超低温花粉保存、离体枝条处理及胚培养技术在槭属植物远缘杂交中的应用

摘要

槭属植物中如元宝枫、美国红枫等因其秋季叶变红色，具有一定的观赏价值，近几年来在园林绿化中被广泛应用。与此同时，我国的槭属植物种类丰富，潜在利用空间很大，积极开展相关的槭属植物选育工作具有重要的意义。通过对目前园林绿化中应用的槭属植物（以元宝枫和美国红枫为主）的生长情况的调查，发现一些植株或由于环境状况，或由于虫害影响出现生长势明显衰减的趋势，严重影响了景观效果。针对这一现象，开展两树种间的远缘杂交，以期获得的杂种株能够遗传两亲本的优良性状，从而提高对环境以及病害的抗性，对于槭属植物种质资源的丰富以及槭属植物不同种之间的基因交流具有重大的意义。本研究通过三年的试验，探索了超低温花粉、离体枝条辅以切割柱头法、蒙导授粉法以及胚抢救技术等在槭属远缘杂交中的应用，以期提高远缘杂交的成功率，并获得远缘杂种。试验得到的结果如下:
　　(1)由于作为父本的元宝枫的花期较作为母本的美国红枫的花期要晚，而通过超低温保存技术可以实现花粉生活力的一个长时间保持。本试验通过超低温保存技术成功的实现了元宝枫花粉生活力长达一年的保持。在此基础上，使用超低温保存的花粉成功开展了与美国红枫之间的杂交试验。
　　(2)在对元宝枫花粉超低温保存的研究过程中发现，不同的含水量对花粉超低温保存效果具有很大的影响。对于超低温保存花粉采用自来水化冻法即可使其快速通过“再结冰”点，使花粉保持较高的活力。水合作用可以大大提高超低温保存花粉的活力。一些改良过的测定花粉活力的培养基能更真实的反映超低温保存花粉活力。
　　(3)通过试验验证，首次证明采用水培方式对美国红枫离体枝条进行培养，其枝条内部养分的供应可以从蕾期花芽的开放一直维持到授粉作用完成后子房的膨大。而且，美国红枫为雌雄异株植物，鲜有雌雄同花者。对蕾期采集的美国红枫枝条进行水培，可完全消除本种花粉对远缘杂交的干扰。本试验成功的实现了采用离体枝条作为母本授以超低温保存花粉的远缘杂交。
　　(4)为提高远缘杂交的成功几率，在杂交试验过程中辅以蕾期授粉法、切割柱头法、蒙导授粉法、胚抢救技术等。通过与对照组在结实率和坐果率两方面的比较，切割柱头法与蒙导授粉法具有明显的作用。而胚抢救技术的应用不但大大缩短了育种周期，而且及早的控制了杂种发育后期的胚败育趋势。
　　(5)对于得到的种子是否为杂种，在播种长出幼苗后，可从形态学、细胞水平、
　　(6)分子水平等几个方面进行判定。本试验中通过对胚培苗的外部形态特征与亲本的形态特征之间细致的分析，包括叶形、叶裂的深浅、锯齿的大小、尾尖的有无、叶夹角等方面，初步判定得到的种子为杂种。