紫薇种间杂交及‘粉娇容’种子辐射育种研究

摘要

紫薇（Lagerstroemia indica）隶属于千屈菜科紫薇属，是我国夏季重要的观赏小乔木。具有较高的观赏价值，树形优美，树皮光滑;花色丰富，有红色系列、粉色系列、白色系列等;花期较长，又称‘百日红’;紫薇有些品种还具有抗污染的优点;另外，其栽植技术简单，易培养繁殖。综合各种优势紫薇逐渐受到人们的青睐。近些年来，在园林绿化中紫薇越来越被重视。但关于紫薇的研究目前主要集中在栽培管理、生理生化特性、病虫害防治和遗传基础等方面，而对于辐射育种和杂交育种方面却较少，这在很大程度上妨碍了紫薇育种工作的正常进行，更不利于新品种的培育。本实验分为辐射育种和杂交育种两个方面，首先选用60co-γ射线对紫薇种子进行辐射，研究不同辐射剂量下紫薇种子萌发率的变化以及紫薇幼苗株高、根长、叶片面积、鲜质量、干质量的变化作为判断依据，最终确定紫薇辐射育种的最佳辐射剂量。其次，本研究对紫薇杂交体系的进行了初级研究，对如何采集花粉、花粉贮藏方式、杂交亲本的选择以及不同授粉方式对杂交结果的影响进行了综合性的研究。具体研究结论如下:
　　1不同剂量辐射对种子萌发的影响。不同辐射剂量下紫薇种子表现出不同的萌发趋势，高剂量辐射抑制种子萌发。随着辐射剂量的增加种子萌发率逐渐降低，两者呈负相关。当辐射剂量达到200Gy时种子萌发率对照种子的1/2，萌发率最低;对照种子的萌发势与各辐射处理种子的萌发势差异显著，150Gy与200Gy辐射处理的种子萌发势差异不显著，高剂量辐射严重影响种子萌发势。
　　2不同剂量辐射对幼苗生长效应的影响。在不同剂量辐射下紫薇幼苗生长呈现出不同的现象。辐射剂量为50Gy时，幼苗生长健壮，长势较好，但随着辐射剂量的增加，株高逐渐降低;幼苗根系正常生长、叶片完全伸展，150-200Gy处理的幼苗出现生长扭曲、根系颜色发黄甚至无法抽出，叶片卷缩等现象。四唑测定技术(TTC)测定种子生活力结果与发芽试验结果比率基本一致，随着辐射剂量的增加有活力种子百分比逐渐下降。
　　3紫薇辐射育种辐射剂量的确定。以萌发率与辐射剂量为变量，建立直线方程。通过计算得出172.42Gy为紫薇种子辐射育种的半辐射致死剂量，100-220Gy为适宜辐射剂量，实验结果以期为紫薇60co-γ辐射育种提供理论指导，进而获取紫薇优异的变异单株，为紫薇种内新品种的获得奠定基础。
　　4不同消毒剂及不同温度对种子萌发和幼苗生长效应的影响。不同浓度不同时间处理下，种子萌发率、污染率均存在差异，种子萌发过程中消毒处理时间与污染率呈负相关，2.0％NaClO10min处理的种子萌发率较高、污染率较低，建议作为紫薇种子萌发的消毒方法;25℃和30℃两个条件下的种子起始萌发时间较早，其他温度均延迟种子起始萌发时间，30℃条件下，种子污染率较高，且幼苗生长比较缓慢，不适宜种子萌发，综合种子萌发率、污染率、幼苗生长势得出最适宜紫薇种子萌发的温度为25℃。
　　5花粉生活力测定及培养基的确定。随着贮藏时间的延长，花粉生活力逐渐降低。不同浓度的蔗糖和硼酸对花粉萌发影响较为明显，不同浓度CaCl2对花粉管伸长影响较为明显，当蔗糖为200g/L、硼酸为100mg/L时各紫薇品种花粉萌发率较高，同种培养液条件下花粉萌发率‘俏佳人’＞福建紫薇＞大花紫薇，CaCl2浓度为20mg/L时，紫薇各品种花粉管伸长较长。综合考虑，紫薇花粉离体培养的培养基为200g/L蔗糖+100mg/L硼酸+20mg/L CaCl2溶液。
　　6花粉受精过程的荧光显微观察。紫薇花粉受精荧光显微观察显示花粉在授粉1h后无花粉萌发，2h后花粉开始萌发，随着授粉时间的延长，花粉的萌发量持续增加，6h后花粉管基本成束，向花柱基部延伸，12h花粉萌发量减小，24h完成受精，48h大量花粉管死亡。重复授粉法在各杂交组合中表现出花粉萌发量大、花粉管成束伸长、无变异现象;延迟授粉和常规授粉过程中，花粉管会出现交织缠绕、肿胀、扭曲现象;‘俏佳人’不接受同源花粉，自交不亲和。

目录

声明

致谢

摘要

1 文献综述

1．1 紫薇分类学研究

1．1．1 紫薇的种质资源概况

1．1．2 紫薇的形态分类研究

1．2 辐射育种研究进展

1．2．1 辐射育种的应用

1．2．2 辐射育种的成就

1．3 种子萌发

1．3．1 光照对种子萌发的影响

1．3．2 温度对种子萌发的影响

1．3．3 水分对种子萌发的影响

1．4 园林植物杂交育种的技术及应用

1．4．1 花粉采集、贮藏及生活力测定

1．4．2 亲本及授粉方式的选择

1．4．3 杂交育种的应用

1．4．4 紫薇杂交育种的成就

1．5 紫薇育种前景展望

2 引言

3 材料与方法

3．1 试验材料与设备

3．1．1 试验材料

3．1．2 试验设备

3．2 试验方法

3．2．1 种子表面消毒方法

3．2．2 种子辐射育种方法

3．2．3 紫薇杂交育种方法

4 结果与分析

4．1 消毒处理对种子萌发、幼苗生长的影响

4．1．1 氯化汞、次氯酸钠不同处理时间对种子荫发的影响

4．1．2 氯化汞、次氯酸钠不同处理时间对幼苗生长效应的影响

4．2 不同温度条件下种子的生长效应

4．2．1 不同温度对紫薇种子萌发趋势的影响

4．2．2 不同温度对紫薇种子污染率、萌发率的影响

4．2．3 不同温度对紫薇幼苗生长的影响

4．3 25℃条件下不同辐射剂量对种子生长效应的影响

4．3．1 不同辐射剂量对紫薇种子萌发率、萌发势的影响

4．3．2 不同辐射剂量对紫薇种子萌发趋势的影响

4．3．3 不同辐射剂量对紫薇幼苗株高、根长、叶片面积的影响

4．3．4 不同辐射剂量对紫薇幼苗鲜质量、干质量的影响

4．3．5 不同辐射剂量对紫薇种子生活力的影响

4．4 亲本花粉萌发、贮藏及培养基的确定

4．4．1 花粉萌发的最佳培养条件

4．4．2 不同温度贮藏条件下花粉生活力测定

4．4．3 贮藏时间对花粉活力的影响

4．5 花粉受精过程荧光观察

4．5．1 ‘俏佳人’♀×福建紫薇(♂)不同授粉方式的授粉受精过程

4．5．2 ‘俏佳人’♀×大花紫薇(♂)不同授粉方式的授粉受精过程

4．5．3 福建紫薇♀ב俏家人’(♂)不同授粉方式的授粉受精过程

4．5．4 ‘俏佳人’自交不同授粉方式的授粉受精过程

4．6 不同杂交组合结实率、种子萌发率统计

4．7 杂种鉴定

5 结论与讨论

5．1 种子萌发

5．1．1 消毒剂对种子萌发及幼苗生长的影响

5．1．2 温度对种子萌发的影响

5．1．3 辐射对种子萌发的影响

5．2 不同辐射剂量对幼苗生长效应的影响

5．3 紫薇辐射剂量的确定

5．4 亲本花粉的采集及储存

5．5 花粉生活力测定及培养基的确定

5．6 花粉受精过程的荧光显微观察

参考文献

缩略词汇表