紫薇授粉生物学特性和三倍体育种初步研究

摘要

紫薇为千屈菜科紫薇属重要的夏季观花灌木或小乔木,因其花色丰富,花期长,干、根独特,具有极高的观赏价值和适应性,在园林绿化和植物造景中发挥着重要的作用。紫薇作为园林绿化中的优良树种,值得深入研究加以更好的利用。
　　 本试验采用花粉培养基萌发法测定了紫薇异型雄蕊的花粉生活力；观察和检测了紫薇的柱头可授性；对紫薇四倍体天然杂交后代做了初步的形态观测,对其作气孔保卫细胞及叶绿体数鉴定和流式细胞仪等鉴定,获得了紫薇三倍体材料,进一步比较了二倍体、三倍体和四倍体的差异。同时进行二倍体和四倍体的异倍杂交,对杂交结实率和后代苗期性状做了初步的观测比较。试验结果如下:
　　 1.紫薇较好的离体花粉培养基为ME3+20％蔗糖+8％PEG4000,紫薇异型雄蕊的两类型花粉均具有花粉活力,并均能使雌蕊授粉结实；紫薇的两型花粉萌发率之间无显著差异。其中,红薇、紫薇、银薇两型雄蕊的花粉活力在室温(23℃)下分别可维持33h、33h和51h。
　　 2.对紫薇柱头的形态观察和联苯胺-过氧化氢检测结果表明:可大致将紫薇的柱头发育时期分为三个阶段:一期(1～3d)、二期(4～5d)、三期(6～7d)。进一步做三柱头时期的杂交试验,结果表明:在一期柱头(74.44％)和二期柱头(78.89％)时期进行人工授粉所得结实率要极显著地高于三期柱头(21.85％)时期的结实率。
　　 3.紫薇二倍体的天然杂交结实率(87.13％)极显著地高于四倍体天然杂交结实率(63.27％)和二倍体自交结实率(65.41％),四倍体自交的结实率(40.45％)最低。二倍体自交和天然杂交的结实率、单果重和蒴果长均极显著地低于四倍体；二倍体自交和天然杂交的单果种子数均多于四倍体。
　　 4.四倍体紫薇天然杂交后代中存在三倍体。紫薇二倍体和四倍体的人工杂交结果表明:二倍体紫薇自交的结实率(65.41％)显著地高于四倍体自交(40.45％),四倍体和二倍体正反交的结实率无显著差异；不同类型花粉对紫薇杂交结实率无显著影响。
　　 5.二倍体、三倍体、四倍体在物候期、花器形态、抗白粉病能力等方面都有差异。紫薇四倍体除萌芽展叶比二倍体提早数天,其它物候期均较二倍体延迟,盛花期较二倍体迟一个月左右,在一定程度上延迟了花期。三倍体相对于四倍体而言,物候期更接近于二倍体,但花器形态与四倍体相似,同时三倍体和四倍体对白粉病的抗性强于二倍体,且即使染病,发病情况也较轻,这可能与四倍体和三倍体叶片较厚,植株较粗壮有关。

目录

文摘

英文文摘

1 文献综述

1.1 紫薇简介

1.2 紫薇研究进展

1.3 木本植物授粉生物学研究进展

1.3.1 异型雄蕊研究进展

1.3.2 花粉生活力研究进展

1.3.3 柱头可授性研究进展

1.4 三倍体育种技术

1.4.1 三倍体诱变方法

1.4.2 三倍体的鉴定

1.5 本研究的目的和意义

2 材料与方法

2.1 试验材料

2.2 试验方法

2.2.1 紫薇花粉生活力的测定

2.2.2 紫薇柱头可授性的研究

2.2.3 紫薇异倍杂交

2.2.4 紫薇异倍杂交后代的比较

2.2.5 紫薇倍性的鉴定

2.2.6 紫薇二倍体、三倍体、四倍体比较

3 结果与分析

3.1 紫薇花粉生活力的测定

3.1.1 花粉离体培养基的筛选

3.1.2 三花色紫薇两型雄蕊离体花粉生活力的测定

3.1.3 田间人工授粉试验结果

3.2 紫薇柱头可授性的观察测定

3.2.1 柱头衰老的田间观测结果

3.2.2 柱头可授性的联苯胺-过氧化氢检测

3.2.3 田间人工授粉试验结果

3.3 紫薇的异倍杂交

3.3.1 紫薇四倍体的天然杂交

3.3.2 紫薇二倍体和四倍体杂交

3.4 紫薇异倍杂交后代的比较

3.4.1 苗期性状比较结果

3.4.2 形态特征比较结果

3.4.3 气孔保卫细胞大小及叶绿体数鉴定结果

3.5 紫薇倍性的流式细胞仪鉴定

3.6 紫薇二倍体、三倍体、四倍体的比较

3.6.1 物候期的比较

3.6.2 形态比较

3.6.3 花器形态特征的比较

3.6.4 种子形态的比较

3.6.5 抗白粉病比较

4 讨论与结论

4.1 紫薇异型雄蕊的花粉生活力

4.2 紫薇的柱头可授性

4.3 紫薇异倍杂交

4.4 紫薇三倍体的利用价值

4.4.1 紫薇三倍体的观赏价值

4.4.2 紫薇三倍体的抗性

4.3.3 紫薇三倍体的育种价值

参考文献

致谢