【摘要】：桂南木蓮(Manglietia chingii)和馬關(guān)木蓮(Manglietia maguanica)是木蓮屬(Manglietia)常綠喬木,這兩種植物樹形優(yōu)美、花朵芳香是重要的用材和觀賞樹種。為了解這兩種植物繁育系統(tǒng)的特征,找出自然生長環(huán)境下座果率、結(jié)籽率低的原因,本試驗(yàn)對這兩種植物的花部特征、雜交指數(shù)(OCI)、花粉/胚珠值(P/O)、及套袋處理等進(jìn)行了系統(tǒng)研究。通過開花物候、開花動態(tài)、花粉活力變化和柱頭可授性變化、傳粉昆蟲的觀察等,探討這兩種植物二次開合開花的生殖適應(yīng)性意義。此外為豐富木蘭科植物新品種,以這兩種植物為親本材料進(jìn)行正反雜交試驗(yàn),運(yùn)用形態(tài)學(xué)鑒定和ISSR分子標(biāo)記相結(jié)合的方法對1年生雜交后代進(jìn)行鑒定。主要結(jié)果如下:1、繁育系統(tǒng)特征(1)桂南木蓮:測定OCI=4,P/0=12430±510;套袋試驗(yàn)去雄套袋處理、不去雄套袋處理座果率都為0.00%,表明其不存在無融合生殖機(jī)制。異株異花授粉座果為65.00%高于自然傳粉下的25.00%,所以桂南木蓮的繁育系統(tǒng)類型是異交型,需要傳粉媒介。自然環(huán)境下缺少有效的傳粉媒介是其座果率、結(jié)籽率低的重要原因。(2)馬關(guān)木蓮:測定OCI=4,P/0=7269±332;在去雄套袋、不去雄套袋處理下座果率為0.00%,說明其也不存在無融合生殖機(jī)制。異株異花授粉座果率為55.00%高于自然傳粉下15.00%的座果率,但馬關(guān)木蓮接受同株異花授粉,座果率低僅為5.00%。所以馬關(guān)木蓮的繁育系統(tǒng)特征是部分自交親和,異交,需要傳粉者。自然條件下不適宜的傳粉氣候和缺乏傳粉昆蟲都會導(dǎo)致其座果率、結(jié)籽率低。2、二次開合的生殖適應(yīng)性意義(1)桂南木蓮:花朵第一開放和第二次開放在時間上同步,第一次開放雌蕊群可授性較強(qiáng)目的是給異交提供未被污染的柱頭,早已開裂的花藥在第二次開放雄蕊群開展時散粉,給異交提供較高活力的花粉,晚上活動的甲蟲是其有效傳粉昆蟲。因此,花朵通過二次開合來對其異交生殖機(jī)制進(jìn)行適應(yīng)。(2)馬關(guān)木蓮:第一次開放即雌性特征開始表達(dá)時間,接近另一朵花第二次開放即雄性特征開始表達(dá)的時間,雌蕊特征和雄蕊特征表達(dá)在時間有1～4h的重疊。這種開花模式使植株在進(jìn)入盛花期時有足夠的花粉完成同株異花或者異株異花授粉。因此,二次開合是對其部分自交親和、異交傳粉機(jī)制的適應(yīng)。3、雜交育種(1)桂南木蓮×馬關(guān)木蓮:座果率較高為65.00%,和父母本55.00%、65.00%的座果率基本相等;結(jié)籽率為10.56±1.56%,略低于母本11.32±1.06%和父本12.23±2.50%;種子千粒重為392.31±25.40g,優(yōu)于母本318.23±29.91g;雜交苗在生長過程中少量存在非生物因素和非逆境生理導(dǎo)致的枯萎死亡現(xiàn)像。(2)馬關(guān)木蓮×桂南木蓮:座果率50.00%,和父母本座果率基本相等;結(jié)籽率為11.46±2.26%,介于父母本的結(jié)粒率之間;千粒重為596.35±64.15g,優(yōu)于母本575.62±61.51g,存在顯著差異。雜交苗在生長過程中少量存在非生物因素和非逆境生理導(dǎo)致的枯萎死亡現(xiàn)像。綜上桂南木蓮和馬關(guān)木蓮的雜交親和性較高,存在部分受精后障礙。4、雜種鑒定(1)桂南木蓮×馬關(guān)木蓮:形態(tài)學(xué)方面,雜交后代的葉片形態(tài)指標(biāo)介于父母本之間或與父母本一致,初步說明試驗(yàn)挑選的15株雜交后代是真雜種;ISSR分子標(biāo)記方面,從14條引物中篩選出4條引物用于雜種鑒定。4條引物共檢測出46個位點(diǎn),平均每條引物擴(kuò)增出11.5條條帶,46條條帶中39條是多態(tài)性DNA條帶,84.78%的多態(tài)性條帶比率。擴(kuò)增的條帶類型分為雙親共有帶型、單親帶型、特異性帶型3種。17份供試材料被聚類結(jié)果分為偏母本型、中間型和父本3類。形態(tài)學(xué)標(biāo)記和ISSR分子標(biāo)記結(jié)果一致,雜交后代為真雜種。(2)馬關(guān)木蓮×桂南木蓮:形態(tài)學(xué)方面,雜交后代的葉片形態(tài)指標(biāo)介于父母本之間或與父母本一致,初步說明試驗(yàn)挑選的15株雜交后代是真雜種;ISSR分子標(biāo)記方面,4條引物共檢測出44個位點(diǎn),每條引物平均擴(kuò)增出11條條帶,44條條帶中39條是多態(tài)性DNA條帶,88.78%的多態(tài)性條帶比例,擴(kuò)增出條帶類型分為雙親共有帶型、單親帶型、特異性帶型3種;17份供試材料被聚類結(jié)果分為偏母本型和偏父型類2類。形態(tài)學(xué)標(biāo)記和ISSR分子標(biāo)記結(jié)果一致,雜交后代為真雜種。
【學(xué)位授予單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S685.99
【圖文】：

Ｅ分別為桂南木蓮、馬關(guān)木蓮花粉形態(tài)；Ｃ、Ｆ分別為桂南木蓮、馬關(guān)木蓮變異花被片。）逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋３．１邋Ｆｌｏｗｅｒ邋ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ邋ｏｆ邋Ｍ邋ｃｈｉｎｇｉｉ邋ａｎｄ邋Ｍ邋ｍａｇｎａｎｉｃａ邋（Ｎｏｔｅ：邋Ａ邋ａｎｄ邋Ｄ邋ｒｅｐｒｅｓｅｎｔ邋ｏｐｅｎ逡逑ｆｌｏｗｅｒｓ邋ｏｆ邋Ｍ邋ｃｈｉｎｇｉｉ邋ａｎｄ邋Ｍ．邋ｍｃｉｇｎａｎｉｃａ邋ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ；邋Ｂ邋ａｎｄ邋Ｅ邋ｒｅｐｒｅｓｅｎｔ邋ｐｏｌｌｅｎ邋ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ邋ｏｆ邋Ｍ逡逑ｃｈｉｎｇｉｉ邋ａｎｄ邋Ｍ邋ｍａｇｕａｎｉｃａ邋ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ；邋Ｃ邋ａｎｄ邋Ｆ邋ｒｅｐｒｅｓｅｎｔ邋ｖａｒｉａｔｉｏｎ邋ｆｌｏｗｅｒｓ邋ｏｆ邋Ｍ邋ｃｈｉｎｇｉｉ邋ａｎｄ邋Ｍ逡逑ｍａｇｕｃｍｉｃａｉ邋ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．）逡逑３．１．２雜交指數(shù)逡逑按照Ｄａｆｎｉ標(biāo)準(zhǔn)（ＤＡＦＮＩＡ，１９９２）測量花部特征，對桂南木蓮和馬關(guān)木蓮的逡逑雜交指數(shù)進(jìn)行測定結(jié)果如表３．１。桂南木蓮花朵直徑平均為５８±３．５ｍｍ，大于６ｍｍ，逡逑評判值為３。雌雄蕊異位，評判值為１。雌蕊先熟，評判值均為０。桂南木蓮的逡逑0ＣＩ＝４，繁育系統(tǒng)類型為部分自交親和，異交，需要傳粉者完成授粉；馬關(guān)木蓮逡逑花朵直徑平均為５８±３．５ｍｍ，大于６ｍｍ，評判值為３。雌雄蕊異位，評判值均為逡逑１。雌蕊先熟，評判值為０。馬關(guān)木蓮的0ＣＩ＝４，繁育系統(tǒng)類型也為部分自交親和，逡逑異交，需要傳粉者。逡逑

訪花昆蟲觀察的試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)上午９：００？１１：００和下午２：００？５：００桂南木蓮逡逑的訪花昆蟲是蜜蜂，訪問閉合期和衰敗期前期的花朵。蜜蜂從花被片間隙進(jìn)入花逡逑朵（圖３．５－Ａ），或者從花被片底部鉆入（圖３．５－Ｂ），蜜蜂沾滿散落在合攏花被逡逑片上的花粉后在群落中飛行，在訪問桂南木蓮其它花朵時將身上的花粉散落在訪逡逑問花的柱頭上完成授粉。晚上發(fā)現(xiàn)極少數(shù)甲蟲類昆訪問植株初次開放和再次開放逡逑的花朵，這些甲蟲通過訪花活動，把再次開放期花的花粉傳播至其它花朵上，同逡逑時試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)甲蟲啃食花被片現(xiàn)象（圖３．５－Ｃ）。此外還發(fā)現(xiàn)在柱頭和雄蕊上活逡逑動混身沾滿花粉的螞蟻、薊馬等小型昆蟲，但被排除在有效傳粉昆蟲之外。逡逑實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)馬關(guān)木蓮的主要訪花昆蟲也是蜜蜂。蜜蜂的訪花活動時間也主要逡逑集中在上午９：００？１１：００和下午２：００？５：００＾■馬關(guān)木蓮初次開放的花朵能散發(fā)較濃逡逑橙子香味，閉合期的柱頭分泌大量的粘液，吸引蜜蜂鉆入閉合期花朵。下午閉合逡逑期的花朵再次開放，雄蕊群開展花藥開裂，花粉落在花被片上，吸引蜜蜂訪花（圖逡逑３．５－Ｄ）。此時柱頭上還有粘液，對蜜蜂具吸引力，身上沾滿花粉的蜜蜂在訪問其逡逑它植株的花朵或是同株的花朵時

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2722988