牡丹远缘杂交育种及其胚培养与体细胞胚发生的研究

论文摘要

远缘杂交育种是目前及今后相当长的一段时间内牡丹育种的主要方式，但育种周期长与杂交败育是影响其发展的瓶颈。胚珠与胚培养技术以及体细胞胚诱导与再生技术对辅助牡丹育种有重要意义。本研究利用田间调查、常规杂交、显微观察与离体培养等方法对牡丹远缘杂交与败育机理、胚珠与胚培养以及体细胞胚诱导与再生技术进行了研究，在国内首次获得牡丹芍药组间杂种苗，并确定了主要组合的败育原因；建立了稳定的胚培养体系，在国内外首次成功诱导出牡丹体细胞胚并获得再生植株。主要研究结果如下： 1．牡丹远缘杂交育种与败育机理的研究结果表明：受精前障碍是多数远缘杂交组合结实率低的主要原因；杂交组合是影响结实率的关键，芍药实生1#ב金帝’（Paeonia delavayi var．lutea×P．×suffruticasa）或‘Golden Era’（‘Golden Isles’（P．delavayi var．lutea×P．×suffruticasa）×Mixed pollen）或‘金阁’（P．delavayi var．lutea×P．×suffruticasa）为较优的组合，实生1#是优秀的组间杂交亲本；紫斑牡丹‘书生捧墨’、‘紫蝶迎风’与杨山牡丹‘凤丹白’的花粉活力与结实率都较高，作母本时应尽早去雄；远缘杂交品种‘正午’牡丹（P．delavayi var．lutea×P．×suffruticasa）有性生殖败育的主要原因是不能形成足够多的有生活力的配子及缺乏有效授粉。4年（2002～2005）共杂交787朵花31种组合，收获422粒种子，培育54株幼苗；其中首次从6种牡丹芍药组间杂交组合中获得种子412粒，3年生组间杂种苗10株，表明这项前景广阔的育种工作在中国已经开始。 2．胚珠离体培养的初步研究结果表明：胚珠直接消毒为较好的灭菌方式，70％酒精消毒30～60s后0.1％升汞处理6min能取得较好的灭菌效果；发育早期的胚珠（≤48d．a．a．）培养不成功，幼胚完成器官分化后的胚珠（≥65d．a．a．）可培养成苗，‘书生捧墨’和‘凤丹白’65～69d．a．a．与88～91d．a．a．的胚珠离体培养成苗率分别为0、4.4％和1.7％、21.4％；去种皮接种及胚根伸出后及时去掉胚乳均有助于种胚的迅速增大、变绿及随后的正常生长。 3．幼胚（约65d．a．a．）离体培养的结果表明：日本牡丹‘连鹤’、‘八千代椿’与‘岛锦’的成苗率分别为13.4％、2.5％与9.2％。启动培养基、发育时期与基因型是影响幼胚离体生长的重要因素，培养基1／2MS+8％蔗糖能使较多的子叶胚正常增大，1／2MS+IAA1.0mg·L-1+GA31.0mg·L-1+Vc100mg·L-1+3％蔗糖使幼胚“早熟萌发”；

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 牡丹杂交育种研究进展
• 1.1.1 古代和传统品种的育种—引种驯化与选择培育
• 1.1.2 现代杂交品种的育种—亚组间的远缘杂交
• 1.1.3 组间杂交种的育种——牡丹芍药组间杂交
• 1.1.4 牡丹杂交育种中存在的问题及分析
• 1.1.5 展望
• 1.2 胚珠与胚培养技术的研究现状
• 1.2.1 胚珠培养
• 1.2.2 胚培养
• 1.3 植物体细胞胚发生的研究进展
• 1.3.1 植物体细胞胚发生概述
• 1.3.2 影响体细胞胚发生与发育的因素
• 1.3.3 体细胞胚发生与发育过程中的组织细胞学研究
• 1.4 芍药属植物胚培养及体细胞胚发生的研究现状
• 1.5 本课题的目的意义和主要内容
• 2 牡丹远缘杂交育种与败育原因的探索
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 试验材料
• 2.1.2 试验方法
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 不同品种花粉的萌发率
• 2.2.2 母本自花与天然授粉的结实情况
• 2.2.3 远缘杂交的结实率
• 2.2.4 不同处理对心皮及胚珠发育的影响
• 2.2.5 亲本‘正午’有性生殖败育的形态学观察
• 2.2.6 ‘正午’的杂交利用优势
• 2.2.7 远缘杂交主要组合结实率低的原因
• 2.2.8 种子萌发
• 2.2.9 杂种F1的形态
• 2.3 结论与讨论
• 2.3.1 牡丹远缘杂交育种中亲本的选择
• 2.3.2 影响远缘杂交结实率的因素
• 2.3.3 ‘正午’有性生殖败育的主要原因
• 2.3.4 ‘正午’的杂交利用前景
• 2.3.5 远缘杂交主要组合的败育原因
• 3 牡丹胚珠培养的初步研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 材料
• 3.1.2 试验方法
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 不同消毒方法的效果
• 3.2.2 发育时期对启动培养的影响
• 3.2.3 胚珠培养的成苗路线
• 3.3 结论与讨论
• 3.3.1 牡丹无菌胚珠的获得方法
• 3.3.2 胚珠发育时期对离体培养的影响
• 3.3.3 成苗路线的筛选
• 4 牡丹胚培养体系的建立
• 4.1 幼胚的离体培养
• 4.1.1 试验材料
• 4.1.2 试验方法
• 4.1.3 结果与分析
• 4.1.4 讨论
• 4.2 近成熟胚离体培养体系的建立
• 4.2.1 试验材料
• 4.2.2 试验方法
• 4.2.3 结果与分析
• 4.2.4 讨论
• 4.3 牡丹组培苗的移栽驯化
• 4.3.1 试验材料
• 4.3.2 试验方法
• 4.3.3 结果与分析
• 4.3.4 讨论
• 4.4 结论
• 4.4.1 牡丹幼胚的离体培养
• 4.4.2 近成熟胚的离体培养
• 4.4.3 组培苗的炼苗移栽
• 5 牡丹体细胞胚发生的研究
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 试验材料
• 5.1.2 试验方法
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 体细胞胚发生的诱导
• 5.2.2 体细胞胚分化能力的保存与增殖
• 5.2.3 体细胞胚萌发与再生成苗
• 5.2.4 体细胞胚、不定芽及叶状体发生的组织细胞学观察
• 5.3 结论与讨论
• 5.3.1 培养基成分对体细胞胚发生的影响
• 5.3.2 基因型与发育时期对体细胞胚发生的影响
• 5.3.3 体细胞胚、不定芽与叶状体的发生
• 5.3.4 体细胞胚的增殖与再生成苗
• 6 结论
• 参考文献
• 图版
• 图版说明
• 附录
• 个人简介
• 导师简介
• 致谢