利用2n配子聚合重组玉米、摩擦禾、大刍草染色体选育多年生饲草玉米

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xchjzl
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本研究利用2n配子有性多倍化和远缘杂交创制出了聚合玉米、摩擦禾和大刍草三物种染色体的异源近六倍体(MTP-74,2n=74)和异源近八倍体(MTP-94,2n=94),以两个异源多倍体为母本,四倍体多年生大刍草(9475,2n=40)为父本,分别杂交,获得MTP74杂交群体和MTP94杂交群体材料,对2个群体植株的细胞学、形态学及生物产量杂种优势方面进行了研究,主要研究结果如下:1.采用双色GISH的方法,对MTP74杂交群体材料的染色体数目、组成等进行了鉴定分析,共成功鉴定材料19个,群体的染色体范围在54-58之间,后代中含玉米、9475和摩擦禾的染色体数目范围分别为7-13条,26-33条和14-18条,平均数分别为9.79条、30.00条和16.11条。MTP94杂交群体成功鉴定材料21个,群体的染色体范围在47-87之间,后代中含玉米、9475和摩擦禾的染色体数目范围分别为7-16条,32-42条和14-18条,平均数分别为10.00条、38.58条和16.21条。2.对两个群体农艺性状和产量间相关性结果分析表明,在两个群体中,株高、草长、叶面积以及叶片数均与群体总鲜重呈显著或极显著正相关,说明这四个性状可能是饲草玉米高产的基本特征。由于两个群体杂交后代都属于多分蘖品系,当分蘖数达到一定的数值时,分蘖和茎粗存在一定的负相关,因此,在多分蘖的多年生饲草材料中,分蘖、茎粗与生物产量之间并没有显著相关性。3.对两个群体的材料进行杂交优势结果分析表明,MTP74和MTP94杂交群体材料的鲜草产量、干草产量、株高、草长性状多表现为超亲优势,叶片数、茎粗、分蘖和叶面积性状多表现为中亲优势。在MTP74杂交群体中有11个材料的8个性状中亲优势全为正值,超亲优势最高的材料为P-08,其超亲优势有7个形状为正值。在MTP94群体中有15个材料的8个性状中亲优势全为正值,超亲优势最高的材料有3个(PP-11、PP-12和PP-21),它们的超亲优势有6个形状为正值。上述结果表明,MTP-74和MTP-94与9475杂交可以提高其杂种后代部分性状的杂种优势,均可作为桥梁亲本选育饲草玉米新品种。4.对MTP74杂交群体和MTP94杂交群体的9个性状均值进行比较分析表明,在染色体总数上,两个群体间在存在显著差异,主要表现为MTP94群体中来自四倍体多年生大刍草的染色体显著高于MTP74杂交群体;而在在株高、草长、分蘖数、茎粗、叶面积、叶片数、总干重和总鲜重上两个群体不存在显著差异。说明,倍性的提高对后代个体性状会产生一定的影响,但是这种影响并不会随着倍性的不断增加而无限提高,倍性到达一定程度后,决定后代个体的性状变异及产量取决于个体内在的染色体重组、基因交流以及核质间的相互作用。5.对两个群体农艺性状、鲜干产量的变异系数进行结果分析表明,MTP94杂交群体在株高、草长、茎粗、鲜草和干草5个性状的变异系数均显著高于MTP74杂交群体;在叶面积上,MTP74杂交群体的变异系数显著高于MTP94杂交群体;在分蘖数上,两个群体并没有显著性差异。说明用MTP-94作为中间桥梁材料进行杂交后代容易产生多的变异,更容易筛选出现性状优良、产量高的饲草玉米新品种。6.对两个群体材料的生长动态进行结果分析表明,MTP74杂交群体和MTP94杂交群体不同材料不同性状(或器官)的生长动态变化不同。不同于一年生玉米或一年生多分蘖饲草玉米所经历的的“慢-快-慢”的生长大周期,大部分材料在株高和分蘖数上都表现为“慢-快-慢-快-慢”的生长模型,表现出多年生多分蘖材料特有的复杂的生长方式。主要表现为株高和分蘖在营养生长阶段分别有两次的快速生长期,并且株高和分蘖之间的生长相互抑制,当分蘖快速生长时株高生长缓慢,反之依然。7.对MTP74杂交群体和MTP94杂交群体材料刈割时田间农艺性状表型和鲜、干产量结果分析表明,MTP74杂交群体中P-30和MTP94杂交群体中的PP-03、PP-10、PP-11、PP-19在性状和生物产量上表现最为优异,同时表现出较强的杂种优势。对这几个材料刈割后的再生性和越冬性进行观察,发现它们的刈割后生长势极强,直到12月温度降低后才停止生长;P-30和PP-19的越冬率为100%,PP-03、PP-10和PP-11越冬率分别为94.44%、88.89%和77.78%。
其他文献
本研究以普通小麦中国春-加州野大麦(H.californicum)双二倍体和二倍体加州野大麦为材料,进行依次染色体C-分带/荧光原位杂交(FISH),结果表明,小麦背景中的加州野大麦染色体都显示较强的末端带,7对染色体之间带的数目和强弱均存在明显差异,可以和普通小麦染色体相互区分开来。进一步以45SrDNA为探针进行荧光原位杂交,发现二倍体和双二倍体中加州野大麦的NOR位点均位于加州野大麦第7对染
自交不亲和性在植物界中广泛存在,引起了植物学界和分子生物学界的广泛关注,它有利于植物的遗传进化,扩大变异程度,在育种上有较高的应用前景,特别是在杂种优势利用方面具有重要的作用,是杂种优势利用的一条重要的途径。很多研究证明,植物自交不亲和性由S位点决定,目前已分离出多种S基因及其表达产物。近年的研究又表明了除S基因外和植物自交不亲和性相关的基因还有很多,如ARC1、SLR、水孔蛋白、THL1/THL