【目的】探寻克服牡丹与芍药远缘杂交受精前障碍的授粉方式,为克服牡丹、芍药远缘杂交不亲和提供理论依据。【方法】以芍药品种粉玉奴(Paeonia lactiflora‘Fenyunu’)为母本,牡丹品种凤丹白(Paeonia ostii‘Fengdanbai’)、洛阳红(Paeonia suffruticos a‘Luoyanghong’)为父本分别进行远缘杂交,采用常规授粉、延迟授粉、重复授粉、切割柱头授粉和蒙导授粉5种不同授粉方法,对授粉后花粉萌发及花粉管伸长过程进行荧光显微观察,研究母本心皮形态学特征,统计杂交组合结实率。【结果】杂交组合粉玉奴×凤丹白、粉玉奴×洛阳红采用重复授粉、蒙导授粉、延迟授粉的效果均优于常规授粉,在花粉萌发量、花粉管伸长及单花结实率方面表现为延迟授粉>重复授粉>蒙导授粉>常规授粉>切割柱头授粉,说明延迟授粉对于克服受精前障碍效果最佳,为最佳授粉方式。切割柱头授粉虽效果不佳,但对克服受精前障碍有一定影响。【结论】在牡丹、芍药远缘杂交育种中,可以采取延迟授粉的方法,减缓甚至克服母本柱头或花柱对异源花粉萌发及花粉管生长的抑制,克服受精前障碍,提高育种效率。

为克服由受精前障碍造成的百合杂交不亲和,以3个杂种系的品种和2个野生种为试材,探讨了切割花柱授粉对百合品种自交、近缘杂交和切割花柱授粉、柱头涂抹1 g/L BA或1 g/L NAA或柱头涂抹花粉培养液4种授粉方法对百合远缘杂交,以及花柱长度对百合近缘杂交结实的影响。结果表明:切割花柱授粉法促进百合‘Sor-bonne’的自交结实,获得30个自交胚,与对照比差异极显著(P<0.01)。11个近缘杂交组合中,切割花柱授粉法使本来亲和的6个近缘杂交组合所形成的杂种胚数从30个以上减少至10个以下,有的组合甚至1个杂种胚都没有得到。应用在远缘杂交组合上的授粉方法,只有柱头涂抹花粉培养液得到了8个果,比...

为提高芍药属远缘杂交结实率,对3类5个远缘杂交组合进行柱头处理,即:1)牡丹组革质花盘亚组内杂交:‘凤丹白’ב芳纪’,紫斑牡丹ב雪映桃花’;2)革质花盘亚组和肉质花盘亚组杂交:紫牡丹ב日月锦’,卵叶牡丹×黄牡丹;3)牡丹组和芍药组间杂交:紫斑牡丹ב红艳争辉’。各组合采用4种处理方式:2.0%,3.5%,5.0%KCL溶液处理柱头;1.5%,3.0%,4.5%NaCl溶液处理柱头;25、50和75mg/L GA3处理柱头;花粉培养液处理柱头,比较不同授粉方式对结实率的影响。结果表明:1)KCL溶液效果优于NaCl溶液,3.5%KCl效果最好;2)所有组合结实率最高值均出现在GA3处理中,GA325mg/L最为稳妥;3)最佳培养液配方为蔗糖100g/L+H3BO30.08g/L+CaCl220mg/L,但花粉培养液处理仅对革质花盘亚组内杂交组合‘凤丹白’ב芳纪’组合有促进作用。

以探明牡丹与芍药远缘杂交结实率低的原因为目标，以芍药‘朱砂判’为母本，以牡丹‘凤丹白’、‘岛大臣’、‘正午’、‘姚黄’为父本，并以芍药品种‘Ｋａｎｓａｓ’为对照父本进行人工杂交，采用培养液培养法测定父本花粉萌发率，用苯胺蓝染色法，在荧光显微镜下观察父本花粉在母本柱头上萌发及花粉管生长的过程。结果显示：‘朱砂判’在开花第４天为最佳授粉期；离体状态下花粉萌发率由高到低为‘Ｋａｎｓａｓ’、‘岛大臣’、‘凤丹白’、‘姚黄’、‘正午’；‘岛大臣’及‘Ｋａｎｓａｓ’作父本的组合花粉管能够到达子房，其他组合花粉管都未到达子房，并观察到一些异常的花粉管形态，花粉管生长过程中还伴随着一系列胼胝质反应。表明受精前．．．

受精前障碍是影响园艺作物远缘杂交育种成功与否的首要因素。文章概述了远缘杂交在园艺作物育种领域的重要意义和最新进展;从亲本育性和杂交亲和性两个方面对受精前生殖障碍的类型、特征和机理进行了综述和分析;重点阐述了克服远缘杂交受精前障碍的方法,包括合理选择亲本、物理处理花粉和柱头、化学处理花粉和柱头、改良授粉方式、试管离体受精、体细胞融合和使用桥梁亲本等;最后对未来研究的重点和方向进行了展望。

综述了近年来植物远缘杂交受精后生殖障碍的研究进展,对胚降解和杂种不育的特征特性与产生机理进行了分析;重点阐述了克服植物远缘杂交受精后生殖障碍的方法,包括幼胚拯救(子房、胚珠和胚培养)以克服胚败育、染色体加倍以克服杂种不育及化学处理、回交等其他方法;最后指出利用蛋白质组学技术并整合分子生物学研究手段,以阐明胚胎败育的分子机理,应是未来植物远缘杂交研究的重点方向。

为探究无髯鸢尾远缘杂交败育的主要原因是否是受精前障碍,以分属4个系的9个无髯鸢尾种(品种)为试材进行远缘杂交试验,对花粉活力、不同授粉方式对种间杂交结实率的影响以及常规授粉后花粉管行为进行观测,结果表明:常规授粉后,系间杂交组合Iris lactea‘lactea’×I.sibirica‘Lichterfeldius’和2个系内种间组合——I.sibirica‘Viel Creme’和西藏鸢尾正反交组合获得了种间杂种种子;提前授粉可克服马蔺×黄菖蒲种间杂交障碍,结实率由0提高到10%;对7个常规授粉未结实组合的花粉管行为进行荧光观察,发现均存在一定程度的花粉管胼胝质反应,但各组合最终均有少量花...

有髯鸢尾观赏价值高，但中国夏季雨热集中，有髯鸢尾软腐病多发，限制了有髯鸢尾的应用。为提高有髯鸢尾在高温高湿条件下的存活率，利用鸢尾属内不同系间远缘杂交有望为有髯鸢尾引入鸢尾(Iris tectorum)和西伯利亚鸢尾(Iris sibirica)抗软腐病特性。将有髯鸢尾与鸢尾、西伯利亚鸢尾人工授粉远缘杂交，观察花粉在柱头上萌发及花粉管行为，分析合子前障碍，观测杂交后子房发育动态，明确胚拯救时期。结果表明：1)有髯鸢尾系间远缘杂交存在一定的合子前障碍，表现为花粉萌发量少、花粉管生长异常及花粉管生长停滞。除有髯鸢尾×西伯利亚鸢尾合子前障碍严重外，其余组合花粉管均能到达胚珠完成受精，合子前障碍不是有髯鸢尾系间杂交的主要障碍。2)有髯鸢尾与西伯利亚鸢尾杂交后败育速度快于与鸢尾杂交，有髯鸢尾系间杂交与亲缘关系呈正相关。3)有髯鸢尾×鸢尾的最佳胚拯救时期为授粉21 d后，鸢尾×有髯鸢尾为授粉24 d后，西伯利亚鸢尾×有髯鸢尾为授粉12 d后。合子后障碍是有髯鸢尾系间远缘杂交的主要障碍，通过胚拯救可获得鸢尾有髯鸢尾系间远缘杂交后代。本研究通过解析有髯鸢尾系间远缘杂交障碍及胚拯救研究，为培育适应性更高的有髯鸢尾奠定研究基础。

【目的】远缘杂交育种是目前牡丹、芍药品种改良和育种的主要方法,而远缘杂交不亲和一直是制约其快速发展的主要因素。本研究从牡丹、芍药远缘杂交授粉后不亲和应答相关的柱头差异蛋白与转录组方面深入研究,揭示牡丹、芍药远缘杂交不亲和的分子机理,为杂交育种提供理论依据。【方法】以芍药‘粉玉奴’自交、芍药‘粉玉奴’与牡丹‘凤丹白’杂交为供试材料,在授粉后24 h采取柱头,分别进行同位素标记相对定量(iTRAQ)和转录组技术分析。对所获得的蛋白和转录组数据进行生物信息学分析,并对其中可能与远缘杂交不亲和相关的基因进行定量PCR验证。【结果】利用iTRAQ技术分析牡丹、芍药远缘杂交后柱头中蛋白质的表达差异,共鉴定到685个差异蛋白,富集到了188条通路,其中显著富集的Pathway有18条。与不亲和授粉相关代谢通路有RNA降解、钙信号途径、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase signaling pathway,MAPK)信号途径、磷脂酰肌醇信号系统。在RNA降解代谢通路中,烯醇酶(Enolase)、热休克蛋白DnaK(HSP70)及病菌抗原(GroEL)均表达下调。在钙信号途径中,钙调蛋白(CALM)表达下调,腺苷酸转运酶(adenine nucleotide translocase,ANT)表达量增加,表达上调。MAPK信号途径中,乙二醛酶Ⅰ(GloI)表达下调。磷脂酰肌醇信号系统中的钙调蛋白(CALM)表达下调。随机选取与差异蛋白相关的6个基因进行qRT-PCR验证,结果显示,6个基因的表达与蛋白质水平趋势相一致,均表达下调。通过转录组测序,共获得了52 998个有注释信息的Unigene,占所有Unigene的40.37%。基于6组样品的RPKM(Reads Per Kilobase per Million)值,共筛选到16 224个差异基因。其中上调基因13 361,下调基因2 863个。对差异基因进行Pathway显著富集分析,杂交与自交相比,不亲和差异表达的基因主要富集在氧化磷酸化代谢、ABC转运蛋白、次级代谢产物等通路。与远缘杂交不亲和相关且发生显著变化的基因有CalS-5、CalS-12(胼胝质酶)和SPL(squamosa promoter binding protein-like)表达上调,ABCF(ABC transporter family protein)表达下调。【结论】在转录组和蛋白数据共注释到6个蛋白、4个基因与植物不亲和性密切相关,这些蛋白与基因可能在远缘杂交不亲和方面发挥着重要作用。

[目的]明晰牡丹种间远缘杂交不亲和的细胞学及生理机制，为牡丹远缘杂交提供理论及试验基础。[方法]以牡丹‘凤丹’为母本，保康牡丹为父本，进行远缘杂交授粉亲和性研究，探讨授粉后雌蕊保护酶活性、可溶性物质含量及内源激素含量变化与花粉萌发、花粉管生长之间的联系。[结果]保康牡丹与‘凤丹’远缘杂交亲和性差的细胞学原因是花粉萌发慢，花粉管多有胼胝质沉积、扭曲缠绕严重，生长多无序并伴有分枝现象，只部分能穿过花柱到达子房。生理机制研究结果表明：授粉后，SOD活性快速升高有利于花粉柱头识别及花粉管生长；MDA含量快速增加不利于远缘杂交授粉花粉管的伸长生长；远缘杂交雌蕊较自交雌蕊可溶性蛋白及可溶性糖含量高，表现为柱头识别作用及雌蕊排异作用加强；自交雌蕊IAA含量显著高于杂交，高水平IAA、GA3、IPA有助于花粉萌发及花粉管生长；远缘杂交雌蕊ABA含量显著高于自交雌蕊，高水平ABA、JA对花粉管生长显示抑制作用，诱发胼胝质沉积，花粉管扭曲缠绕生长无序。[结论]‘凤丹’与保康牡丹远缘杂交存在受精前障碍，其与雌蕊内部酶活性变化、内源激素含量的动态变化及可溶性物质含量密切相关。

【目的】探究花粉-柱头相互作用及主要保护酶、内源激素与牡丹芍药远缘杂交不亲和性的关系,为阐明不亲和的生理机制奠定基础。【方法】对芍药与牡丹杂交授粉及芍药自交授粉过程中,花粉在雌蕊上不同时间(1,3,5,8,12,24,36,48,72,96h)的生长动态进行荧光显微观察,并对此过程中雌蕊内的保护酶(SOD、POD)活性和内源激素(ZR、ABA、IAA、GA3)含量变化进行比较,分析其形态变化的内在生理机制。【结果】芍药自交授粉后花粉大量萌发,花粉管伸长速度先慢后快,并通过花柱基部;芍药与牡丹杂交后,花粉大

对小麦（ＴｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｎＬ）和羊草（ＬｅｙｍｕｓｃｈｉｎｅｎｓｉｓＴ．）杂交的受精和胚胎发育进行了研究。羊草花粉在小麦柱头上萌发较好，花粉管能顺利穿过柱头，进入胚囊。在检查过的３１０个子房中，１７个（５．５％）发生了双受精，产生了胚和胚乳；２个（０．６５％）发生了单卵受精，只产生胚而无胚乳；７个（２．２６％）发生了单极核受精，只产生胚乳而无胚。小麦×羊草虽然受精率为８．４１％，但最后结实率很低，若利用胚培养技术对杂种胚进行早期离体培养，可望提高杂种植株的获得率

【目的】探讨流苏树全雄花和两性花的花粉活力、柱头可授性的变化、有效授粉期和不同属间的远缘杂交，为改良流苏树花色和杂交育种提供依据。【方法】采用花粉离体培养法对流苏树、连翘和丁香进行花粉活力测定；利用联苯胺–过氧化氢法检测流苏树两性花柱头可授性；以流苏树‘雪早花’为母本，丁香、连翘为父本，利用蒙导法授粉，开展属间杂交研究；授粉后，通过荧光显微镜分别观察2个杂交组合与2个对照组合花粉管的伸长生长情况，并对果实的表型和杂种胚进行观察；授粉70 d后胚开始固化时，进行杂种苗的培育。【结果】（1）流苏树全雄花和两性花的花粉活力差异显著，全雄花花粉活力（55.91%）显著高于两性花花粉活力（42.94%）。（2）新鲜连翘花花粉活力为65.72%，-20℃条件下贮藏28 d花粉活力为12.78%；新鲜丁香花花粉活力为66.21%，-20℃条件下贮藏15 d花粉活力为26.35%。（3）流苏树柱头可授性在不同花发育时期呈现：盛花期>始花期>末花期>花蕾期，最佳授粉时间为盛花期。（4）授粉后对花粉管的伸长进行荧光观察发现，蒙导授粉后2个杂交组合花粉管均能伸入胚珠完成授精。（5）2种杂交组合授粉37 d后胚开始形成，70 d后开始固化，胚结构快速生长，120 d果实发育成熟，最终获得蒙导丁香杂交组合的种子121粒，蒙导连翘杂交组合的种子63粒。（6）授粉70 d后，选用每个杂交组合固化的60个杂种胚进行无菌苗培育，获得蒙导丁香杂交组合的杂种苗18株，连翘杂交组合的杂种苗14株。【结论】流苏树的全雄花花粉活力明显高于两性花；-20℃条件下能够较长时间地贮存连翘和丁香的花粉，保证流苏树花期授粉的需求；流苏树柱头可授性在盛花期最强，此时进行蒙导法授粉，可有效保证远缘杂交的顺利实施，并为获得不同花色流苏树新品种奠定基础。

对黑龙江省森林植物园引进的原产于美国密苏里州的3个牡丹组(Section Moutan DC.)内亚组间远缘杂交品种,即Paeonia‘High Noon’,Paeonia‘Renown’和Paeonia‘Souvenir de Maxime Cornu’进行了以形态特征、物候、生态适应性为主的引种栽培研究。结果表明:3个牡丹组内亚组间远缘杂交种在引种地均呈现良好的生态适应性。植株生长势强,枝条粗壮,越冬芽红润饱满,株型优美,花色艳丽,各具特色。花期较园中其他中原牡丹Paeonia Sec-tion Moutan DC.和芍药Paeonia Section Paeonia DC.晚,延长了引种...

[目的]探究PsMTERF2基因在牡丹远缘杂交种子发育过程中的分子及生理机制,为克服牡丹远缘杂交种子败育的研究提供理论依据。[方法]采用RT-PCR技术克隆得到牡丹MTERF2基因,并对其进行生物信息学分析;采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术检测并比较PsMTERF2基因在牡丹种子不同发育时期(‘凤丹白’自交与‘凤丹白’ב粉玉奴’授粉后14,18和28 d的正常与败育种子)的表达与牡丹不同组织(根、茎、叶、花瓣、花药、鳞芽、柱头、种子)中的差异性表达;测定不同发育时期正常种子与败育种子中可溶性总糖、蔗糖、果糖、淀粉和可溶性蛋白的含量,并分析其与PsMTERF2基因表达量的相关性。[结果]牡丹MTERF2基因CDS全长972 bp,编码323个氨基酸,相对分子质量为3.77×10~4 D,理论等电点为8.87,具有3个跨膜螺旋区,不具有信号肽切割位点;进化树及三级结构分析显示,牡丹MTERF2基因具有7个MTERF结构域,蛋白结构较为复杂,其碱基序列与AtMTERF2同源性较高,故命名为PsMTERF2,GenBank登录号为MZ505000。PsMTERF2基因在牡丹自交种子各发育时期的表达量均高于同一发育时期的杂交种子,且在种子发育后期二者差异更显著;PsMTERF2基因在牡丹不同组织中均有表达,但在种子、柱头和花药中的表达水平相对较高。授粉后14和28 d,可溶性总糖、蔗糖、果糖、淀粉和可溶性蛋白在自交正常种子中的含量均高于杂交败育种子,其中淀粉和可溶性蛋白含量与PsMTERF2基因相对表达量显著正相关,其余指标与PsMTERF2基因相对表达量正相关但相关性不显著(P>0.05)。[结论]PsMTERF2基因可能通过影响代谢产物的合成参与调控种子发育的后期进程。