂交的研究 1.3.2数据处理　谱带统计时将具有相同迁移率的扩增片段,按0/1系统纪录,有带记为1,无带记为0,并参照标准Marker带估计扩增片段的大小。