切花菊品种遗传多样性研究与杂交育种

摘要

菊花（Chrysanthemum×morifolium Rarnat.）是菊科菊属植物，叶型、花型变化很大，品种数量庞大，变异丰富，且表型性状受环境因素的影响较大，这给菊花的品种分类和鉴定带来很大困难。本文作者在引进切花菊品种的基础上，应用层次分析法综合评价单头切花菊的引种适应性，在连续两年对56个切花菊品种进行DUS测试的基础上，对切花菊表型性状进行变异分析和相关性分析，同时应用SRAP标记对56个切花菊品种进行PCR扩增，从表型和DNA水平分析其遗传多样性。最终筛选出综合性状优良，或在某个方面有突出优势的切花菊品种，进行切花菊杂交选配实验，并分析其杂交亲和力关系，为菊花杂交育种提供参考依据。表型结合分子标记为切花菊品种分类、遗传多样性研究和切花菊育种提供基础数据。取得成果如下:
　　 (1)以经典切花菊品种‘神马’为对照，筛选观赏性状、栽培特性和品种适应性等相关的15个性状，通过定性与定量的层次分析法建立了切花菊引种适应性评价体系，分析得出花部性状权重值最大，其次是病虫害抗性和栽培特性，最后是整体感和叶部性状。综合评价发现‘神马’的得分排名第2（2.78分），最终评价出‘秀芳黄’、C058、‘精之剑’、‘神9’、‘谢谢’、‘意思’、‘特新’、‘新农白扇’、‘富士’和‘一新十’等20个品种引种较为成功，表现出优良的切花综合性状，适于试验地进行大面积的引种和推广，同时为切花菊育种提供优良材料。
　　 (2)切花菊品种表型性状变异分析结果表明:所测56个性状中，有21个性状表现出品种内一致性高及品种间特异性强，这21个性状能应用于切花菊品种的分类与鉴定。对21个特异性状进行主成分分析结果表明，贡献值较大的性状有花序直径、花序类型、舌状花类型数量、舌状花主要类型、舌状花内外侧颜色比较、舌状花顶端形状、舌状花纵向姿态等花部性状;其次是叶部性状和茎杆性状。这说明切花菊品种分类时，应以花部性状主，叶部和茎杆性状作为辅助性状。提取的主成分贡献率较低，所选的相关性强的性状不够集中，说明切花菊表型性状在演化中的多样性。相关分析结果表明花器官各性状间存在显著相关关系。
　　 (3)应用正交设计优化了切花菊品种SRAP-PCR扩增体系，引物经初筛和复筛，最终确定14对引物组合用于56个切花菊的PCR扩增，共扩增出454条条带，其中多态性条带423条，多态性位点百分率93.17％，平均每对引物扩增出30.21条多态性条带，多态性含量PIC值在0.72-0.89之间，平均值为0.82，说明试验所选的切花菊品种间的表型变异丰富、差异较大，具有丰富的遗传多样性。
　　 (4)表型性状UPGMA聚类分析显示56个切花菊品种分为:平瓣类、匙瓣类、桂瓣类、匙瓣-平瓣类、管瓣类。聚类中部分切花菊品种在亚类中按照花型、花径分类，分类结果大致按照花径-瓣型-花型分类。主成分分析表明，花部形态影响率依次是花径-花型-瓣型。SRAP标记UPGMA聚类分析显示56个切花菊品种分为:平瓣类-匙瓣、桂瓣类、管瓣类。分类结果大致按照花径-瓣型-花型分类，两种聚类结果均有相似之处。
　　 (5)连续两年对本课题组收集的切花菊品种进行自交、杂交试验，自交平均结实率为8.03，HH36结籽率最高(28.73)，筛选出多个适合做父本的品种;不同的杂交组合结籽率变幅较大，杂交组合头状花序平均结实率为2.25。分析主要母本和主要父本的结实率发现，‘谢谢’、‘优香’做母本的结籽率较高，C097做父本的结籽率较高。不同杂交组合得到的杂种萌发率差异很大，平均为62.3％，成苗率普遍较高，成苗率在83％以上。分析‘优香’×C096的杂种后代，各株性状间变异范围较大，说明其遗传背景复杂，基因型杂合程度高，产生分离更为复杂的杂合基因型后代。杂种后代仍在观测中。

目录

声明

摘要

缩略词表

1 文献综述

1．1 菊花育种现状

1．1．1 菊花杂交育种

1．1．2 菊花芽变育种

1．1．3 菊花组织培养技术

1．1．4 菊花诱变育种

1．1．5 菊花基因工程育种

1．2 菊花遗传多样性研究现状

1．2．1 菊花形态学水平遗传多样性研究

1．2．2 菊花细胞学水平遗传多样性研究

1．2．3 菊花蛋白质水平的遗传多样性研究

1．2．4 菊花DNA水平遗传多样性研究

1．2．5 SRAP分子标记的原理及应用

1．3 层次分析法原理及应用

1．3．1 层次分析法概念

1．3．2 层次分析法评价体系的构建及应用

2 本研究的内容、目的及意义

3 切花菊引种适应性评价

3．1 试验材料

3．2 试验方法

3．2．1 引种切花菊品种表型性状的测定

3．2．2 引种切花菊抗蚜性的调查统计

3．2．3 层次结构评价体系的建立

3．3 数据分析

3．4 结果与分析

3．4．1 引种切花菊抗蚜性分析

3．4．2 层次分析法综合评价切花菊引种适应性

3．5 结论与讨论

4 切花菊品种表型性状多样性研究

4．1 试验材料

4．2 表型性状的测定与数据采集

4．3 数据分析

4．3．1 表型性状变异分析

4．3．2 表型性状的主成分分析及相关性分析

4．3．3 表型性状的聚类分析

4．4 结果与分析

4．4．1 切花菊表型性状的变异分析

4．4．2 切花菊表型性状的主成分分析与相关性分析

4．4．3 切花菊表型性状聚类分析

4．5 结论与讨论

5 SRAP分析切花菊的遗传多样性

5．1 试验材料

5．2 试验方法

5．2．1 试验仪器及试剂

5．2．2 基因组DNA提取及检测

5．2．3 切花菊SRAP-PCR扩增体系的优化

5．2．4 SRAP-PCR扩增程序及电泳

5．2．5 PCR扩增与引物筛选

5．3 数据分析

5．4 结果与分析

5．4．1 切花菊基因组DNA提取检测结果

5．4．2 切花菊SRAP-PCR扩增体系的优化

5．4．3 PCR扩增与SRAP引物筛选

5．4．4 切花菊品种SRAP遗传多样性分析

5．4．5 SRAP扩增条带聚类分析

5．5 结论与讨论

6 切花菊杂交育种研究

6．1 试验材料

6．2 试验方法

6．2．1 切花菊杂交育种

6．2．2 切花菊杂种后代性状调查

6．3 数据分析

6．4 结果与分析

6．4．1 切花菊杂交结籽率的分析

6．4．2 杂种F1代播种及遗传表现分析

6．5 结论与讨论

7 全文结论

参考文献

图版及图版说明 Plates and its explanations

附录Ⅰ：相关表格及试剂配方

附录Ⅱ：作者简介及硕士期间发表论文

附录Ⅲ 参加学术会议

致谢