(1)变异的基本规律①深色系花(紫、红色系)的花瓣由内向外花色由深变浅。
②花色保持不变,仅在花瓣边缘镶嵌上一条很细的其他花色。
③变异性状容易丢失。
(2)培育方法化学诱变导致的遗传变异具有迟发效应,诱发当代变异表达率很低,多在2、3代显现,并易丢失。因此需经3代以上的自交育种,变异性状才能稳定遗传,培育成优良新品种。
5.植物基因工程在仙客来育种中的应用
常规育种有着明显的优越性,但也暴露出其自身的弱点与不足。一是有性杂交中亲本的亲合性直接影响着育种的成功率;二是耗时长,培育一个仙客来新品种需6代以上时间。而现代生物工程技术———遗传工程是在细胞水平、分子水平等方面改造生物遗传的操作。利用物种远缘基因的转移,为培育新品种提供了快捷途径。
(1)原位生殖系统基因片断导入法(花粉管导入法)利用花粉管通过导入外源
DNA片断的技术在培育珍稀品种仙客来方面是非常有价值的,可以开展远缘杂交育种工作。如可以在纯白色花瓣上出现大型黄色斑块。应用的技术原理是,在授粉同时或授粉后的一定时间内,使外源DNA片段(粉碎的花粉匀浆)沿着花粉管通道进入胚囊,与尚不具备正常细胞壁的细胞融合,此时易于DNA的整合。研究表明,成功率在1%左右。比较成功的实例是把黄色报春花的花粉
DNA片断导入到白色仙客来的胚囊中,培育出黄斑仙客来。这项技术简单易行,但随机性强,有着一定的局限性。进一步的研究表明,黄斑变异性状可以遗传表达,但黄斑扩大极为困难。
育种方法:取目的花色的花粉(亲缘关系愈近成功几率愈大),在玻璃研钵内(加少许灭菌水)研磨成均浆,仙客来授粉时先蘸花粉后再蘸少许均浆涂到柱头上,也可先授粉随即涂上均浆,套袋常规养护,结实后播种筛选。
(2)农杆菌介导法利用大肠杆菌为基因转化受体,将调节花色的关键控制基因———外源查尔酮合酶(CHSA)导入受体细胞内,会导致植物原花色发生变化。也可用人工方法提取或合成基因,在体外切割,通过与载体的拼接和重组,并将重组的DNA分子引入受体细胞,使外源DNA在受体细胞中进行复制和表达。
应用上述原理和技术可以尝试培育目前尚处于空白的黄、绿、黑等珍稀仙客来新品种,但此项技术的难度较大,目前限于国家级研究单位使用。随着基因工程的迅猛发展,一些植物外源基因(调节花色、抗病、抗虫、耐盐碱、抗高温、耐低温等)己逐渐商品化进入市场,配套技术日趋成熟和简化易操作,为广泛开展基因工程育种创建了平台。研究还表明,采取多家合作方式,应用上述技术与传统的生物育种技术相结合,可以简便程序,降低技术难度,更快地培育出新品种。将含有目的基因的质粒通过花粉管通道导入仙客来胚囊,培育性状稳定的珍稀品种。应用上述方法已获得数千粒仙客来转基因种子,但研究有待深化。同时还可利用该技术改良仙客来的其他生物学性状,不断丰富和培育新品种。
三、繁殖技术及环境控制 繁种从授粉至种子成熟是一个复杂的生命过程,其品质优劣除受遗传因子控制外,还受操作技术及环境因子影响,研究表明:
1.每朵花以授粉两次为宜,其结实率(86%)、千粒重(12.07克)、发芽率(95%)均高于授粉一、三次的组例。分析表明,授粉一次者成功率偏低,而授粉三次者,柱头的受损率增大反而影响成功率。
2.单株授粉花量以l0至15朵为宜,其平均成功率为91%,千粒重达11.8克,发芽率达86%。授粉小于10朵的虽千粒重、发芽率增加,但结种量减少。授粉大于15朵的,三个指标均呈下降趋势。
3.从授粉时间看,以往的报道多倾向于8:00至l0:00,但研究表明,14:00至16:00授粉成功率(89%至93%)要高于在8:00至10:00的成功率(73%至75%)。在8:00至10:00授粉的种子发芽率(92%)略高于14:00至l6:00授粉种子的发芽率(88%),因此提倡在14:00至16:00继续授粉,弥补大量繁种时间不足的缺陷。
4.温度对于授粉成功率影响较大,15℃至20℃的区间温度与高于25℃或低于10℃的区间温度相比,结实率高出33%,单株结种量高出28%,发芽率高出21%,但千粒重略有下降。
5.以往的研究中很少考虑湿度对繁种的影响。但试验表明,影响是明显的,随着湿度的增大,结实率、结种量、发芽率都有下降。适宜的相对湿度为50%至60%。
6.光照强度的影响是微妙的,
l5000勒克斯左右条件下结实率(93%)、发芽率(77%)都高于35000勒克斯左右条件下的结实率和发芽率。综合考虑,适宜的光照强度为l5000至25000勒克斯。
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