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兰花是具有极高观赏价值和经济价值的花卉,具有广阔的市场前景。研究兰花组培特性及多倍体资源创建技术对开展兰花育种、推动兰花产业发展具有极其重要的意义。本试验系统地研究了大凤×白墨杂交后代的组培特性、组培苗与二年生苗的相关性、杂交后代的倍性及其成因、以及秋水仙素处理对大凤×白墨和小香×兔耳兰多倍体诱导的影响,旨在弄清兰花的组培快繁特性,创造育种新材料。主要研究结果如下:
1.大凤×白墨杂交后代的性状发生明显分离,杂交后代种子萌发时间差异较大,从种子启动到整个果荚种子完全萌发约经历半年时间。杂交后代种子萌发形成的中间繁殖体有根状茎、原球茎和介于根状茎与原球茎之间的中间形态,其比例分别为88.33%、6.67%和3.00%。杂交后代的不同再生植株形态特征不完全相同,似国兰的占10%,似大花蕙兰的占43.33%,介于国兰与大花蕙兰之间的占46.67%。不同种子萌发时间、中间繁殖体绝对生长速度、芽和苗的平均分化数、生根率、平均根分化数和再生植株形态均与中间繁殖体形态没有必然关系。
2.大凤×白墨杂交后代组培苗的株高、长纵角、叶长和叶宽分别与成株苗的株高、长纵角、叶长和叶宽存在极显著的正相关关系。组培苗株高与成株苗叶长、组培苗的叶厚与成株苗的叶长、组培苗的叶长与成株苗的叶宽、组培苗的长纵角与成株苗的叶宽、组培苗的叶宽与成株苗的叶长均存在显著或者极显著的正相关关系。组培苗株高和叶长与成株苗的长纵角均存在的显著或极显著的负相关关系。
3.大凤×白墨杂交后代78个株系中,二倍体74个,占94.87%,三倍体2个,占2.56%,四倍体2个,占2.56%。对大风和白墨小孢子母细胞减数分裂过程进行细胞学观察。结果表明,大凤和白墨2n雄配子自然发生的频率分别为2.08%和1.43%,2n雄配子的形成主要是由于减数分裂第二次分裂不能进行或异常导致的,另外还存在染色体桥、落后染色体、不均等分裂、微核等异常现象。2n配子是大凤×白墨杂交后代倍性多样化的主要原因。
4.秋水仙素显著抑制大凤×白墨和小香×兔耳兰中间繁殖体的增殖和分化,提高其褐化和死亡率,且在试验浓度和时间范围内,秋水仙素浓度越高、处理时间越长,对中间繁殖体的增殖分化抑制作用越强,褐化率和死亡率也越高。培养基中加入30mg.L-1AgN03能显著提高小香×兔耳兰经秋水仙素处理后的中间繁殖体的增殖率和分化率,降低其褐化率和死亡率。
5.秋水仙素处理能有效诱导大凤×白墨杂种后代染色体加倍。0.01%×ld、0.01%×3d、0.02%×3d和0.04%×5d处理均诱导出混倍体,但未诱导出纯的四倍体。采用0.01%秋水仙素处理5d能诱导二三、二四、三四混倍体和纯的四倍体,其多倍体诱导率为16.67%。
6.金嘴×兔耳兰杂交后代的各秋水仙素处理均能诱导出多倍体,但各处理均未诱导出纯的四倍体。将0.01%秋水仙素处理5d的根状茎接入添加30mgL-1AgN03的培养基中,多倍体诱导率最高,为10%,但培养基中添加AgN03会造成根系畸形粗大,叶片扭曲等现象。适合多倍体诱导的处理为0.01%×5d,其多倍体诱导率为6.67%。
上述研究结果为进一步开展兰花快速繁殖及其基因定位,采用多倍体育种方法培育兰花新品种等奠定了基础。