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本试验以原产我国的二倍体野生种甘菊(D.lavandulifilium)、菊花脑(D.nankingense)、宜色菊(D.dichrum),四倍体野菊(D.indicum)、同源四倍体菊花脑(4x),六倍体小红菊(D.chanetii)、六倍体毛华菊(D.vestitum)及35个栽培菊花品种(六倍体及其非整倍体)为材料,进行自交、杂交及远缘杂交与幼胚拯救研究。 研究结果如下: 1. 菊属植物具有自交不亲和性。种间杂交时,相同倍性及四倍体与六倍体物种间杂交较易结实,二倍体与四倍体及二倍体与六倍体杂交存在远缘杂交障碍,难以得到种子。不同处理方法未能有效克服自交不亲和性及远缘杂交障碍。 2.影响二倍体野生种与多倍体物种间杂种幼胚拯救的关键因素是基因型和幼胚拯救时期,较适宜的幼胚拯救时期是授粉后13~18d;不同培养基类型对幼胚拯救没有较大影响,较适宜的激素配比为BA2.0 mgL-1 +NAA2.0 mgL-1和KT2.0 mgL-1+IAA2.0mgL-1;21℃与26℃条件下的培养效果好于16℃,光照对子房培养没有明显影响;二倍体野生种作母本时远缘杂种幼胚拯救的成功率明显高于反交。 3.利用RAPD技术及形态学手段对菊属种间杂种进行鉴定。RAPD标记结果表明:杂种表现出父本特异带或双亲均不具备的新谱带。形态学性状观察、统计表明:大多数杂种性状介于双亲之间,但部分性状则较为明显地相似于多倍体;部分杂种表现父本特异性状,或出现双亲所不具备的新性状;二倍体野生种与栽培菊花杂种形态分离广泛,说明多倍体栽培菊花具复杂的遗传背景。 4.对2个栽培菊花品种‘黄荷’、‘红菱’及2个野生种菊花脑、野菊间自交、杂交及其有性过程进行观察,结果表明:花粉与雌蕊相互作用过程中,菊花自交不亲和表现为花粉在柱头上附着少,萌发率低,花粉管异常生长难以进入柱头;菊花远缘杂交不亲和存在同样现象,但其花粉附着及萌发情况均较自交好,少量花粉管进入柱头。 5.以23份菊属野生种、栽培菊花及种间杂种为材料,进行RAPD分析。通过遗传相似性矩阵及UPGMA聚类分析,结合杂交结实性与幼胚拯救成苗率,认为:父母本亲缘关系近的遗传距离较小,杂交亲和性好,结实率较高,幼胚拯救易成功;反之杂交亲和性差,难以结实,幼胚拯救成苗率低。 6.通过远缘杂种F1代性状观察、花粉育性及自交结实率研究,发现菊属种间杂种具有难稔性,表现为:杂种不能正常开花;花粉粒育性低;杂种自交结实性差等特点。秋水仙素处理及回交可明显提高结实率;杂种回交后胚拯救不仅能解决部分杂种回交结实率较低的问题,还可有效提高成苗率。 7.对种间杂种的花器官性状进行统计分析。结果表明:多倍体栽培菊花比二倍体、菊属植物自交、杂交及远缘杂种幼胚拯救研究四倍体野生种的花色遗传能力强,白色、紫色遗传能力大于黄色;杂种后代的舌状花数目、筒状花数目和花序直径与双亲比较,F,代表现出明显的杂种优势,杂种总平均舌状花数目、筒状花数目和花序直径分别相当于亲中值的1 12.4%、108.0%、118.6%,从二倍体种组合到二倍体与四倍体组合再到二倍体、四倍体与栽培菊花组合,平均舌状花数目、筒状花数目和花序直径杂种优势逐渐降低,但二倍体野生种组合的筒状花数目除外;在花型上,平盘型遗传能力比单窄瓣型强;在瓣性上,多瓣型遗传能力比单瓣型强。