不同倍性东方百合杂交后代染色体数目观察

向仕华 1 ,郑思乡 1, 23 3 ,赵 雁 1 ,关文灵 1 ,李 益 1 ,刘 妍 1 ,张喜艳 1
(1. 云南农业大学园林园艺学院 ,云南 昆明 650201; 2. 云南玉溪雷森科技有限公司 ,云南 玉溪 650031)
摘要 : 以 3个二倍体东方百合品种 (2n = 2 ×= 24)与 4个同源四倍体东方百合品种 ( 2n = 4 ×= 48)为杂交亲本 配制成 8个杂交组合 ,并对杂交后代各株系进行了细胞学观察 。结果表明 ,东方百合倍性杂交获得的种子可育 性低 ;且各杂交组合的杂交后代中 ,均不同程度的出现了染色体数目多样性 。 关键词 : 东方百合 ; 细胞学 ; 二倍体 ; 同源四倍体 中图分类号 : S 6821032 文献标识码 : A 文章编号 : 1004 - 390X (2007) 05 - 0631 - 04
1
SF4
4×
ZY29
2×
2
ZY17
2×
SF4
4×
3
SF4
4×
ZY17
2×
4
C4
4×
ZY17
2×
5
L2
2×
L4
4×
6
L2
2×
T4
4×
7
T4
4×
L4
4×
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8
L4
4×
T4
4×
将成熟的果实 2 ～4 ℃低温处理 7 d后 ,种子 消毒并接种在 M S + 110 mg /L 6 - BA + 011 mg /L NAA 的培养基上 ,放于温度 20 ～22 ℃,光照强度 1000 lx,每日光照 12 h下培养 。
收稿日期 : 2006 - 12 - 20 3 基金项目 : 国家科技部成果转化基金项目 3 3 通讯作者 E2mail: huazizi@126. com 作者简介 : 向仕华 (1983 - ) ,男 ,在读硕士生 ,主要从事花卉生物技术与育种研究 。
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云南农业大学学报 第 22卷
以下因素可能造成植物染色体数目变异 : ①秋 水仙素等化学诱变剂 ; ②物理因素 ,如温度聚变 、X 射线 、激光 、嫁接 、切割等 ; ③多倍体与二倍体杂交 或与未经减数分裂的配子受精 ; ④组织培养 ; ⑤大 多数胚乳培养产生的植株 ; ⑥远缘杂交 ; ⑦化学诱 导的无融合生殖 。本文首次提出不同倍性东方百 合杂交所产生的染色体数目多样性 ,以便为今后百 合倍性间杂交育种提供理论依据 。
1 材料与方法
1. 1 材料 云南省玉溪市科技有限公司提供的东方百合品
种。有 SF4 ×ZY29, SF4 ×ZY17, ZY17 ×SF4, L4 × T4, T4 ×L4, L2 ×L4, L2 ×T4, C4 ×ZY17八个杂交组 合 [ SF4, C4为东方百合星球战士 (L. ‘Starfighter’) 诱导的四倍体新品种 ; ZY29, ZY17为东方百合真情 (L.‘Con Am ore’)和元帅 (L.‘A capu lco’)的 2n配子 杂种后代形成的二倍体新品种 ; T4为东方百合蒂伯 (L.‘T iber’)诱导的四倍体新品种 ; L4为东方百合里 瓦尔多 (L.‘L ivarno’)诱导的四倍体新品种 ]。 1. 2 方法
表 2 种子萌发状况 Tab. 2 The condition of seed germ inated
杂交组合 培养种子数 观察天数 / d 种子萌发数 种子萌发率 / % cross No. of seed No. of No. of seed frequency of
combination cultured observeday germ inated seedgerm inated
表 3 二倍体与四倍体杂交后代染色体数目分布
Tab. 3 The chromosome number distribution of hybrid cross between D ip loid and Tetrap loid
2 结果与分析
2. 1 不同倍性东方百合品种间杂交亲和性研究 在不同倍性品种之间的杂交中 (表 2) ,出苗率
都很低并有很大差异 ,说明东方百合不同倍性品种 间杂交亲和性较差 ,与其它相关报道相符合 [1] 。 在二倍体与四倍体杂交组合中 ,以四倍体为母本的 各杂交组合 ,种子萌发率平均为 1313% ,以二倍体 为母本的各杂交组合种子萌发率平均为 0167% , 以四倍体为母本的各杂交组合种子萌发率远远高 于以二倍体为母本的各杂交组合 ,说明在二倍体与 四倍体的杂交中以四倍体为母本的杂交更易成功 , 杂交亲和性更强 。在四倍体 SF4 为母本的各组合 中 ,以 ZY29 为 父 本 的 种 子 萌 发 率 远 远 高 于 以 ZY17为父本的 ,说明 SF4 与 ZY29 的杂交亲和性 更强 。在 ZY17与 SF4的正反杂交组合中 ,种子萌 发率都很低 ,而以正交组合的种子萌发率稍高一 些 ,这可能是由正反杂交胚乳发育的差异所致 。在 二倍体 ZY17 为父本的杂交组合中 ,四倍体 C4 为 母本的杂交组合的种子萌发率远远高于以 SF4 为 母本的 ,说明 C4与 ZY17的杂交亲和性更强 ,更易 获得杂种后代 。而以 L2, L4为母本的各杂交组合 中 ,他们的种子萌发率都为 0,说明他们的杂交亲 和性很低 ,存在很大杂交障碍 ,因此 ,今后不应以类 似他们的来作为培育新种的杂交组合 。说明在对 多倍体品种改良时 ,无论是四倍体之间的杂交 ,还 是以二倍体和四倍体之间的正反杂交 ,首要考虑的 是亲本间的亲和性问题 ,才能准确 、快速 、有效的达 到理想的育种目标 。
将萌发的种子接种在 M S + 115 mg /L 6 - BA + 011 mg /L NAA 上诱导不定芽 ,并形成株系 ;继代培 养将 6 - BA 下降到 015 mg /L;生根培养基为 M S + 110 mg /L NAA + 2 - 5 g /L AC;试管苗经 2～4 ℃低 温处理 37～57 d,然后练苗移栽到腐质土中 。
第 22卷 第 5期 云南农业大学学报 2007年 9月 Journal of Yunnan Agricultural University
Vol1 22 No15 Sep. 2007
不同倍性东方百合杂交后代染色体数目观察 3
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2. 2 二倍体与四倍体杂交后代染色体数目观察 根据笔者对 1 442 个中期分裂相染色体数目
的观察 ,不同杂交组合其杂交后代均出现了染色体 多样性 ,染色体数目分布也不尽相同 ,除整倍体细 胞外 ,还含有大量的非整倍体细胞 ,即使是同一杂 交组合不同株系间也含有数量不等的二倍体 、三倍 体和四倍体细胞和一定数量的非整倍体细胞 。
百合是百合科 (L iliaceae)百合属 (L ilium )多年 生草本植物 。百合在鲜花中的地位非常重要 ,因而 在国内外花卉市场上百合始终倍受人们青睐 。但 至今我国花卉市场上无论是芳香醉人的东方 、麝香 系列 ,还是朴素大方的亚洲百合几乎都是国外培育 的泊来之品 。因此应充分利用我国丰富的百合遗 传资源 ,结合常规和现代育种技术 ,培育出具有自 主知识产权的百合新品种 。
(1. Faculty of Landscape and Horticulture, Yunnan Agricultural University, Kunm ing 650201, China; 2. Leisen Science and Technology L im ited Company, Yuxi 650031, China)
表 1 杂交组合 Tab. 1 Cross combination
组合
母本代号 染色体倍数 父本代号 染色体倍数
com b ina tion
female multip les of parentnumber chromosome
male parent num be r
multip les of ch romo som e
SF4 ×ZY29 250
120
31
ZY17 ×SF4 150
120
3
SF4 ×ZY17 700
120
5
C4 ×zy17
250
120
67
L2 ×L4
325
120
0
L2 ×T4
75
120
0
T4 ×L4
150
120
14
L4 ×T4
150
120
0
1214 210 017 2618 0 0 0109 0
第 5期 向仕华 ,等 :不同倍性东方百合杂交后代染色体数目观察
根据表 1进行杂交试验 。母本花前约 5 d去 掉雄蕊 ,并且套袋 。父本花粉采集于初花期进行 , 取出花药于干燥处晾干 ,待花药开裂 、花粉散出后 收集于干净瓶中储存 。在母本开始开花 、柱头上出 现粘液时授粉 (用毛笔挑花粉散点于带粘液的柱 头上 ) ,并重复授粉 。种子萌发率 ( % ) =萌发种子 数 /杂交种子数 ×100%。
Chromosome Num ber Observa tion on the Hybr id Genera tion s of D ifferen t Plo idy L ilium orien ta l
XIAN G S h i2h u a1 , ZH EN G S i2x ia n g1, 2 , ZHAO Ya n1 , GUAN W e n 2ling1 , L I Yi1 , L IU Ya n1 , ZHAN G X i2ya n1
有性杂交对于百合育种 ,特别是选育百合新品 种有着重要的现实意义 。不同倍性东方百合杂交 , 可以获得二倍体 、三倍体和四倍体植株 ,它们无论 在新品种培育 、遗传研究还是在生产上都具有重要
作用 。为此提出了本项研究 ,旨在快速培育出观赏 价值高的百合优良品系来 ,为国内百合种质资源的 研发与生产开辟一条新的途径 ,并为百合的遗传学 研究积累资料 。
据经典遗传学规律 , 东方百合二倍体 ( 2n = 2 ×= 24)与四倍体 ( 2n = 2 ×= 48 )杂交其杂交后
代应可得到完全的三倍体 ( 2n = 2 ×= 36 ) 。但笔 者在此试验中 ,发现其杂交后代的染色体数目变化 十分复杂 ,在已观察的 1 279 个分裂相中 ,染色体 数目变幅在 18 ～48之间 ,各杂交组合以二倍体体 细胞染色体数 24最多 ,有 637个 ,占到 4918% ;近 二倍体水平的体细胞有 1 251个 ,占到 9718%。其 中 C4 ×ZY17 杂交后代中 ,含有少量的三倍体 、四 倍体细胞 (表 3) ,是进行研究的重要材料 ,可从中 选育出二倍体 、三倍体 、四倍体和非整倍体株系 。
Abstract: Cytological observation on the hybrid generations of nine cross com bination obtained from the crossing parents of three dip loid L ilium orien ta l varieties ( 2n = 2 ×= 24 ) and four autotetrap loid varieties (2n = 4 ×= 48). The results showed that, the p ropagation of the L ilium orien ta l hybrid seeds were very low, and all the hybrid generations have a different degree diversity in the num ber of chro2 mo som e s. Key words: L ilium orien ta l; cytology; dip loid; autotetrap loid
杂交后代染色体数目观察 ,以各株系根尖为材 料 ,用秋水仙素和八羟基喹啉 ( 1∶1)预处理 →卡诺 固定液固定 →酸解 →卡宝品红染色 →火焰烘烤 → 压片 ,然后用光学显微镜观察 、计数并拍照 。有丝
分裂行为的观察 ,取各株系根尖用卡诺固定液直接 固定 →酸解 →卡宝品红染色 →火焰烘烤 →压片 ,然 后用光学显微镜观察和拍照 。