应用ISSR技术和观赏性状变异特性筛选蝴蝶兰杂交亲本

摘要

杂交育种是蝴蝶兰主要的育种手段，但有关蝴蝶兰杂交亲本筛选依据的研究甚少。目前，蝴蝶兰新品种的选育往往是凭经验盲目的去选择亲本，缺乏科学有效的评价依据和手段，许多优良组合漏选，杂交育种效率低。为此，开展蝴蝶兰杂交亲本筛选依据研究，了解各观赏性状的变异特性和遗传潜力，减少育种工作中亲本选配的盲目性，以获得具有较高经济价值的观赏性状或杂交组合，提高育种效率具有重要的意义。
　　本文通过调查福建地区蝴蝶兰产业现状，总结了蝴蝶兰产业面临的危机。同时，从ISSR分子标记和观赏性状变异特性两个方面研究了筛选蝴蝶兰杂交亲本的依据。主要研究结果如下：
　　1.通过实地调查和数据、文献分析，总结出福建地区蝴蝶兰产业面临的危机，表现为：供需失衡，种苗产量过大；种苗市场混乱，缺乏品质保障；缺乏良好的品种选育体系，品种结构单一。
　　2.从DNA产量和质量，以及经济性和操作性四个方面综合对比分析了改良CTAB法、改良SDS法、高盐低pH法和试剂盒法在提取蝴蝶兰基因组DNA中的优势和不足，得出最适宜的提取蝴蝶兰基因组DNA的方法为改良CTAB法。
　　3.利用性状差异较大的两个蝴蝶兰样品进行PCR扩增的单因素试验，逐一筛选ISSR反应条件，再通过正交试验，建立了蝴蝶兰ISSR-PCR最优反应体系。挑选不同花色的蝴蝶兰代表资源从100个ISSR引物中筛选出10个多态引物，并确定了最佳退火温度。根据Jaccard相异系数，对82份蝴蝶兰资源进行聚类分析。结果表明，聚类情况与形态学特征有一定的关系，但遗传聚类组的划分与花色等性状并未见必然的联系。
　　4.通过ISSR分子标记技术，可以进行蝴蝶兰种质资源亲缘关系的分析，根据ISSR分析的结果指导杂交亲本的选配工作。选择亲缘关系较远的材料，有利于增加后代的遗传变异，选育出杂交优势强、综合性状较好的优良品种。本实验82份蝴蝶兰种质资源两两间的GS值在0.210~0.811之间，说明品种间的遗传距离较大，如果作为亲本进行杂交，能获得更大的分离群体供选择。例如本试验中蝴蝶兰2096和2094都为白色花瓣，其遗传相似系数为0.411，可以尝试进行杂交，以期获得优良浅色系的品种。
　　5.对比2047×2058和2109×2084两组蝴蝶兰杂交组合可以看出，父母本之间性状差异越大，子代发生变异的概率越高，变异的类型也更加丰富，有可能获得新奇品种。F1代在叶形、花翼瓣排列方式、花序长度等方面的变异系数较大，表明 F1代在叶形、花翼瓣排列方式、花序长等观赏性状方面比双亲有更大的变异，是 F1代选择优良单株的重要依据。从杂种优势和相对遗传力分析来看，两组杂交组合 F1代表现的优势性状和相对遗传力分析结果不同，表明杂种优势性状和相对遗传力分析较为复杂，需要进一步研究。
　　6.分析杂交组合2047×2058，母本2047性状分离情况可以发现：F1代翼瓣和萼瓣颜色主要受母本影响。结合台湾糖业研究所的研究结果，推测蝴蝶兰红色花色对白色花色是显性，红花花瓣和萼瓣受同一对基因控制。另外，两组杂交组合F1代中央裂片顶端形状和翼瓣形状都与父本保持一致，推测中央裂片顶端形状和翼瓣形状两个性状主要受父本影响。
　　7.通过调查21个亲本和用这些亲本配制的203个F1代的主要观赏性状，并整理数据。本试验以F1代花朵数作为因变量为例，亲本的冠幅、叶数、叶长宽、花序长度、花梗长、花纵径、花横径、翼瓣花色类型等性状作为自变量，利用SAS统计软件做逐步回归分析，建立了F1代花朵数和亲本主要性状的线性回归预测模型：
　　B7_1=12.885+0.267*B13_2+1.047*B14_2+1.187*B17_2+0.148*B4-31.874*B11_3-1.430*B13_3+1.511*B14_3-0.549*B16_3-1.587*C4_3-1.504*C7_3+1.728*C9_3-1.164*C11_3-1.116*C13_3-1.406*C14_3+1.088*C16_3.

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英文缩略词表

第一章 绪论

1研究背景

1.1研究地点、对象和方法

1.2福建地区蝴蝶兰产业面临的危机

2 研究的目的和意义

第二章应用ISSR技术筛选蝴蝶兰杂交亲本

1材料与方法

1.1材料

1.2 仪器与试剂

1.3 方法

2结果与分析

2.1蝴蝶兰基因组DNA的提取与检测

2.2 ISSR-PCR扩增反应体系的优化

2.3 ISSR引物与退火温度筛选结果

2.4 聚类分析

3 讨论

第三章 应用蝴蝶兰观赏性状变异特性筛选杂交亲本

1材料与方法

1.1 材料

1.2 调查性状的选取

1.3 数据的分类与整理

1.4 研究方法和分析软件

2结果与分析

2.1 2047×2058杂交组合及其F1代性状分离变异

2.2 2109×2084 杂交组合及其F1代性状分离变异

2.3 蝴蝶兰杂交组合相对遗传力分析

2.4 蝴蝶兰主要观赏性状预测模型

3 小结

3.2 蝴蝶兰花器官主要性状变异特性

3.3 蝴蝶兰叶部主要性状变异特性

第四章 结论与展望

1 结论

1.1福建地区蝴蝶兰产业现状

1.2 应用ISSR技术筛选蝴蝶兰杂交亲本

1.3应用观赏性状变异特性筛选蝴蝶兰杂交亲本

2 展望

参考文献

附录

致谢