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Ampha Z32花粉活力分析儀在高粱生殖耐寒性雜交優(yōu)勢研究中的應(yīng)用
日期:2019-10-16 17:20:15

高粱(Sorghum bicolor(L.) Moench)作為一種原產(chǎn)于熱帶的C4植物對低溫及其敏感,尤其是開花前生殖發(fā)育階段的低溫脅迫會導(dǎo)致花粉活力和結(jié)籽率顯著降低,這是阻礙高粱向高海拔地區(qū)以及高緯度地區(qū)種植的主要因素。盡管近年來有一些針對提高高粱幼苗耐寒性的研究,但很少有研究關(guān)注高粱生殖耐寒性,對其在F1代雜交后代中的遺傳規(guī)律知之甚少。本文中,德國吉森大學(xué)IFZ研究中心的Schaffasz A等在不同脅迫和控制條件下,對高粱的結(jié)籽率(穗收獲指數(shù))、種子產(chǎn)量和花粉活力等關(guān)鍵耐受性狀指標(biāo)的雜種優(yōu)勢和配合力進行了綜合研究,試驗結(jié)果顯示,高粱生殖耐寒性是一個雜交優(yōu)勢遺傳,母本的一般配合力(GCA)對雜種F1代的表現(xiàn)有較強影響。這些發(fā)現(xiàn),與特殊配合力(SCA)的貢獻度以及高遺傳力估計相結(jié)合,表明通過雜交育種可以有效地提高高粱的生殖耐寒性。

 

本研究應(yīng)用花粉活力分析儀Ampha Z32(瑞士Amphasys公司)對不同脅迫和控制條件下49個高粱雜交種及其親本(7母本,7個父本)的花粉數(shù)量和花粉活力進行了分析。


表1 人工氣候室試驗中花粉數(shù)量(cells/mL)、活粉活性(cells/mL)以及穗收獲指數(shù)的分析結(jié)果

表1191016Ampha Z32.jpg

表2 田間環(huán)境試驗中花粉數(shù)量(cells/mL)、活粉活性(cells/mL)以及穗收獲指數(shù)的分析結(jié)果

表2191016Ampha Z32.jpg

 

試驗結(jié)果表明,高粱中親優(yōu)勢(MPH)的表達在品種間差異顯著,對雜交F1代的花粉量和花粉活力而言,母本一般配合力(GCA)分別是父本一般配合力(GCA)的7倍和13倍;花粉量和花粉活力的一般配合力(GCA)預(yù)測準(zhǔn)確性均達到0.75,遠高于種子性狀;花粉量的GCA(F)與環(huán)境的互作程度遠高于花粉活性;此外,特殊配合力(SCA)與父本一般配合力(GCA)基本一致。

 

圖1191016Ampha Z32.jpg

花粉量(a)、活花粉數(shù)(b)和穗收獲指數(shù)(c)的箱線圖

圖2191016Ampha Z32.jpg

耐寒(左)和低溫敏感雜交種(右)及其各自親本系的穗

 

全文閱讀

Schaffasz A, Windpassinger S, Snowdon R, et al. Reproductive Cold Stress Tolerance in Sorghum F1 Hybrids is a Heterotic Trait. Agronomy, 2019, 9(9): 508.

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