荞麦种间可杂交性及品种间杂种F1产量与性状优势分析

摘要

栽培甜荞具有花柱异型的特点，在自然条件下自交不亲和，因此大大限制了栽培甜荞的产量。野生甜荞和苦荞为等花柱型荞麦，具有自交结实的特点。如果能通过杂交将野生甜荞和苦荞中的等花柱自交可育基因导入到栽培甜荞中，就能够大大提升栽培甜荞的产量。然而野生甜荞和苦荞为甜荞的远缘种，种间杂交由于亲本间的不亲和性等诸多原因，导致花粉管不能正常生长或杂种胚败育等障碍。本试验通过进行不同组合的栽培甜荞与野生荞麦及苦荞的种间杂交，观察结实率，选择出可杂交性强的杂交组合；通过荧光显微观察受精过程中花粉管的生长动态，探索荞麦种间杂交不亲和的机理；通过对杂交子房的离体培养，对即将夭亡的杂种胚进行胚拯救，并探索出合适的荞麦杂种胚胚拯救技术体系；同时，还对栽培甜荞品种间的杂种优势进行研究。研究旨在探讨荞麦远缘杂交的授粉结实机制、远缘杂交胚拯救技术以及杂种优势利用。研究得出以下结果： （1）44个杂交组合中只有定甜荞1号（长、短）×野生甜荞、北早生（长）×野生甜荞和TQ12-08（长）×野生甜荞4个杂交组合存在结实情况，占比9.1%，杂交结实率在11.8%-36.3%之间。其余组合均不能结实，能够结实的4个组合其父本都是野生甜荞，可以判断以栽培甜荞作为母本，以野生甜荞作为父本可能具有最强的可杂交性；重复授粉对栽培甜荞与野生甜荞的杂交授粉结实性的提高具有一定作用，但因组合而异。 （2）以栽培甜荞为母本，以野生甜荞作父本的杂交组合杂交时，授粉后花粉管能够正常伸长并进入到胚囊内完成受精；其他苦荞材料作父本授粉后花粉管萌发后不久就会被抑制生长，只能延伸到大约花柱的1/3-1/2的位置。以栽培甜荞为母本，野生甜荞作父本时，虽然花粉管都能正常生长到胚囊内，但与不同母本间结实情况不同，表明荞麦远缘杂交具有受精前和受精后的不亲和性。不同的授粉方式中以栽培甜荞为母本，以苦荞（野生种或栽培种）为父本，重复授粉与授粉后1h用2,4-D处理柱头这两种方式作用不明显，花粉管没有更进一步生长；授粉前1h用2,4-D溶液处理柱头的方式能够使花粉管生长的更长，但依然不足以使花粉管伸长进入胚囊完成受精。 （3）种间杂交后得到的杂种胚大多数都会夭亡，对即将夭亡的杂种胚进行胚拯救，最适宜的取外植体子房的时间为授粉后8d，最适宜的培养基成分为：MS+6.0mg/L6-BA+1.0mg/L IAA+3.0%蔗糖+0.7%琼脂；将定甜荞1号×野生甜荞杂交得到的杂种F1种子进行种植，成熟期观察植株形态及花器特征后，可以判定其为真杂种植株。 （4）12个自交-杂交混合种（F1）在株高、主茎节数、主茎分枝、单株花簇数、千粒重等经济性状优势表现不同，相比较在一级分枝和千粒重性状上优势较大。在综合比较经济性状及产量表现后，选出西农9978×北早生、西农9976×北早生、TQ11-6×定甜荞1号、定甜荞1号×西农9978四个组合为强优势杂交组合。

目录

第一章 文献综述

1.1 荞麦概况

1.1.1荞麦的起源

1.1.2荞麦的分类与分布

1.1.3 荞麦的价值与利用

1.1.4 荞麦的植物学特性

1.2 荞麦的种间杂交

1.2.1 作物远缘杂交的意义

1.2.2 远缘杂交的基础

1.2.3作物远缘杂交的障碍

1.2.4作物远缘杂交不亲和的克服

1.2.5种间杂交在其它作物中的应用

1.2.6荞麦种间杂交研究现状

1.3 荞麦的杂种优势利用

1.3.1 杂种优势利用研究进展

1.3.2 荞麦杂种优势研究进展

1.4 试验的目的与意义

1.5 试验的内容

第二章 荞麦远缘杂交及其胚拯救技术体系

2.1.1试验材料

2.1.2试验方法

2.2.1 荞麦种间杂交的结实性

2.2.2 不同杂交组合花粉管生长的荧光显微观察

2.2.3远缘杂交中的胚拯救技术

2.2.4 杂种F1植株的形态特征

第三章 荞麦杂种优势利用研究

3.1.1试验材料

3.1.2 试验方法

3.2 结果与分析

3.2.1 生育性状表现

3.2.2 经济性状表现

3.2.3 产量表现

第四章 结论与讨论

4.1 结论

4.1.1 不同杂交组合结实性

4.1.2 不同杂交组合杂交后花粉管生长动态

4.1.3 荞麦远缘杂交胚拯救方法

4.1.4 不同杂优组合筛选

4.2 讨论

参考文献

致谢

个人简历