本文關(guān)鍵詞：山茶花生殖生物學(xué)及倍性育種基礎(chǔ)研究

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【摘要】：本文以亞熱帶林業(yè)研究所山茶資源圃、金華國際山茶物種園和南寧金花茶公園的山茶屬615個種質(zhì)作為研究對象,首次從山茶屬植物倍性調(diào)查鑒定、倍性與形態(tài)關(guān)系、繁育系統(tǒng)、花粉貯藏生理、花粉加倍及雜交不育等方面對山茶生殖生物學(xué)、倍性育種、雜交不育等進行了系統(tǒng)研究,主要結(jié)論如下:615個供試山茶屬種質(zhì)流式細胞儀倍性檢測結(jié)果如下:二倍體512個,主要包括:耐冬山茶(Naidong(C.japonica))、杜鵑紅山茶(C.azalea)、金花茶(C.nitidissima)、越南抱莖茶(C.amplexicaulis)、南山茶(C.semiserrata)、紅露珍(C.japonica‘hongluzhen’)、白靈山紅山茶(C.bailinshanica)、浙江紅山茶(C.chekiangoleoso Hu)等;單倍體1個:單體紅山茶(C.ufaku);三倍體24個:東興金花茶(C.tunghinensis)、龍頭山大樹茶(C.longtousanica)、重慶山茶(C.chungkingensis)等、小長尾連蕊茶(C.parvicaudata Chang)等;四倍體共38個:怒江紅山茶(C.saluenensis)、隱脈紅山茶(C.cryptoneura)、禿苞紅山茶(C.glabriperulata)、芙蓉紅山茶(C.hilisciflora)、尖連蕊茶(C.cuspidata)等;六倍體35個:茶梅(C.sasanqua)、長尾紅山茶(C.longicaudata)、寡瓣紅山茶(C.paucipetala)等;八倍體5個:大花紅山茶(C.Magniflora)、攸縣油茶(C.yuhsienensis)、綿管紅山茶(C.lanasituba)、阿斯特斯(Asitesi)、C.sasanqua‘297842’。17個山茶屬種質(zhì)根尖壓片、染色體計數(shù)結(jié)果如下:二倍體中:杜鵑紅山茶核型公式為2n=2x=30=18sm+12m;南山茶核型公式為2n=2x=30=2sm+28m;浙江紅山茶的核型公式為2n=2x=30=4sm+26m,3個山茶屬種質(zhì)核不對稱系數(shù)分別為66.55%、59.73%和60.99%,核型分類均屬于2A。越南抱莖茶核型公式為2n=2x=30=10sm+20m;紅露珍核型公式為2n=2x=30=16sm+14m;金花茶核型公式為2n=2x=30=18sm+12m;白靈山紅山茶核型公式為2n=2x=30=10sm+20m;耐冬山茶的核型公式為2n=2x=30=14sm+16m,5個山茶屬種質(zhì)核不對稱系數(shù)分別為64.90%、63.60%、66.08%、63.18%、56.04%,核型分類均屬于2B。多倍體中:‘斯威柯’核型公式為2n=3x=45=18m+27sm;小長尾連蕊茶核型公式為2n=3x=45=24m+18sm+3st;C.japonica‘297848’核型公式為2n=4x=60=40m+16sm+4st;芙蓉紅山茶核型公式為2n=4x=60=32m+28sm;尖連蕊茶核型公式為2n=4x=60=40m+16sm+4st;C.japonica‘297851’核型公式為2n=6x=90=36m+54sm;C.japonica‘297829’核型公式為2n=6x=90=54m+36sm;大花紅山茶核型公式為2n=8x=120=64m+56sm;綿管紅山茶核型公式為2n=8x=120=64m+40sm+16st,9個種質(zhì)染色體核型不對稱系數(shù)分別為64.03%、63.75%、61.98%、64.23%、60.45%、62.49%、61.49%、62.89%、62.95%,‘斯威柯’核型分類為3B型,C.japonica‘297851’核型為2A型,其它7個種質(zhì)核型均為2B型。山茶屬植物倍性與形態(tài)指標(biāo)相關(guān)分析表明,葉面積、節(jié)間長、氣孔大小、葉長、葉寬、葉厚、葉柄長隨倍性的增加而呈上升的趨勢,葉長、葉寬、葉厚、葉柄長與倍性之間呈正相關(guān);葉面積、節(jié)間長、氣孔大小與倍性之間呈顯著正相關(guān);氣孔密度與倍性之間呈顯著負(fù)相關(guān)�；◤健⒒ò觊L度、花瓣寬度、花粉極軸長度、花粉赤道軸長度隨倍性增加呈增加趨勢,花粉的極軸長度、赤道軸長度與倍性呈顯著正相關(guān),花徑、花瓣長度、花瓣寬度和花粉大小與倍性呈正相關(guān)。大花紅山茶、耐冬山茶開花時柱頭與花藥有一定空間距離,大花紅山茶為雌蕊先熟,雄蕊后熟;杜鵑紅山茶、耐冬山茶柱頭與花藥成熟時間無明顯差別,二者柱頭可授性和散粉時間有重疊�；ǚ�/胚珠比、雜交指數(shù)以及授粉試驗結(jié)果表明:杜鵑紅山茶、耐冬山茶、大花紅山茶不存在無融合生殖,三者均為以異交為主的混合交配系統(tǒng),需要傳粉者。大花紅山茶具有延遲自交的花部特征。大花紅山茶花粉極面觀呈正三角形,溝界極區(qū)較寬;花粉粒紋飾為穴狀、小溝狀雕飾紋;花粉粒平均極軸長為71.05μm,說明大花紅山茶在山茶屬中具有較為特殊的分類地位和系統(tǒng)進化地位。大花紅山茶花粉萌發(fā)的適宜培養(yǎng)基為:150 g/L蔗糖+20 mg/L硼酸+100 mg/L KNO3+50 mg/L Mg SO4+300 mg/L Ca(NO3)2,花粉萌發(fā)率可達68.10%。耐冬山茶花粉萌發(fā)的適宜培養(yǎng)基為:150 g/L蔗糖+0.05 g/L硼酸+100 mg/L GA3+900 g/L Ca(NO3)2;杜鵑紅山茶花粉萌發(fā)的適宜培養(yǎng)基為:200 g/L蔗糖+0.01 g/L硼酸+200 mg/L GA3+500 mg/L Ca(NO3)2。大花紅山茶、耐冬山茶、杜鵑紅山茶花粉最佳貯藏條件為-80℃,-80℃下貯藏360d后,萌發(fā)率仍可達到39.4%、36.7%、47.8%。3種保護酶活性高峰值前后花粉萌發(fā)率出現(xiàn)大幅度下降。3種保護酶活性對大花紅山茶花粉萌發(fā)率的影響依次為:CATSODPOD,3種保護酶活性對耐冬山茶、杜鵑紅山茶花粉萌發(fā)率的影響依次為:SODCATPOD。杜鵑紅山茶、耐冬山茶花粉染色體加倍的適宜方法為注射法,誘導(dǎo)大花粉秋水仙堿處理的適宜濃度為:3000 mg/L、5000 mg/L。小孢子母細胞減數(shù)分裂偶線期至終變期是杜鵑紅山茶、耐冬山茶花粉加倍的適宜時期;秋水仙堿處理得到的杜鵑紅山茶、耐冬山茶大花粉,體積、大小比對照花粉大,二者差異顯著;激光掃描共聚焦顯微鏡檢測大花粉和對照花粉DNA含量結(jié)果表明:大花粉粒DNA含量是對照單倍體花粉粒的二倍,二者存在統(tǒng)計學(xué)顯著性,這表明2種山茶花粉染色體加倍處理得到的是二倍體花粉,即未減數(shù)2n花粉。八倍體大花紅山茶與二倍體杜鵑紅山茶、耐冬山茶的種間雜交試驗結(jié)果表明:花粉萌發(fā)率低、花粉萌發(fā)不整齊、花粉管生長緩慢是杜鵑紅山茶×大花紅山茶、耐冬山茶×大花紅山茶雜交不育的主要原因。胚乳、珠被退化、解體壞死是大花紅山茶×杜鵑紅山茶、大花紅山茶×耐冬山茶雜交不育的根本原因。
【關(guān)鍵詞】：山茶花 流式細胞儀 生殖生物學(xué) 花粉貯藏 花粉加倍 雜交不育
【學(xué)位授予單位】：中國林業(yè)科學(xué)研究院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S685.14
【目錄】：

• 摘要5-8
• Abstract8-23
• 第一章 緒論23-32
• 1.1 前言23-30
• 1.1.1 觀賞植物種質(zhì)資源性狀變異研究23-24
• 1.1.2 植物開花、繁育系統(tǒng)研究24-26
• 1.1.3 植物花粉的生活力檢測及貯藏技術(shù)研究26-27
• 1.1.4 山茶花雌雄配子發(fā)生、發(fā)育與花芽外部特征關(guān)系研究27-28
• 1.1.5 植物染色體加倍途徑研究28-29
• 1.1.6 植物雜交不育研究29
• 1.1.7 研究的目的、意義29-30
• 1.2 研究目標(biāo)和主要研究內(nèi)容30-31
• 1.2.1 關(guān)鍵的科學(xué)問題與研究目標(biāo)30-31
• 1.2.2 主要研究內(nèi)容31
• 1.3 研究技術(shù)路線31-32
• 第二章 山茶屬種質(zhì)倍性檢測及核型分析32-60
• 2.1 材料與方法32-34
• 2.1.1 流式細胞儀檢測山茶屬種質(zhì)倍性試驗試劑及儀器32-33
• 2.1.2 流式細胞儀檢測山茶屬種質(zhì)倍性試驗方法33
• 2.1.3 流式細胞術(shù)數(shù)據(jù)分析33
• 2.1.4 17個山茶屬種質(zhì)核型分析33-34
• 2.2 結(jié)果與分析34-59
• 2.2.1 流式細胞儀校準(zhǔn)34-35
• 2.2.2 流式細胞儀檢測結(jié)果35-38
• 2.2.3 不同預(yù)處理對染色體制片的影響38-39
• 2.2.4 山茶屬種質(zhì)的核型分析39-59
• 2.3 小結(jié)59-60
• 第三章 山茶屬種質(zhì)倍性與形態(tài)學(xué)性狀的相關(guān)性研究60-77
• 3.1 材料與方法60-62
• 3.1.1 試驗材料60
• 3.1.2 方法60-61
• 3.1.3 數(shù)據(jù)處理及分析61-62
• 3.2 結(jié)果與分析62-74
• 3.2.1 山茶屬種質(zhì)葉長、葉寬、葉厚、葉柄長、葉面積與倍性的關(guān)系62-65
• 3.2.2 山茶屬種質(zhì)節(jié)間長度與倍性的相關(guān)性65
• 3.2.3 山茶屬種質(zhì)氣孔與倍性相關(guān)性65-68
• 3.2.4 花粉形狀、大小與倍性的相關(guān)性68-70
• 3.2.5 花粉外壁紋飾與倍性的相關(guān)性70-71
• 3.2.6 花徑與倍性的關(guān)系71-72
• 3.2.7 花瓣大小、花瓣厚度、花瓣數(shù)目與倍性的相關(guān)性72-74
• 3.3 小結(jié)74-77
• 第四章 耐冬山茶、杜鵑紅山茶及大花紅山茶繁育生物學(xué)研究77-93
• 4.1 材料與方法78-80
• 4.1.1 耐冬山茶、杜鵑紅山茶、大花紅山茶柱頭和花藥空間位置變化78
• 4.1.2 不同開花時間花粉生活力測定78
• 4.1.3 耐冬山茶、杜鵑紅山茶、大花紅山茶柱頭可授性測定78
• 4.1.4 耐冬山茶、杜鵑紅山茶、大花紅山茶花粉/胚珠比的調(diào)查測定78-79
• 4.1.5 耐冬山茶、杜鵑紅山茶、大花紅山茶雜交指數(shù)的計算79
• 4.1.6 授粉實驗79-80
• 4.2 結(jié)果與分析80-92
• 4.2.1 3 種山茶花部特征80-86
• 4.2.2 大花紅山茶、杜鵑紅山茶、耐冬山茶柱頭、花藥空間位置變化86-88
• 4.2.3 不同開花階段對大花紅山茶、耐冬山茶及杜鵑紅山茶花粉萌發(fā)率的影響88-89
• 4.2.4 大花紅山茶、耐冬山茶及杜鵑紅山茶柱頭可授性89-90
• 4.2.5 大花紅山茶、杜鵑紅山茶、耐冬山茶花粉/胚珠比90
• 4.2.6 杜鵑紅山茶、耐冬山茶、大花紅山茶的雜交指數(shù)90-91
• 4.2.7 不同授粉方法對三種山茶結(jié)實率的影響91-92
• 4.3. 小結(jié)92-93
• 第五章 三種山茶花粉貯藏條件及其活力的動態(tài)變化93-112
• 5.1 材料與方法94-96
• 5.1.1 試驗材料94
• 5.1.2 花粉形態(tài)掃描電鏡觀測94
• 5.1.3 不同培養(yǎng)基對大花紅山茶花粉萌發(fā)的影響94-95
• 5.1.4 杜鵑紅山茶、耐冬山茶花粉萌發(fā)培養(yǎng)基篩選95
• 5.1.5 不同貯藏方法對大花紅山茶山茶花粉萌發(fā)、保護酶活性的影響95
• 5.1.6 不同貯藏方法對保護酶活性的影響試驗95-96
• 5.2 結(jié)果與分析96-111
• 5.2.1 大花紅山茶、杜鵑紅山茶、耐冬山茶花粉表觀形態(tài)96-97
• 5.2.2 不同培養(yǎng)基對大花紅山茶花粉萌發(fā)的影響97-98
• 5.2.3 不同培養(yǎng)基對耐冬山茶花粉萌發(fā)的影響98-99
• 5.2.4 不同培養(yǎng)基對杜鵑紅山茶花粉萌發(fā)的影響99-100
• 5.2.5 不同貯藏溫度、貯藏時間下大花紅山茶花粉萌發(fā)情況100-101
• 5.2.6 不同貯藏溫度、貯藏時間下耐冬山茶花粉萌發(fā)情況101
• 5.2.7 不同貯藏溫度、貯藏時間下杜鵑紅山茶花粉萌發(fā)情況101-102
• 5.2.8 不同貯藏溫度與時間對大花紅山茶花粉保護酶活性的影響102-105
• 5.2.9 不同貯藏溫度與時間對耐冬山茶花粉保護酶活性的影響105-107
• 5.2.10 不同貯藏溫度與時間對杜鵑紅山茶花粉保護酶活性的影響107-109
• 5.2.11 大花紅山茶花粉萌發(fā)率與3種保護酶活性的相關(guān)性109-110
• 5.2.12 杜鵑紅山茶、耐冬山茶萌發(fā)率與3種保護酶活性的相關(guān)性110-111
• 5.3 小結(jié)111-112
• 第六章 杜鵑紅山茶、耐冬山茶花粉染色體加倍研究112-134
• 6.1 材料與方法112-116
• 6.1.1 試驗材料112
• 6.1.2 杜鵑紅山茶、耐冬山茶花芽形態(tài)特征與花粉發(fā)育進程的關(guān)系研究112-113
• 6.1.3 秋水仙堿處理對杜鵑紅山茶、耐冬山茶花粉染色體加倍的影響113-114
• 6.1.4 小孢子不同發(fā)育階段秋水仙堿注射處理對大花粉誘導(dǎo)率的影響114
• 6.1.5 正常花粉與大花粉的統(tǒng)計與鑒定114-115
• 6.1.6 2n花粉粒的純化與授粉雜交115-116
• 6.2 結(jié)果與分析116-133
• 6.2.1 杜鵑紅山茶花芽形態(tài)特征與小孢子母細胞減數(shù)分裂的相關(guān)關(guān)系116-118
• 6.2.2 耐冬山茶花芽形態(tài)特征與小孢子母細胞減數(shù)分裂的相關(guān)關(guān)系118-120
• 6.2.3 不同秋水仙堿處理方法、處理濃度對大花粉誘導(dǎo)的影響120-125
• 6.2.4 小孢子不同發(fā)育階段秋水仙堿注射處理對大花粉誘導(dǎo)率的影響125-127
• 6.2.5 秋水仙堿處理次數(shù)對二種山茶大花粉誘導(dǎo)率、花粉量的影響127-129
• 6.2.6 2n花粉粒鑒定129-132
• 6.2.7 授粉雜交結(jié)果132-133
• 6.3 小結(jié)133-134
• 第七章 不同倍性山茶物種正反交的育性研究134-142
• 7.1 材料與方法134-135
• 7.1.1 試驗材料來源134
• 7.1.2 花粉收集、授粉及試驗材料處理134-135
• 7.1.3 花粉在柱頭上萌發(fā)及花粉管生長的觀測135
• 7.1.4 切片觀察135
• 7.2 結(jié)果與分析135-141
• 7.2.1 人工授粉時間的確定135-136
• 7.2.2 大花紅山茶異株自交及其與杜鵑紅山茶、耐冬山茶雜交花粉萌發(fā)及花粉管生長136-137
• 7.2.3 杜鵑紅山茶、耐冬山茶異株自交及其與大花紅山茶雜交花粉萌發(fā)及花粉管生長137
• 7.2.4 大花紅山茶×杜鵑紅山茶、耐冬山茶正反交花粉管進入胚珠率137-139
• 7.2.5 大花紅山茶×杜鵑紅山茶、耐冬山茶正反交膨大胚珠率與結(jié)籽率139-140
• 7.2.6 大花紅山茶×杜鵑紅山茶、耐冬山茶正反交胚胎發(fā)育觀察140-141
• 7.3 小結(jié)141-142
• 第八章 結(jié)論與討論142-157
• 8.1 結(jié)論142-144
• 8.2 討論144-155
• 8.2.1 山茶屬種質(zhì)倍性檢測144
• 8.2.2 山茶屬種質(zhì)葉、節(jié)間長與倍性、種類等的關(guān)系144-145
• 8.2.3 山茶屬種質(zhì)葉片氣孔與倍性的關(guān)系145-146
• 8.2.4 山茶屬種質(zhì)花粉與倍性的關(guān)系146-147
• 8.2.5 山茶屬種質(zhì)花與倍性、種類的關(guān)系147
• 8.2.6 大花紅山茶、耐冬山茶、杜鵑紅山茶繁育生物學(xué)研究147-148
• 8.2.7 大花紅山茶的延遲自交機制和杜鵑紅山茶瀕危原因探討148-149
• 8.2.8 大花紅山茶花粉表觀形態(tài)149-150
• 8.2.9 培養(yǎng)基、貯藏方法對花粉萌發(fā)的影響150-151
• 8.2.10 耐冬山茶、杜鵑紅山茶、大花紅山茶花粉萌發(fā)率與保護酶活性151-152
• 8.2.11 花芽形態(tài)特征與花粉母細胞減數(shù)分裂152
• 8.2.12 處理時期對誘導(dǎo)大花粉的影響152-153
• 8.2.13 處理方法對誘導(dǎo)杜鵑紅山茶、耐冬山茶大花粉的影響153
• 8.2.14 適宜的秋水仙堿處理濃度、處理次數(shù)153
• 8.2.15 體積、激光掃描共聚焦顯微鏡法鑒定 2n花粉153-154
• 8.2.16 杜鵑紅山茶、耐冬山茶 2n花粉誘導(dǎo)的可行性154
• 8.2.17 不同倍性山茶物種正反交的育性研究154-155
• 8.3 主要創(chuàng)新點155-156
• 8.4 展望156-157
• 參考文獻157-170
• 在讀期間的學(xué)術(shù)研究170-172
• 致謝172

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

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本文編號：1022617