全 文 ：文章编号:1001-4829(2004)04-0504-04
收稿日期:2003-04-24
基金项目:云南省攻关项目“大花香石竹的新品种选育”(95A2
-7)
作者简介:瞿素萍(1972-),女 ,助理研究员 ,主要从事花卉染色
体分析及多倍体育种。
大花香石竹的倍性分析
瞿素萍1 ,熊 丽1 ,莫锡君1 ,杨 明2 ,黄瑞复3
(1.云南省农业科学院园艺作物研究所 ,云南 昆明 650205;2.云南省农业科学院油料作物研究所 ,云南 昆明 650205;3.云南
大学生物系 ,云南 昆明 650091)
摘 要:将 Shemi、S tawest、B.&B.、P.Kooij等公司的大花香石竹品种 ,同时也是国内香石竹的流行主栽品种 102个进行倍性分
析 ,其中二倍体 79个 ,占 77.5 %;三倍体 6个 ,占 5.9 %;四倍体 17个 ,占 16.7 %。
关键词:大花香石竹;倍性分析
中图分类号:S681.5 文献标识码:A
Ploidy analysis of Standard Carnation
QU Su-ping1 , XIONG Li1 , MO Xi-jun1 , YANG Ming2 , HUANG Rui-fu2
(1.Horticulture Research Inst itute , Yunnan Academy of Agricultural Sciences , Kunming 650202 , C hina;2.Oil Crops Research Institute ,
Yunnan Academy of Agricultural Sciences , Kunming 650202 ,China;3.Biology Department , Yunnan Universi ty , Kunming 650091 , China)
Abstract:T he ploidy analysi s of 102 major cult ivating varieties of internal.Standard Carnation f rom the companies such as S hemi , Staw est ,
B.&B.and P.Kooij w as conducted.Among them , there were 79 diploids , account ing for 77.5 %, 6 t riploids , accounting for 5.9 %, and
17 tet raploids , accounting for 16.7 %.
Key words:S tandard Carnation;ploidy analysis
香石竹(Dianthus caryophyllus L.),又名康乃
馨(Carnation)属石竹科石竹属的多年生草本植物 ,
为世界四大切花之一 ,具有品种繁多 、花色齐全 、花
型优美的特点[ 1] 。目前主要依赖于从国外引进品
种 ,因此迫切需要选育出具自主知识产权的品种 。
在育种的方法与手段中 ,多倍体育种是以人工诱发
植物染色体数目发生变异后所产生的遗传效益为根
据的育种技术[ 2] , 一方面由于其诱变方法较简单 ,
育出的品种经济价值高 ,尤其是园艺作物上利用染
色体加倍的剂量效应 ,增大作物的营养器官及花朵
等 ,同时花卉多数是无性繁殖 ,不存在需克服低育性
的问题。另一问题也可通过异源多倍体以克服远缘
杂交的不育性等困难 ,合成新品种或新物种[ 3] ,多
倍体育种已在花卉育种上取得了可喜的成果 ,育成
了具花大 、色艳 、茎杆粗壮 ,耐倒伏及贮运等特点的
新品种[ 4 ～ 7] 。
但是倍性育种的基础 ,以及单 、多倍体的分析 ,
则依赖于高效快速的倍性分析方法 ,染色体数目的
鉴定与分析历来受到了众多育种学家的重视[ 8～ 11] ,
本文对 Shemi 、Stawest 、B.& B.、P.Kooij 等公司
102个大花香石竹品种进行了倍性分析 ,为后续的
育种工作提供了较完整的背景资料 ,同时总结出一
套对于香石竹而言 ,相对高效快速的分析方法。
1 材料与方法
1.1 试验材料
材料全部由云南省农科院园艺所花卉中心基地
提供。在香石竹母本上选健壮 、适龄 、无病虫害的插
穗蘸生根粉插于经蒸汽消毒的基质中 ,进行了两种
基质对比 ,一种为蛭石 ,一种为蛭石与泥炭土的混合
物 ,比例为 1∶1 ,至根长 0.5 ～ 1.5 cm 时 ,进行预处
理 。
1.2 预处理方法
根据李懋学(1996)的方法进行设计[ 12] 。各预
处理方法分别为:①0.1 %秋水仙素离体室温下处
理 4 h;②0.075 %秋水仙素离体室温下处理 4 h;③
0.05 %秋水仙素离体室温下处理 5 h;④0.05 %秋
504
西 南 农 业 学 报
Sou thw est China Journal of Agricultural S ciences
2004年 17卷 4期
Vol.17 No.4
DOI :10.16213/j.cnki.scjas.2004.04.023
表 1 二倍体的大花香石竹品种
Table 1 Variet ies of Standard Carnat ion in diploids
序号
Sequence
number
英文名
Engli sh
name
中文名
C hinese
name
颜色
Color
公司
Company
序号
S equence
number
英文名
English
name
中文名
Chinese
name
颜色
Color
公司
Company
1 ren rimon 红蕾蒙 红色 Shemi 41 sun rise 旭日 黄色 Stawest
2 vi torio 红达拉斯 红色 Shemi 42 sahara 撒哈拉 黄色 Shemi
3 aicardi 爱卡迪 红色 Staw est 43 dallas 达拉斯 桃色 Shemi
4 napoleon 拿破伦 红色 Shemi 44 miledy 桃蝶 桃色 Kooi j
5 desio 迪斯欧 红色 Staw est 45 ceris rimo 瑟蒙 桃色 Stawest
6 master 马斯特 红色 B.B. 46 success 成功 桃色 Selecta
7 reiko 精工 红色 Shemi 47 parasol 桃色 Shemi
8 leopardy 罗帕蒂 红色 Shemi 48 toff i 托妃 橙色 Shemi
9 guapo 325 红色 Shemi 49 562-5(405) 红桔 橙色 Shemi
10 hidalgo 红大哥 红色 Kooij 50 大桔黄 橙色 不详
11 f rancesco 佛郎克 红色 Selecta 51 maragia 橙色 Stawest
12 状元红 红色 Hilverda 52 orange isac 橙色 Stawest
13 camba 红贝壳 红色 不详 53 mambol 玛梅宝 橙色 Kooi j
14 red corse 红贵人 红色 Staw est 54 purple emperor 紫帝 紫色 Stawest
15 nelson 红纱 红色 Kooij 55 Prado 绿帝王 绿色 Kooi j
16 428-2827 红霞 红色 Shemi 56 albar 阿尔巴 复色 Shemi
17 indios 印度红 红色 Kooij 57 roderic 内地诺 复色 Stawest
18 domingo 多明哥 红色 B.B. 58 mabel 玛贝尔 复色 Selecta
19 omaggio 奥玛 粉色 Shemi 59 lopazo 阿波罗 复色 Selecta
20 navajo 娜欧 粉色 Staw est 60 et tore 复色 Stawest
21 olivia 橄榄树 粉色 Shemi 61 theo 神 复色 Shemi
22 yoshino 思念 粉色 Shemi 62 w est winkle 白红霞 复色 Stawest
23 charmant 卡曼 粉色 Kooij 63 rimo 阿玛 复色 Stawest
24 Mut.of Dallas 粉达拉斯 粉色 Shemi 64 serri so rendel 大白菜 复色 Stawest
25 pink dona 粉多娜 粉色 Kooij 65 b right rendez 小白菜 复色 Kooi j
26 ramona 罗马娜 粉色 Kooij 66 rendez-vous 兰贵人 复色 Kooi j
27 momoko 粉色 Shemi 67 arevalo 紫罗兰 复色 Kooi j
28 alighieri 阿里伊瑞 粉色 Selecta 68 w est pret ty 紫丽 复色 Stawest
29 婚礼粉 粉色 不详 69 isabeller 伊沙贝尔 复色 不详
30 白云 白色 Shemi 70 marcoto 马克特 复色 Kooi j
31 casper 凯西 白色 Shemi 71 staccato 斯特 复色 Kooi j
32 w hite feathers 白鸟 白色 Staw est 72 蒙特丽沙 复色 不详
33 condor 肯特 白色 Selecta 73 impulse 伊普斯 复色 Kooi j
34 w hite visa 白签证 白色 Shemi 74 At lctico 阿特来提 复色 B.B.
35 presto 普莱托 黄色 Shemi 75 khci 科马基 复色 B.B.
36 isac 爱斯克 黄色 Staw est 76 krist ina 克力索 复色 B.B.
37 hermes 黄梅 黄色 Selecta 77 Rosalba 罗莎巴 复色 B.B.
38 Solar oro 阳光 黄色 B.B. 78 奥斯 复色 B.B.
39 黄星 黄色 不详 79 尼丽娜 复色 B.B.
40 eroico 伊拉克 黄色 B.B.
5054期 瞿素萍等:大花香石竹的倍性分析
水仙素离体室温下处理 4 h;⑤0.05 %秋水仙素离
体室温下处理 3h;⑥0.05 %秋水仙素离体室温下处
理2 h;⑦0.1 %秋水仙素活体室温下处理 5 h;⑧
0.05 %秋水仙素活体室温下处理 6 h;⑨对二氯苯
饱和溶液离体室温下处理 4 h;⑩对二氯苯与 α-溴
萘混合液离体室温下处理 3 h; 1对二氯苯饱和溶液
离体室温下处理 2 h; 12对二氯苯饱和溶液离体室温
下处理1.5 h; 13对二氯苯饱和溶液离体室温下处理
1 h; 147 ℃冰箱内不加任何药剂 ,冷藏预处理 24 h 。
1.3 固定方法
将预处理后的材料放入冰醋酸∶95 %酒精=1∶
3的固定液中处理 10 h 左右(2 ～ 24 h);再转入 70
%酒精内 ,保存于 7 ℃冰箱中。
1.4 离析及染色
离析用两种方法 ,一种为浓盐酸∶无水酒精=1∶
1处理 7 min;另一种为 1M 盐酸 60 ℃水浴内处理
10 min;离析后用蒸馏水充分洗涤 ,观察时将材料撕
碎 ,用卡宝品红染液染色压片后镜检。
1.5 染色体观察与计数
在鉴定过程中 ,每个品种取 10 ～ 20 个单株扦
插 ,因品种差异每个单株有 5 ～ 20个根尖 ,将所有根
尖混合后随机取样 ,每个品种观察 50个以上染色体
分散良好 、收缩适中的细胞 ,确定倍性 ,
2 结果与分析
2.1 倍性分析方法的筛选
2.1.1 材料 在倍性分析中 ,材料是试验成功的基
础 ,1 d内的具体取样时间并不重要 ,主要还是根的
生长情况和根的长度 ,最适宜根长为 0.5 ～ 1.5 cm ,
两种生根基质进行对比 ,蛭石与泥炭土的混合物效
果较好。
2.1.2 预处理方法效果比较 在取材适宜的情况
下 ,倍性分析成功与否的最关键步骤是预处理方法 ,
通过 14种方法的筛选比较 ,得出以预处理方法③和
⑦的中期及中前期细胞比例较大 ,形状比较好 ,能清
楚地看到两条染色单体 ,但活体处理所需的秋水仙
素比较多 ,成本高 ,因此以方法③进行预处理的效果
最好。而预处理方法⑨和⑩会导致细胞中毒 ,使染
色体粘连;其它各处理的中期及中前期细胞非常少 ,
有的甚至找不到中期细胞 。
2.2 染色体数目及其倍性
2.2.1 二倍体 大花香石竹二倍体的染色体数为
30 ,2n=2x=30 ,在分析的102个品种中二倍体的数
量最多 ,有 79个(表 1),所占比例最多 ,为 77.5 %,
表 2 三倍体的大花香石竹品种
Table 2 Varieties of Standard Carnat ion in triploids
序号
Sequence
number
英文名
English
name
中文名
Chinese
name
颜色
Color
公司
Com pany
1 opera 奥粉 粉色 Kooij
2 w hite giant 白巨人 白色 B.B.
3 cano 佳农 黄色 B.B.
4 forca lavi for 橙王 橙色 S taw est
5 liac torres 复色 S taw est
6 arizona 阿瑞娜 复色 Shemi
其中各色系所占比例基本相同。
2.2.2 三倍体 大花香石竹三倍体的染色体数为
45 ,2n=3x =45 ,在分析的 102个品种中三倍体的数
量最少 ,仅有 6个(表 2),占 5.9 %。
2.2.3 四倍体 大花香石竹四倍体的染色体数为
60 ,2n=4x=60 ,数量比二倍体少 ,但比三倍体多得
多 ,有 17个(表 2),占 16.7 %。
2.2.4 六倍体及其以上倍性 在此次分析的所有
品种中 ,染色体数目均未超过 60 ,无六倍体及其以
上倍数 。
2.3 染色体的大小与形状
大花香石竹的染色体长度为 2.5 ～ 4.0 μm ,属
小染色体类型 ,具有正常的着丝点 ,但随体等更小的
结构无法分辨 ,染色体与染色体间的形状 、大小非常
相似 ,故无法进行核型分析 。
2.4 倍性与花蕾大小等园艺性状的关系
倍性与花蕾大小无直接的相关性 ,如马斯特 、达
拉斯等品种的花蕾很大 ,但其倍性为二倍体 ,而四倍
体的桃蝶 ,花蕾则很小 ,显示出香石竹品种遗传背景
的复杂性。
3 讨 论
在大花香石竹的倍性分析中 ,扦插基质中加入
一定比例泥炭土 ,使营养更丰富 ,因此根生长快 ,根
尖分裂旺盛 ,因此比较容易鉴定 ,而预处理方法以
0.05 %秋水仙素离体室温下处理 5 h效果最好 。
由观察到的结果可见 ,在大花香石竹栽培品种
中 ,以二倍体为主 ,其中各色系所占比例基本相同 ,
三倍体的比例最少 ,这与其在自然界中的育性最差 ,
绝大多数被自然淘汰有关;四倍体的数量较二倍体
少 ,但比三倍体多得多 , 其中四倍体中以复色为最
多 ,有 13个 ,占 76.5 %,因为在育种过程中 ,两种颜
色杂交形成四倍体的机率最大。
506 西 南 农 业 学 报 17卷
表 3 四倍体的大花香石竹品种
Table 3 Varieties of Standard Carnation in tet raploids
序号
Sequence
number
英文名
Engli sh
name
中文名
C hinese
name
颜色
Color
公司
Company
序号
S equence
number
英文名
English
name
中文名
Chinese
name
颜色
Color
公司
Company
1 tasman 塔斯曼 粉色 Staw est 10 odino 欧地诺 复色 Shemi
2 Liberty 自由 黄色 Kooij 11 y.rendez 雷登 复色 Kooi j
3 pax 黄克斯 黄色 Kooij 12 incas 英卡 复色 Kooi j
4 mi.bri lliant 桃美 桃色 Kooij 13 tundra 俏新娘 复色 Kooi j
5 amafly 抓破脸 复色 Shemi 14 facon 发克 复色 Kooi j
6 w hite tundra 俏姑娘 复色 Kooij 15 dark f lipper 黄冠 复色 Selecta
7 tempo 白红云 复色 Kooij 16 malaga 黄飞鸿 复色 Kooi j
8 毕加索 复色 B.B. 17 light flipper 红冠 复色 Selecta
9 hi-li te 奈特 复色 Shemi
据资料显示 ,现代香石竹栽培品种的遗传背景
比较复杂 ,都混入各种野生石竹的血缘 ,其形态特征
也各不相同 ,主要分为两大品系 ,其中西姆系的花色
以红 、粉 、单色或花瓣上嵌入线条的轮型斑为中心 ,
而地中海品系的花色比西姆系更加丰富 ,带有轮型
色晕 、色斑等 ,花色变幻莫测 ,更重要的是地中海型
品系的茎节刚正不弯 ,抗倒伏能力强 ,但节间容易折
断[ 13] ,通过分析发现四倍体的 13 个复色品种中地
中海品系就占了 12个 ,仅有“amafly”一个品种属西
姆品系 ,揭示出两大品系与倍性之间具有一定的相
关性 。
香石竹有望通过倍性育种育成花大 、色艳和茎
杆较粗壮 、抗倒伏的新品种(系),同时由于香石竹的
繁殖是通过组织培养和扦插等无性繁殖的手段进
行 ,不存在结实率低的问题 ,因此多倍体育种在香石
竹中更具有深远的意义 。本文通过 14种预处理方
法的筛选和对 102个大花香石竹品种进行分析 ,总
结出了一套比较好的倍性分析方法 ,为今后大花香
石竹的倍性育种中材料选择 、后代鉴定以及杂交育
种中的亲本选择等工作提供了背景资料和分析鉴定
的方法。
本文将国际上主要香石竹育种公司的绝大多数
品种进行了倍性分析 ,如此系统地对大花香石竹进
行倍性分析在国内外均未见报道 。
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(责任编辑 王家银)
5074期 瞿素萍等:大花香石竹的倍性分析