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赤霉素克服辣椒种间杂交障碍初探

时间:2018-10-31 编辑整理:李 进 来源:早发表网

摘要:为研究不同浓度赤霉素克服辣椒种间杂交障碍的效果,选用体积分数为0.01%~0.06%的赤霉素,用清水作 对照,以‘ZY_21’(Capsicum  annuum)为母本、‘小米辣’(Capsicum  frutescens)为父本,人工蕾期去雄授粉杂交后,用不 同浓度赤霉素溶液涂抹花柱,观察、测定不同浓度赤霉素对辣椒种问杂交种及种间杂交种萌发的影响。结果表明, 使用0.04%的赤霉素处理‘zY_21’ב小米辣’效果较好;坐果率为6.8%,单果结籽多,种子饱满,发芽势为12.5%,发 芽率、发芽指数、活力指数均最高。试验表明,在辣椒种间杂交中使用适当浓度的赤霉素处理,操作简单、便捷;能促 进坐果及种子生长发育,克服辣椒种间杂交障碍。

关键词:辣椒:赤霉素;种间杂交;障碍

辣椒是一种遗传和表型多样性丰富的蔬菜作 物,辣椒属(Capsicum spp.)包含5个栽培种(C.annuum、C.chinense、CbaccatumC.frutescensC.pubescens),C.annuum是世界上类型最多、栽培最广泛 的种,辣椒育种主要在一年生辣椒C.nnnuum这个 栽培种上展开,但由于长期较高的人工选择压力, C annuum遗传基础己渐趋狭窄。Cfrutescens等有 许多优异性状,是改良C.annuum的重要资源。 种间杂交是实现有益基因转移的有效途径,但辣椒 属种间远缘杂交存在杂交障碍,杂种F.经常很难获 得;目前,辣椒种间杂交经常采用桥梁亲本、嫁接、 离体受精等方法克服杂交障碍,获得较为丰富的杂 种;但这些方法普遍存在操作复杂、周期长等缺点, 如掌握操作简单便捷见效快的方法,将有效加快应 用C.Frutescens瑚等拓展C.onnuum的遗传基础。研究发现,适当浓度赤霉能促进茄果类蔬菜开花结 果,刺激胚发育成健全饱满的种子-,。而目前赤霉 素对辣椒的研究,主要集中在促进辣椒种子萌发方 面;对应用赤霉素激发花粉活力进而促进果实、种 子发育等方面的研究,几乎无系统报道。笔者在辣 椒种间杂交中采用不同浓度的赤霉素促进坐果及 种子发育,明确最佳赤霉素使用浓度,获得丰富的 辣椒种间杂交种克服种间杂交障碍。充分利用辣 椒种间杂交创造变异、丰富变异,实现辣椒在品质、 抗性、产量等方面的遗传改良。

1材料与方法

1.1材料

供试‘zY-21’(c.annuum)为南通地方品种海门 羊角椒高代自交系,亲和性好、种子产量高、质量好;‘小米辣’(c.frtuescens)从云南省农业科学院园 艺所引进,多代自交纯合;赤霉素(GA3)为分析 纯,购于上海稼丰园艺有限企业。

1.2试验仪器

光照培养箱GzX一150(北京林茂科技有限公 司),游标卡尺,玻璃培养皿(90 mm)。

1.3试验方法

赤霉素设0.01%(处理1)、0.02%(处理2)、 0.03%(处理3)、0.04%(处理4)、0.05%(处理5)、 0.06%(处理6)等6个处理,以清水作对照(CK)。 田间试验在南通市蔬菜科学研究所试验农场连栋 大棚内进行,赤霉素溶液放在冰箱冷藏室保存。

2016年5月1—9日,以‘zY-2l’为母本,以‘小 米辣’为父本,每天上午人工蕾期杂交。人工杂交 前1 d下午,采摘‘小米辣’刚刚开的花朵,用镊子取 出没散粉的花药放在光滑的白纸上,白纸放在干燥 器内用干燥剂进行干燥,干燥器放在冰箱冷藏室保 存。上午人工杂交前,用花粉筛筛取花粉装入授粉 管内备用。选择‘zY-2l’大蕾龄花(当天为蕾,次日 开放,其花冠明显长于花萼,花冠先端尚未膨大,花 冠呈白色),人工去雄后用‘小米辣’花粉均匀涂抹 ‘ZY-21’柱头饱和授粉。授粉后马上用毛笔蘸取 赤霉素溶液,轻轻涂抹于花柱上,挂上标牌标记,其 余管理方法同大田保护地辣椒杂交制种。每个处 理杂交授粉300朵花,3次重复,2016年5月20目 考查各处理的坐果率,每株保留杂交、自交果8~10 个,其余果和花全部摘除。7月22日开始采收已自 然成熟的全红果,测定杂交结籽情况。种子晒干 后,8月15日测定种子千粒重。

016年11月8日辣椒种间杂交种温水浸种6 h 后,分装在铺有滤纸的培养皿中,在每个培养皿放 置种子40粒,每个处理3次重复,将其置于25℃ 培养箱内发芽。每天定时记录发芽的种子粒数,到 第14天为止。第7天计发芽势,第14天计发芽率 和测定各处理正常幼苗的根长,并根据发芽种子数 和根长,计算种子的发芽指数、活力指数。

发芽势/%=(7 d发芽种子数/供试种子数)×lOO;

发芽率/%=(14 d发芽种子数/处理种子数)×100;

发芽指数=∑(Gt/Dt),Gt为在t日的发芽数,Dt 为相应的发芽日数;

活力指数=S×∑(Gt/Dt),S为平均根长(mm)。

14数据处理

验数据采用Excel 2011处理,不同处理之间 差异显著性分析利用SPSS 19.0App处理。

2结果与分析

2.1不同处理对辣椒种间杂交种的影响

辣椒种间杂交坐果率远低于种内杂交,适当浓 度赤霉素处理可提高坐果率及改进结籽情况,在一 定程度上克服辣椒属种问远缘杂交存在的杂交障 碍。从表1可知,使用赤霉素涂抹花柱,‘zY.21’× ‘小米辣’杂交坐果率均高于CK,赤霉素体积分数 在0.01%~0.04%时,随着体积分数的增加,坐果率 从2.0%提高到6.8%;赤霉素体积分数超过0.04% 时,随着体积分数的增加坐果率开始下降,0.06%处 理的坐果率下降到2.9%,CK坐果率仅为1.7%;处 理3、4、5坐果率与CK差异极显著,处理3、4、5处 理间坐果率差异不显著。‘ZY_21’ב小米辣’杂交平 均单椒结籽数,赤霉素体积分数在0.03%时最高, ‘zY.21’平均单椒有23.3粒种子,CK最低‘ZY-21’ 平均单椒只有8.7粒种子;处理3、4、5平均单椒结 籽数与CK差异极显著,处理间差异不显著。所有 处理种子不饱满,平均千粒重都在5.0 g以下,处理 1和CK干粒重只有3.9 g;处理5干粒重最大,为 4.7 g,与CK差异显著。

 

2.2不同处理对辣椒种问杂交种萌发的影响

从表2统计数据分析,因为胚发育不完全等原 因,‘zV21’ב小米辣’种间杂交种发芽率、发芽势 均大大低于正常辣椒种子。处理4、5发芽势较好, 分别为12.5%和13.3%,与CK差异极显著;其余处 理发芽势均在8.0%以下,CK发芽势只有2.5%。只 有处理4发芽率最高,为20.0%,与CK差异极显 著;其余处理发芽率均低于19.0%,CK发芽率为 5.8%。辣椒种间杂交种芽纤细生长缓慢,发芽指数 全部在1.8以下,活力指数全部在10以下;处理4 种子萌发效果相对较好,发芽指数为1.72,与CK差 异极显著:处理4活力指数为9.75,是CK的近4 倍,与其他所有处理及cK差异极显著。

 

3讨论与结论

辣椒种间杂交障碍常表现为不坐果或获得无籽果,杂种胚败育或发育不全导致种子不萌芽或萌芽率低。有研究表明,较低浓度的外源赤霉素能促进梨花粉离体及原位的萌发,而高浓度的赤霉素抑制花粉的萌发。棉花中研究表明,使用适当浓度的赤霉素喷花,不仅促进了棉铃的生长,而且对棉花种子的发育也有明显的促


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