切花菊品种Q1-80自交S1和S2代的遗传特性分析

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菊花(Chrysanthemum morifolium)是我国十大传统名花和世界四大切花之一,具有很高的文化和经济价值。一般认为,菊花是自交不亲和植物,但有研究表明有些菊花品种自交结实,小花型盆栽小菊或切花小菊品种的自交结实率较高,自交后代存在自交衰退现象。目前,已知可自交结实的菊花品种还比较少,菊花自交衰退的机制还不十分明确,影响菊花自交高代群体的培育。本研究通过对切花小菊品种Q1-80连续两代自交,调查了部分自交后代的结实率、表型变异和遗传多态性,期望明确自交后代的衰退表现,并创制自交结实后代,为创建菊花高代自交群体提供依据。主要研究结果如下:(1)对切花菊品种Q1-80连续两代自交。结果表明:自交S1代中的S1(82)株系、S1(88)株系、S1(13)株系结实率都比较高,分别是10.97、37.5、19.8粒/花序,出苗率分别为17.78%、28.62%、28.95%;S2代三个株系的单花结实率分别为4.1、11.67、12.7粒/花序,出苗率分别为43.90%、38.85%、33.07%。S2代的植株衰退表现为莲座化不开花或者花蕾枯萎,3个S1代株系自交产生的S2代S2(82)、S2(88)和S2(13)群体中都会发生莲座化不开花的情况,莲座化比例分别为25.5%、20%和17%。花蕾败育的情况主要集中在S2(13)群体中,败育率达12.5%,另外两个自交S2代株系S2(82)和S2(88)中发生败育率分别为0.015%、0%。(2)调查了切花小菊品种Q1-80及其S1、S2代的花序形态及株高、叶长、叶宽、叶柄长、花径、舌状花数、舌状花长与宽、管状花数、管状花长与宽等11个园艺性状的变异趋势,发现三个S2代群体均表现出花瓣畸形、舌状花长度和宽度减小、舌状花数和管状花数变少等典型的自交衰退特征。数量变异分析结果表明,Q1-80自交两个世代的株高、叶长、叶宽、叶柄长、花径、舌状花长、舌状花宽、管状花数均显著低于亲本,且S2代的变异系数程度明显大于S1代,而管状花长和管状花宽的差异不显著。三个S2代群体之间对比分析发现,S2(13)群体管状花数变异最明显,S2(82)群体舌状花数的变异最明显,S2(88)群体管状花宽变异程度最明显。(3)利用SRAP分子标记对切花菊Q1-80及其部分自交后代(S2)共43份材料进行遗传多样性分析。结果表明:13对SRAP引物扩增出92个条带,其中有57条为多态性条带,多态性的平均比率达63%,多态性信息含量(PIC)的平均值为0.53,有效等位基因数Ne、基因多样性指数(H)和Shannon指数(I)的平均值分别为1.67、0.39和0.57。43份自交后代的遗传相似系数最小的为0.44,最大的为0.86,UPGMA聚类分析在0.65处划分为8类,自交后代的分离程度明显。基于形态性状的聚类分析将43份材料分为4类。形态性状聚类结果与自交后代的表型有一定规律,分子标记聚类结果与表型无明显关系。
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