毛花连蕊茶胚胎学及组间杂交亲和性初步研究

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中文摘要：山茶属(Camellia)有许多著名的观赏植物，其中连蕊茶组（Sect.Theopsis）的毛花连蕊茶（Camellia fraterna）具有优良的观赏性状，其树形美观，叶片小巧，花朵芳香馥郁，开花时整株缀满小花，是冬春季节观树、观叶、观花集为一体的优良花木;也具有良好的适应性，易于引种驯化、抗逆性强、耐修剪;是优良的城市园林绿化树种;同时也是培育香花、密花新型山茶品种的良好亲本。但目前毛花连蕊茶仍处于野生状态，尚未在杂交育种中被开发利用，对其展开的研究也不太多。本文对毛花连蕊茶胚胎发育过程进行了显微观察，同时以毛花连蕊茶为主要亲本、对山茶属内组间的杂交亲和性进行了初步研究，旨在为今后以毛花连蕊茶为亲本的育种工作提供基础，另一方面也为山茶属连蕊茶组植物的胚胎学研究积累资料。研究结果如下: 1.毛花连蕊茶胚胎学研究显示，毛花连蕊茶胚胎发育基本特征与山茶属已有报道的种的胚胎发育特征相似，且其胚胎发育基本正常。但是，在花粉粒发育过程中，部分成熟的花粉囊内可见正常花粉粒与少量发育不完全花粉粒共存。而在胚囊发育过程中败育情况突出，败育现象出现在双核单细胞至二核胚囊、四核胚囊、以及成熟胚囊形成时期。在整个胚囊发育期，败育胚囊数量不断增多，败育率从双核单细胞胚囊或二核胚囊时期的4.2％上升至成熟胚囊时期的38.0％。因此，正常可育胚囊数量的减少可能造成母本自身育性下降，从而降低以毛花连蕊茶为母本的杂交成功率。 2.以毛花连蕊茶为亲本的组间杂交亲和性研究显示:山茶属组间杂交亲和性受亲本正、反交影响显著。以连蕊茶组4种植物为父本，金花茶组(Sect.Chrysantha)、古茶组（Sect.Archecamellia）和红山茶组(Sect.Camellia)的部分种或品种为母本进行的19个组间杂交试验中，因亲本组合不同座果率在2.0％-65.4％不等，但均表现出一定的亲和性;而以连蕊茶组为母本反交时，20个杂交组合的座果率均为0，表现出严重不亲和性;对不亲和的反交组合采用5种不同授粉方法再次授粉，座果率仍为0，这显示了山茶属组间杂交时，以毛花连蕊茶为母本会造成严重的不亲和性。 3.以毛花连蕊茶为母本，分别以金花茶（C.nitidissima）、越南抱茎茶(C.amplexicaulis)、杜鹃红山茶（C.azalea）为父本的3个杂交组合亲和性都不高。花粉管行为研究表明，多数花粉能在柱头上萌发，但花粉管在柱头附近异常扭曲或有胼胝质堆积其中，花粉管在花柱道中也出现一系列异常行为;3个杂交组合中仅金花茶花粉管伸长至花柱底端，越南抱茎茶花粉管生长至花柱1/4处停滞，杜鹃红山茶花粉萌发相对迟缓且花粉管甚至始终未穿过乳突层细胞。这与种内杂交花粉管行为对比，后者花粉管能一直保持沿子房定向生长而未出现任何异常、并在授粉后第2天大量花粉管穿过花柱底部。因此，组间杂交中亲本遗传背景的差异阻碍了杂交过程中花粉粒与柱头、花粉管与花柱道之间的识别与互作，导致杂交亲和性下降。 4.毛花连蕊茶×金花茶杂交组合中，大多数胚囊内均未观察到受精过程，并且从授粉后第10d起部分胚囊开始出现卵器结构异常;之后胚囊内中央极核、内外珠被甚至子房壁都陆续发生败育而退化、解体，直到第37d杂交子房全部脱落。杂交后第34d，仅在3个胚囊内分别观察到一个精细胞;但除此之外，在整个胚囊发育过程中都没有观察到两个精细胞同时出现在同一个胚囊内的情况，也并未发现合子或初生胚乳核形成。本研究首先揭示了毛花连蕊茶自由传粉条件下胚胎发育的特征;连蕊茶组4个种作杂交母本与山茶属其他组的种或品种杂交后座果率均为0，而作为父本反交则有一定的座果率;在此基础上针对以毛花连蕊茶为母本的杂交不亲和组合的有性生殖过程进行观察。结果表明:导致毛花连蕊茶×越南抱茎茶、毛花连蕊茶×杜鹃红山茶组合不亲和的原因是受精前花粉管不能正常萌发、生长;而造成毛花连蕊茶×金花茶组合的杂交不亲和性的主要原因既包括受精前花粉管行为异常，也包括了双受精过程中雌雄配子体无法顺利完成受精作用。这些结果为今后育种亲本的选择提供了参考。

作者：

胡禾丰

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关键词：

毛花连蕊茶胚胎学杂交亲和性胚囊败育杂交育种

授予学位：

硕士

学科专业：

园林植物与观赏园艺

导师：

刘燕、张亚利

学位年度：

2014

学位授予单位：

北京林业大学

语种：

中文

中图分类号：