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报春花属(Primula)植物为二型花植物,种类繁多,种质资源丰富,花色艳丽,在景观方面有很高的观赏价值。四季报春(Primula obconica)为典型的二型花柱,二型花植物存在极大的差异性,能够直接影响植物体内的遗传调控。二型花植物形成原因、差异性及遗传机理的研究能为遗传育种工作提供可借鉴的参考。因此本试验以四季报春为试验材料,通过形态学观测、荧光显微镜观察、生理指标的测定及lSSR分子标记的方法,系统的分析了四季报春二型花在花部形态特征、杂交亲和性、生理特性及分子层面的差异性,得出了以下结论:
(1)通过对四季报春外部形态、开花进程的研究得出:长花柱开口大小和柱头高分别比短花柱多0.12cm,0.39cm,花冠筒长度和花药高分别比短花柱短0.09cm,0.47cm,表现为二型花形态;长花柱和短花柱中均发现花瓣形态的变异,花瓣先端出现了1裂、3裂且裂痕深浅不一;在花粉粒与柱头形念层而表现为:长花柱花粉粒较短花柱小,极面观和赤道面观相同,均为三角形和长椭圆形,都具有三孔萌发沟,并在极区形成合沟,花粉属于N3P4C5型,外壁纹饰为穴状和网状雕纹,短花柱网眼直径较长花柱长0.05μm,长花柱网脊宽较短花柱宽0.18μm;长花柱柱头表面乳突较粗糙,短花柱较光滑,表现为长花柱更易捕获花粉;长短花柱单花开花周期为10-16d,单个花序在花期内开花可达20朵以上,长花柱始花期持续10d,初花期持续Sd之后到达盛花期,短花柱始花期持续9d,初花期持续4d后到达盛花期;
(2)柱头可授性,杂交指数的估算对杂交最佳时期的选择奠定了基础。结果表明,花粉在培养5h内萌发速度最快,长花柱在花后第5d柱头可授性最强,短花柱在开花后第4d,5d柱头可授性强;杂交指数OCI值为4,部分白交亲和,但需要传粉者,表现为异交;在荧光显微镜观察杂交结果之前,雌蕊的软化浓度及时间的选择尤为重要,结果显示最适长花柱雌蕊软化的组合为NaOH浓度4mol/L,软化90min,最适合短花柱雌蕊软化的组合为NaOH浓度4mol/L,软化60min;亲和性表现为P×T,T×P授粉组合花粉与柱头亲和,结实率分别为100%,74%,P1×P1,P×P授粉组合花粉与柱头较亲和,结实率分别为28%,46%,T1×T1,T×T授粉组合花粉与柱头不亲和,结实率分别为2%,6%。
(3)通过对长短花柱雌蕊各结构生理层面的研究发现,长花柱在花蕾期和衰败期雌蕊各结构SOD活性均低丁.短花柱,但在盛花期,长花柱雌蕊各结构比短花柱SOD活性高;长花柱在不同时期柱头和花柱POD活性均低于短花柱,长花柱了房内POD活性在衰败期达到最高;在衰败期子房内,长短花柱POD活性相差不大;除长花柱柱头在各时期可溶性蛋白含量和长花柱、短花柱花柱在衰败期CAT活性最高外,其他时期长花柱、短花柱雌蕊各结构可溶性蛋白含量、CAT活性均相差不大。
(4)通过ISSR分析得出,在25对ISSR引物中筛选出13对引物具有多态性、条带清晰,且稳定,表现为长花柱、短花柱具有差异性。
(1)通过对四季报春外部形态、开花进程的研究得出:长花柱开口大小和柱头高分别比短花柱多0.12cm,0.39cm,花冠筒长度和花药高分别比短花柱短0.09cm,0.47cm,表现为二型花形态;长花柱和短花柱中均发现花瓣形态的变异,花瓣先端出现了1裂、3裂且裂痕深浅不一;在花粉粒与柱头形念层而表现为:长花柱花粉粒较短花柱小,极面观和赤道面观相同,均为三角形和长椭圆形,都具有三孔萌发沟,并在极区形成合沟,花粉属于N3P4C5型,外壁纹饰为穴状和网状雕纹,短花柱网眼直径较长花柱长0.05μm,长花柱网脊宽较短花柱宽0.18μm;长花柱柱头表面乳突较粗糙,短花柱较光滑,表现为长花柱更易捕获花粉;长短花柱单花开花周期为10-16d,单个花序在花期内开花可达20朵以上,长花柱始花期持续10d,初花期持续Sd之后到达盛花期,短花柱始花期持续9d,初花期持续4d后到达盛花期;
(2)柱头可授性,杂交指数的估算对杂交最佳时期的选择奠定了基础。结果表明,花粉在培养5h内萌发速度最快,长花柱在花后第5d柱头可授性最强,短花柱在开花后第4d,5d柱头可授性强;杂交指数OCI值为4,部分白交亲和,但需要传粉者,表现为异交;在荧光显微镜观察杂交结果之前,雌蕊的软化浓度及时间的选择尤为重要,结果显示最适长花柱雌蕊软化的组合为NaOH浓度4mol/L,软化90min,最适合短花柱雌蕊软化的组合为NaOH浓度4mol/L,软化60min;亲和性表现为P×T,T×P授粉组合花粉与柱头亲和,结实率分别为100%,74%,P1×P1,P×P授粉组合花粉与柱头较亲和,结实率分别为28%,46%,T1×T1,T×T授粉组合花粉与柱头不亲和,结实率分别为2%,6%。
(3)通过对长短花柱雌蕊各结构生理层面的研究发现,长花柱在花蕾期和衰败期雌蕊各结构SOD活性均低丁.短花柱,但在盛花期,长花柱雌蕊各结构比短花柱SOD活性高;长花柱在不同时期柱头和花柱POD活性均低于短花柱,长花柱了房内POD活性在衰败期达到最高;在衰败期子房内,长短花柱POD活性相差不大;除长花柱柱头在各时期可溶性蛋白含量和长花柱、短花柱花柱在衰败期CAT活性最高外,其他时期长花柱、短花柱雌蕊各结构可溶性蛋白含量、CAT活性均相差不大。
(4)通过ISSR分析得出,在25对ISSR引物中筛选出13对引物具有多态性、条带清晰,且稳定,表现为长花柱、短花柱具有差异性。