论文部分内容阅读
辣椒(Capsicum annuum L.)为一年生草本植物,其果实为浆果,具有辣味或甜味。辣椒营养丰富,其维生素C含量居各类蔬菜含量之首,辣椒也是一种具有特殊芳香的调味品。作为一种全世界广泛种植的蔬菜,辣椒在我国是一种很重要的经济作物。随着辣椒疫霉菌引起的疫病在许多省份和地区流行,辣椒疫病已成为当前辣椒生产主要的限制因子。疫病是一种分布很广的严重病害。1918年美国新墨西哥州首次报道了疫病在辣椒上的危害,而后,辣椒疫病在南起拉丁美洲的阿根廷、北至北美洲的科罗拉多和纽约的广大地区以及欧洲、亚洲均有发生。我国于20世纪60年代初最初发现辣椒疫病的危害,自70年代以来,疫病在我国吉林、辽宁、青海、河北、北京、云南、甘肃、陕西、上海、浙江、湖南、江苏、江西等地均有发生。辣椒疫病使辣椒生产受到严重的威胁,且危害程度正逐年加重。辣椒杂种优势非常明显,优良组合比传统主栽品种增产30%~40%,辣椒杂种一代已广泛应用于生产,并取得了明显的经济效益。但目前大量应用的辣椒杂交种子均是人工去雄、授粉,制种成本高,种子价格昂贵,雄性不育的利用是迄今为止最有可能降低辣椒制种成本最有效的途径。本研究首先选用三个辣椒品种,首先对这三个辣椒品种对疫病抗性进行鉴定。然后根据鉴定结果,选取了一对作为父母本的F2群体,对群体进行游动孢子灌根。灌根7天后根据辣椒疫病分级标准,对辣椒幼苗进行分级。然后提取辣椒植株叶片的DNA,构建抗病基因池和感病基因池,并设计引物进行筛选,旨在为辣椒抗疫病育种提供理论依据。本研究还以辣椒胞质雄性不育系为材料,在其开花期取不同大小级别的辣椒花蕾。通过石蜡切片对辣椒雄性不育系及相应的保持系不同花药发育时期的细胞学特征进行观察。旨在明确雄性不育的败育时期,探求导致雄性不育败育的原因,为阐明辣椒胞质雄性不育的败育机理提供理论基础,为利用辣椒雄性不育系进行杂交育种提供依据。主要研究结果如下:(1)以Jm、ASC0503、NSC0501三个辣椒品种为材料,在辣椒幼苗期长至6~8片真叶展平时,对其进行辣椒疫霉菌游动孢子灌根。在接种后进行3次病情调查,第1次调查(接种后72h)了解不同材料的发展速度差别;第2次(接种后8天)对材料进行抗病性划分;第3次(接种后15天)筛选抗病的单株材料。根据辣椒疫病分级标准,计算辣椒的病情指数,从而确定辣椒对疫病的抗性程度。最后计算得出Jm、ASC0503、NSC0501三品种的病情指数分别为60.14、29.34、27.36,从而确定Jm为感病品种,ASC0503和NSC0501为抗病品种。(2)在以上鉴定结果的基础上,选取Jm作为父母本NSC0501的F2群体,对群体进行游动孢子灌根。灌根7天后根据辣椒疫病分级标准,对辣椒幼苗进行分级。然后构建抗病基因池和感病基因池.并设计SSR引物进行PCR扩增,将PCR后的产物在PAGE胶上上样电泳,筛选与辣椒疫病相关的特异性条带。本研究共计使用了229对引物进行多态性条带筛选,其中能扩增出多态性条带的比率为88.21%,并最终得到两个可能与辣椒抗疫病性状紧密连锁的SSR分子标记。(3)对辣椒雄性不育系与保持系植株形态进行观察。结果表明,不育系与保持系植株形态差异较大。不育系的株高比其相应的保持系低。保持系的花器官比不育系的偏大。不育系的花药于瘪,保持系的花药饱满。不育系与保持系的果形基本相似,但不育系的果实较小,且无种子,保持系的果实较大,种子充满果实内部。(4)通过对辣椒不育系、保持系不同大小花蕾中花药的石蜡切片显微观察。比较得出.在花粉母细胞期,二者没有表现出明显差异。之后,保持系四分体解体释放出小孢子,小孢子正常发育为成熟花粉粒,绒毡层消失。而不育系绒毡层在四分体时开始高度液泡化,细胞体积异常膨大,挤压花粉囊腔发育异常。使营养物质没有运输到小孢子细胞,使小孢子得不到营养和受到绒毡层的挤压而不能正常发育,出现败育。因此本研究表明不育系败育发生在四分体时期。