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红掌是仅次于热带兰花的全球第二大热带花卉,在世界有着广泛的分布和栽培,是研究的最深入的花卉之一。利用2n配子有性多倍化对红掌品种进行遗传改良具有重要的理论意义和应用价值。与无性多倍化相比,2n花粉在三倍体育种方面有明显优势。为了在红掌三倍体育种中使用2n花粉,本研究以’Dakota’红掌、’Sharade’红掌为材料,在掌握红掌小孢子发生的细胞学规律的基础上,开展了红掌雄配子染色体加倍技术、幼胚挽救技术及2n雄配子杂交效应研究,揭示了红掌2n花粉形成的细胞学机制。取得成果如下：(1)采用卡包品红染色法观察了红掌小孢子母细胞减数分裂过程,其中前期Ⅰ持续时间最长,占用了减数分裂过程的大部分时间,且染色体行为复杂、多变；即使在一个花药中,减数分裂明显不同步,常能同时观察到4-8个不同的减数分裂相,甚至能观察到从偶线期到四分体时期的所有减数分裂相。(2)建立了红掌小孢子母细胞减数分裂进程与肉穗花序外部形态特征的对应关系,以肉穗花序发育形态作为参考即时判断红掌小孢子母细胞减数分裂进程,选择当大多数小孢子母细胞处于前期I时作为诱导时期。采用0.1-0.4%秋水仙素+1%DMSO棉浸法处理花芽2-3d,可以获得2n花粉。综合考虑肉穗花序死亡率,2n花粉比率和无活性花粉比率等因素,秋水仙素浓度为0.3%,连续处理3d的诱导效果最好,2n花粉比率约为72%。(3)通过对秋水仙素处理后红掌减数分裂异常进行观察分析,揭示了红掌2n花粉形成的主要细胞学遗传机制。结果表明,红掌2n花粉由减数分裂失调产生的,其中三级纺锤体和融合纺锤体是发生在减数分裂中期Ⅱ的细胞学异常现象,胞质分裂后形成二分体和三分体,进而发育成2n花粉,因此获得的2n花粉均是FDR型2n花粉；由孢原细胞加倍获得的4n小孢子母细胞经减数分裂后,也可以形成2n花粉。(4)在’Dakota’红掌自交试验中,通过红掌幼胚离体培养,共计培养146粒未成熟种子,收获愈伤14个,14愈伤全部分化山小苗,这部分小苗有待检测。说明胚挽救技术可以应用于红掌育种。(5)以’Sharade’红掌为母本,以’Dakota’红掌为父本的杂交试验中,获得了3株来源于2n花粉的红掌杂种三倍体。