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Chromosomal composition and forage production potential of Yuqilin 58

新型饲草玉淇淋58的性状、遗传及饲草潜力



全 文 :书犇犗犐:10.11686/犮狔狓犫20150419 犺狋狋狆://犮狔狓犫.犾狕狌.犲犱狌.犮狀
李华雄,程明军,苏月贵,李志龙,蒋维明,张红芬,郑名敏,荣廷昭,周树峰,吴元奇,曹墨菊,唐祈林.新型饲草玉淇淋58的性状、遗传及饲草潜
力.草业学报,2015,24(4):157163.
LiHX,ChengMJ,SuYG,LiZL,JiangW M,ZhangHF,ZhengM M,RongTZ,ZhouSF,WuYQ,CaoMJ,TangQL.Chromosomal
compositionandforageproductionpotentialofYuqilin58.ActaPrataculturaeSinica,2015,24(4):157163.
新型饲草玉淇淋58的性状、遗传及饲草潜力
李华雄1,2,程明军1,苏月贵1,3,李志龙1,4,蒋维明1,张红芬5,郑名敏1,
荣廷昭1,周树峰1,吴元奇1,曹墨菊1,唐祈林1
(1.四川农业大学玉米研究所,四川 温江611130;2.内江市农业科学院,四川 内江641000;3.广西农业科学院,广西 南宁530007;
4.宜宾市农业科学院,四川 宜宾644000;5.石林县长湖镇农业综合服务中心,云南 昆明652203)
摘要:多色基因组原位杂交(multicolorgenomicinsituhybridization,McGISH)鉴定结果表明,MTPP58有58条
染色体,其中11条染色体来自玉米,28条染色体来自四倍体多年生大刍草,17条染色体来自指状摩擦禾和2条玉
米与四倍体多年生大刍草易位的染色体。2012-2013年对 MTPP58的饲草产量、品质、越冬率以及繁殖特性研究
表明,第1年鲜、干草产量分别为93.845t/hm2 和22.083t/hm2,第2年鲜、干草产量分别为82.851t/hm2 和
14.394t/hm2;粗蛋白(CP)为10.48%,干茎叶比为0.71,越冬率为100%。MTPP58下部茎干扦插成活率为
51.69%,分株成活率为95.50%。多种属聚合远缘杂交创制的 MTPP58聚合了玉米、大刍草、摩擦禾的优良特性,
植株根系发达,生长繁茂,分蘖和抗寒性强,生产性能优,可无性繁殖,是一种多种属间杂交创制的新型多年生饲
草。
关键词:玉米;四倍体多年生大刍草;摩擦禾;玉淇淋草;远缘杂交  
犆犺狉狅犿狅狊狅犿犪犾犮狅犿狆狅狊犻狋犻狅狀犪狀犱犳狅狉犪犵犲狆狉狅犱狌犮狋犻狅狀狆狅狋犲狀狋犻犪犾狅犳犢狌狇犻犾犻狀58
LIHuaXiong1,2,CHENG MingJun1,SUYueGui1,3,LIZhiLong1,4,JIANG WeiMing1,ZHANG Hong
Fen5,ZHENGMingMin1,RONGTingZhao1,ZHOUShuFeng1,WUYuanQi1,CAOMoJu1,TANGQi
Lin1
1.犕犪犻狕犲犚犲狊犲犪狉犮犺犐狀狊狋犻狋狌狋犲,犛犻犮犺狌犪狀犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犲犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔,犠犲狀犼犻犪狀犵611130,犆犺犻狀犪;2.犖犲犻犼犻犪狀犵犃犮犪犱犲犿狔狅犳犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾
犛犮犻犲狀犮犲狊,犖犲犻犼犻犪狀犵641000,犆犺犻狀犪;3.犌狌犪狀犵狓犻犃犮犪犱犲犿狔狅犳犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾犛犮犻犲狀犮犲狊,犖犪狀狀犻狀犵530007,犆犺犻狀犪;4.犢犻犫犻狀犃犮犪犱犲犿狔
狅犳犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾犛犮犻犲狀犮犲狊,犢犻犫犻狀644000,犆犺犻狀犪;5.犜犺犲犆狅犿狆狉犲犺犲狀狊犻狏犲犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾犛犲狉狏犻犮犲犆犲狀狋犲狉狅犳犆犺犪狀犵犺狌犜狅狑狀犻狀犛犺犻犾犻狀
犆狅狌狀狋狔,犓狌狀犿犻狀犵652203,犆犺犻狀犪
犃犫狊狋狉犪犮狋:Multicolorgenomicinsituhybridization(McGISH)wasemployedtoidentifythechromosomalcom
positionofYuqilin58(MTPP58),derivedfromthetrigenerichybridizationof犣犲犪犿犪狔狊,犣犲犪狆犲狉犲狀狀犻狊and
犜狉犻狆狊犪犮狌犿犱犪犮狋狔犾狅犻犱犲狊.GISH (Genomicinsituhybridization)showedthatMTPP58isananeuploidwith58
chromosomes;11,28and17chromosomescamefrom犣.犿犪狔狊,犣.狆犲狉犲狀狀犻狊and犜.犱犪犮狋狔犾狅犻犱犲狊respectively.
Translocationofchromosomesbetween犣.犿犪狔狊and犣.狆犲狉犲狀狀犻狊accountedforthebalance.Assessmentof
forageyield,foragequality,overwinteringrateandreproductivecharacteristicsshowedthatthefreshanddry
hayyieldofMTPP58were93.845t/haand22.083t/harespectively,inthefirstyear,and82.851t/haand
第24卷 第4期
Vol.24,No.4
草 业 学 报
ACTAPRATACULTURAESINICA
2015年4月
April,2015
收稿日期:20140317;改回日期:20140515
基金项目:973项目(2014CB13870),国家自然科学基金项目(31371640)和四川省饲草育种攻关项目资助。
作者简介:李华雄(1980),男,四川合江人,在读博士。Email:498513867@qq.com
通讯作者Correspondingauthor.Email:tangqilin71@163.com
14.394t/harespectively,inthesecondyear.Thecrudeproteincontentoftheforagewas10.48% withaleaf/
stemratioof0.71.Wintersurvivalratewas100%.MTPP58displayedanumberofdesirablecharacteristics
includinggoodgrowth,aweldevelopedrootsystem,goodtileringabilityandgoodreproductivepotential
suggestingithasgoodpotentialforongoingdevelopment.
犓犲狔狑狅狉犱狊:maize;犣犲犪狆犲狉犲狀狀犻狊;犜狉犻狆狊犪犮狌犿;犜狉犻狆狊犪狕犲犪犮狉犲犪犿犿犪犻狕犲;widecrosses
玉米(犣犲犪犿犪狔狊)及其近缘种属大刍草(Teosinte)、摩擦禾(犜狉犻狆狊犪犮狌犿),是选育新型饲草玉米的重要种质资
源。玉米是高光效C4 作物[1],也是培育新型饲草玉米的亲本[24]。大刍草与玉米同属玉蜀黍属(犣犲犪),是除玉米
外玉蜀黍属其他7个种或亚种的统称[5];其中,四倍体多年生大刍草(犣犲犪狆犲狉犲狀狀犻狊,2狀=40)是玉蜀黍属中唯一
染色体数目为2狀=40(其余为2狀=20)的较原始种,植株根系发达、生长繁茂、耐寒性强、高抗多种病害,是选育优
良饲草新品系的重要种质资源[6]。摩擦禾属于摩擦禾属(犜狉犻狆狊犪犮狌犿)。摩擦禾属是与玉蜀黍属最密切的近缘
属,包含2个亚属16个种[7]。其中,指状摩擦禾(犜狉犻狆狊犪犮狌犿犱犪犮狋狔犾狅犻犱犲狊,2狀=72)是一种优质多年生牧草,具有
耐贫瘠、抗旱和抗寒等优良特性[7]。为了结合玉蜀黍属、摩擦禾属物种间的优良特性选育饲草,前人在玉米与大
刍草间[3,6,89]、多年生大刍草与一年生大刍草间[6]、玉米与指状摩擦禾间[1011]开展了种间、亚属间和属间的基因
渐渗、染色体代换和远缘杂种优势等研究,已获得了一些饲草新品种和新材料;但对玉蜀黍属、摩擦禾属物种所具
有的饲草潜力挖掘尚不够,更缺少通过多种属杂交选育具有多种属特性新型饲草的研究。
四川农业大学玉米所在前期研究中,成功创制出了玉米、四倍体多年生大刍草和指状摩擦禾的3物种杂种
(代号 MTP1)[12],并从其天然后代中筛选出一个具有生长繁茂、分蘖和再生能力强等优良性状的多年生饲草材
料。该材料是玉蜀黍属内物种与指状摩擦禾-“冰淇淋草”的杂交后代,故取名“玉淇淋草”,又因其染色体数为
58,故定名为玉淇淋58(代号,MTPP58)。为了解 MTPP58的植物学特性、遗传组成、饲草性能、越冬性能和繁
殖等特性,综合利用形态学、分子细胞遗传学和农学等理论和方法开展研究,有助于探索多种属聚合远缘杂交创
制新型饲草机制和规律,为多物种远缘杂交饲草育种提供新思路。
1 材料与方法
1.1 供试材料
材料详见表1,包括2个多年生亲本-四倍体多年生大刍草(代号9475)和指状摩擦禾(代号TZ07);1个亚
属杂种-玉草1号(代号SC3);2个3种属杂种-三元杂种(MTP1)和玉淇淋58(MTPP58)。SC3染色体数目
为2狀=30,是以二倍体玉米代换系(3条染色体被9475染色体替换)为母本,9475为父本杂交产生的杂种[24]。
MTP1由玉米、四倍体多年生大刍草、指状摩擦禾3种属杂交获得的染色体数目为2狀=74的近异源六倍体[12]。
MTPP58为 MTP1的天然后代,染色体数目待定。所有材料均为多年生。
1.2 试验方法与测定项目
1.2.1 产量比较  试验于四川农业大学温江校区实验农场进行。SC3、TZ07种子繁殖,于2012年4月28日
营养钵播种育苗。2012年5月20日将9475、MTP1和 MTPP58分株获取的无性繁殖小苗同种植于营养钵的
SC3、TZ07小苗移栽至田间。随机区组设计,双株种植,株行距1m×1m,小区面积30m2(6m×5m),3次重
复,小区共15个。连续2年对供试材料进行试验。2012年刈割一茬,于9月11日收割;2013刈割二茬,分别于7
月21日和10月23日刈割。刈割植株分为茎和叶片,分别称量鲜重,然后置于烘箱中105℃杀青1h,65℃烘至
恒重后称量干重。
1.2.2 越冬率和繁殖试验  越冬率:2013年3月上旬,材料返青后统计各小区存活率。
扦插繁殖试验:试验于2012年10月27日进行。选取处于生育后期的 MTPP58健壮植株,刈割后去除叶
片,按茎干上、中、下节段分别取插穗,每插穗1个茎节。随机区组设计,3次重复,株行距5cm×10cm,每小区
30个插穗,插穗平放,覆土2cm后盖塑料小拱棚。第50天统计成活率。
851 草 业 学 报 第24卷
表1 供试材料
犜犪犫犾犲1 犕犪狋犲狉犻犪犾狊狅犳犲狓狆犲狉犻犿犲狀狋
材料
Material
代号
Access
染色体数目
Chromosome
No.(2狀)
倍性
Ploidy
习性
Habit
来源
Origin
玉米犣犲犪犿犪狔狊 MO17 20 二倍体Diploid 一年生Annual 美国USA
四倍体多年生大刍草犣犲犪狆犲狉犲狀狀犻狊 9475 40 四倍体Tetraploid 多年生Perennial 国际玉米小麦改良中心International
MaizeandWheatImprovementCenter
指状摩擦禾犜狉犻狆狊犪犮狌犿犱犪犮狋狔犾狅犻犱犲狊 TZ07 72 四倍体Tetraploid 多年生Perennial 美国USA
玉草1号犣犲犪犿犪狔狊×犣犲犪狆犲狉犲狀狀犻狊 SC3 30 异源三倍体 Alotriploid 多年生Perennial 四川农大SichuanAgriculturalUniversity
三元杂种犜狉犻狆狊犪狕犲犪犮狉犲犪犿犿犪犻狕犲 MTP1 76 异源六倍体 Tlotriploid 多年生Perennial 四川农大SichuanAgriculturalUniversity
玉淇淋58犜狉犻狆狊犪狕犲犪犮狉犲犪犿犿犪犻狕犲 MTPP58待定Undetermined 待定Undetermined 多年生Perennial 四川农大SichuanAgriculturalUniversity
分株繁殖试验:2013年3月下旬对 MTPP58越冬老兜再生小苗分株后单株种植,3次重复,株行距50cm×
50cm,每小区30个小苗,第30天统计成活率。
1.2.3 饲用营养品质测定[13]  对第1年烘干样品测定干茎叶比,然后粉碎过40目筛,供饲用营养品质测定。
利用Proxima连续流动分析仪测定粗蛋白(CP)含量;AnkomXT15i全自动脂肪分析仪测定粗脂肪(EE)含量;
AnkomA200i半自动纤维仪测定中性洗涤纤维(NDF)含量、酸性洗涤纤维(ADF)含量;直接灰化法测粗灰分
(CA)含量。
1.2.4 多色基因组原位杂交(McGISH)及着丝粒荧光原位杂交(CentCFISH)  参照杨秀燕等[14]根尖制片技
术。在田间剪取 MTP58生长旺盛的根尖1.0~1.5cm置于饱和α溴萘溶液中处理3~4h,然后用固定液(甲
醇∶冰乙酸=3∶1)在室温下固定12~24h,之后转移到70%的乙醇中保存。制片时,先用水洗净根尖后,用浓
度3%纤维素酶和1%果胶酶37℃酶解2.5~3.0h,吸去酶液,水洗3次,火焰干燥法制片,-20℃保存备用。
用CTBA法[15]分别从玉米自交系 MO17、9475和TZ07叶片中提取基因组DNA。McGISH:以地高辛试剂
盒(DigNickTranslaitonMix,Roche)标记TZ07总基因组DNA,以生物素试剂盒(BiotinNickTranslationMix,
Roche)标记 MO17总基因组DNA,用9475总基因组DNA100倍封阻。McGISH+CentCFISH:以地高辛试剂
盒标记 MO17总基因组DNA,以生物素试剂盒分别标记9475总基因组和玉米着丝粒重复序列DNA(CentC)。
参照唐祈林等[3]的方法进行原位杂交。用荧光显微镜 OlympusBX61检测染色体制片上的荧光杂交信号,用
ImageProPlus5.51(MediaCybernetics,Inc.)软件摄取原位杂交图像。
1.3 数据分析处理
采用SAS.9.2和Excel2010进行数据处理与分析,图片处理采用AdobePhotoshopCS(8.01)软件。
2 结果与分析
2.1 MTPP58的特性
MTPP58是玉米、四倍体多年生大刍草和指状摩擦禾3物种远缘杂交合成的饲草,植株(图1A)直立丛生,
抽雄期平均株高为295.2cm,最高可达326.0cm,主茎粗15.9~20.4mm。植株分蘖和再生性强,第一年春种
植的植株分蘖数(抽雄期)达40个以上,第二年再生单株分蘖(抽雄期)平均达46个以上。叶色深绿,单个茎秆叶
片达21~30片,叶缘有锯齿状细毛。植株茎顶端着生圆锥状的雄花,6~11个雄穗分枝,花序长34~48cm,花粉
高度不育;茎秆节点上着生7~10个分枝,分枝顶端为穗状花序的雌花,6~18个小穗在穗轴上呈双行互生排列,
雌穗部分可育。植株根系发达,生长繁茂,具有较强的耐湿、抗寒等特性,可用分蔸、分株和扦插等无性方式进行
繁殖。MTPP58是C4 植物,喜温,生长适宜温度20~35℃。已在四川雅安、温江、自贡、乐至进行示范种植,均
能多年生长。
951第4期 李华雄 等:新型饲草玉淇淋58的性状、遗传及饲草潜力
2.2 MTPP58的遗传组成
图1 犕犜犘犘58植株、体细胞染色体及原位杂交分析
犉犻犵.1 犘犾犪狀狋,犮犺狉狅犿狅狊狅犿犲狊犪狀犱犐犛犎狅犳犕犜犘犘58
   A:MTPP58植株;B:McGISH 结果;C:CentCFISH+McGISH 结
果,箭头所示为2条玉米和9475发生易位的染色体。D:11条玉米染色
体;E:28条9475染色体;F:17条指状摩擦禾染色体;G:2条玉米和
9475染色体发生易位的染色体。图中标尺为10μm。A:PlantofMT
PP58;B:MulticolorGISH;C:CentCFISHandMulticolorGISH,
arrowsshowingtranslocationchromosomesmaizeand9475.D:11
chromosomesfrom maize;E:28chromosomesfrom犣.狆犲狉犲狀狀犻狊;F:
17chromosomesfrom犜.犱犪犮狋狔犾狅犻犱犲狊;G:2translocationchromosomes
maizeand9475.Scalebars=10μm.
对 MTPP58进行染色体数目鉴定,共检测了50
个根尖细胞,确定染色体数目为2狀=58条。用地高辛
标记TZ07总基因组DNA(检出信号绿色)和生物素
标记玉米总基因组DNA(检出信号红色)为探针,对
MTPP58的体细胞染色体进行原位杂交,DAPI复
染。结果表明(图1B),细胞中有17条染色体显示绿
色信号,其余41条染色体显示红色信号;呈现绿色信
号的17条染色体来源于指状摩擦禾,而通过这种方式
原位杂交对来源于玉米与9475的41条染色体不能加
以区分,原因在于玉米与9475遗传关系较近。
为了进一步对玉米与9475的染色体加以区分鉴
定,采用了CentCFISH 加标记不同探针的 McGISH
方法。玉米着丝粒重复序列(CentC)和9475总基因
组DNA用生物素标记,玉米总基因组DNA用地高辛
标记,混合三者探针对 MTPP58的体细胞染色体进
行原位杂交,DAPI复染。CentCFISH 结果表明(图
1C),58条染色体着丝粒上均有对称的点状红色信号,
通过着丝粒标记能很好地鉴定出染色体多、部分重叠
的染色体。McGISH结果表明(图1C),17条染色体
没有杂交玉米(绿色)和9475(红色)的信号,颜色为深
蓝色,是来源于指状摩擦禾的染色体(图1G);11条染
色体呈现青绿色,是来源于玉米的染色体(图1D);28
条染色体呈现蓝灰色,是来源于9475的染色体(图1E);剩余2条为青绿色与蓝灰色相间,表明是玉米与9475发
生了易位的染色体(图1F)。
2.3 MTPP58的饲草潜力
2.3.1 产量  5个材料连续两年鲜、干草产量品比试验结果见表2。结果表明,材料间鲜、干草第1年、第2年
产量和两年总产量均存在显著差异。MTPP58第1年的鲜、干草产量分别为93.845t/hm2,22.083t/hm2,显著
高于 MTP1、9475、TZ07,与SC3无显著差异。第2年,MTPP58的鲜、干草产量分别为82.851t/hm2,14.394
t/hm2,显著高于 MTP1、SC3,显著低于9475,与TZ07差异不显著。两年鲜、干草总产分析表明,MTPP58两
年鲜草总产最高,为176.696t/hm2,与9475差异不显著,但显著高于SC3、MTP1、TZ07;MTPP58两年干草总
产量也是最高,为36.477t/hm2,与9475、SC3差异不显著,显著高于 MTP1、TZ07。
2.3.2 品质  由表3可知,材料间粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、中性洗涤纤维(ADF)和粗灰分(CA)含量以及
干茎叶比均存在显著差异,NDF含量无显著差异。MTPP58CP含量为10.48%,显著高于SC3,与 MTP1、
9475和TZ07间无显著差异。MTPP58EE含量为2.37%,与9475、SC3无显著差异,显著低于 MTP1和
TZ07。MTPP58ADF含量为36.31%,与9475、SC3、TZ07无显著差异,显著高于 MTP1。MTPP58CA含量
为7.12%,与SC3、TZ07间无显著差异,显著低于 MTP1和9475。MTPP58茎叶比率(干物质)为0.71,与
MTP1无显著差异,显著低于9475、SC3,显著高于TZ07。
2.3.3 耐寒性和繁殖特性  除产量、品质外,抗寒性或越冬率是又一衡量多年生饲草特性的重要指标。由表
4可知,材料间越冬率存在显著差异。其中,MTPP58、MTP1和TZ07均为100%,9475越冬率为93%,SC3越
冬率为73%。
061 草 业 学 报 第24卷
表2 材料间两年鲜、干草产量
犜犪犫犾犲2 犉狉犲狊犺狔犻犲犾犱,犱狉狔犿犪狋狋犲狉狔犻犲犾犱狅犳犿犪狋犲狉犻犪犾狊犻狀狋狑狅狔犲犪狉狊 t/hm2
材料名称
Nameofmaterial
鲜草产量Freshyield
第1年1styear 第2年2ndyear 两年总产Amount
干草产量Drymatteryield
第1年1styear 第2年2ndyear 两年总产Amount
MTPP58 93.845a 82.851b 176.696a 22.083a 14.394b 36.477a
MTP1 53.233b 43.634c 96.867c 12.318b 5.545d 17.863b
SC3 94.234a 52.264c 146.498b 22.997a 8.562cd 31.559a
9475 39.580c 114.699a 154.279ab 8.287c 27.228a 35.515a
TZ07 7.701d 63.611bc 71.312d 2.132d 13.725bc 15.857b
 注:不同小写字母表示在0.05水平上差异显著。下同。
 Note:Differentsmallettersmeantsignificantdifferenceinthesamecolumnat0.05level.Thesamebelow.
表3 材料间饲草品质含量
犜犪犫犾犲3 犉狅狉犪犵犲狇狌犪犾犻狋狔狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋犿犪狋犲狉犻犪犾狊
材料名称
Nameofmaterial
营养成分含量 Nutritionalcomponents(%)
粗蛋白CP 粗脂肪EE 中性洗涤纤维 NDF 酸性洗涤纤维ADF 灰分CA
干茎叶比
Leaf/stem
MTPP58 10.48a 2.37c 61.57a 36.31ab 7.12b 0.71b
MTP1 10.41a 2.70ab 52.28a 29.90c 10.05a 0.68b
9475 11.01a 2.44bc 54.24a 33.29bc 9.88ab 0.92a
SC3 8.18b 2.32c 59.18a 32.98bc 5.47b 1.26a
TZ07 10.33a 2.87a 54.61a 38.33a 6.84b 0.00c
 营养品质以干物质为基数。Thecontentofalnutritiveingredientswasbasedondrymatteroftheplant.CP,crudeprotein;EE,enterextract;
NDF,neutraldetergentfibre;ADF,aciddetergentfiber;CA,crudeash.
  MTPP58是多个物种聚合杂交得到的杂合后代,
要保持其杂种优势和扩繁植株,只有采用无性繁殖方
式。本研究对 MTPP58茎干不同部位进行了扦插繁
殖试验。由表5可知,不同部位间存活率存在显著差
异,其中茎干下部插穗的存活率最高为51.69%,显著
高于中部的26.93%和上部的10.32%;越冬老兜再生
小苗的分株成活率为95.50%。
3 讨论
3.1 多种属杂种的鉴定
多种属杂种的鉴定方法有形态学标记、细胞学鉴
定、生化标记、分子标记和原位杂交[1620]。其中,基因
组原位杂交(genomicinsituhybridization,GISH)因
快速、准确、灵敏、直观的优点,是鉴定多种属杂种最有
表4 材料间越冬率
犜犪犫犾犲4 犗狏犲狉狑犻狀狋犲狉狉犪狋犲狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋犿犪狋犲狉犻犪犾狊 %
材料名称Nameofmaterial MTPP58 MTP1 SC3 9475 TZ07
越冬率Overwinterrate 100a 100a 73b 93a 100a
表5 犕犜犘犘58无性繁殖成活率
犜犪犫犾犲5 犛狌狉狏犻狏犲犱狉犪狋犲狅犳犕犜犘犘58犫狔
狏犲犵犲狋犪狋犻狏犲狆狉狅狆犪犵犪狋犻狅狀 %
繁殖方式
Modeofreproduction
扦插Cuttage
上部插穗
Upper
cutting
中部插穗
Middle
cutting
下部插穗
Lower
cutting
分株
Ramet
成活率Survivedrate 10.32c 26.93b 51.69a 95.50
效的检测手段。自1993年该技术[21]成功鉴定小麦(犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狋犻狏狌犿)A、B、D基因组以来,已成功用于小麦
族[22,23]、玉蜀黍族[3,12]、稻属[24]、芸薹属[25]、菊属[19]等植物类群中不同来源染色体的鉴定。本实验采用了
McGISH和CentCFISH相结合的技术,因为多色基因组原位杂交(McGISH)是以不同的基因组DNA标记不同
的荧光素着色染色体,可以检测不同亲本来源的染色体;而对于染色体组复杂、数目比较多的材料,CentCFISH
因其突出的着丝粒标记能方便地检出染色体数目。本实验结果正是采用 McGISH和CentCFISH相结合的技
161第4期 李华雄 等:新型饲草玉淇淋58的性状、遗传及饲草潜力
术,能清晰检测 MTPP58的3个亲本染色体来源和各自数目。
3.2 多种属杂交饲草育种
多种属远缘杂交是一种将3个或3个以上种、属的染色体组、染色体和染色体片段结合在一起的育种途径,
可创制具多种属特点的杂种[19,26]。厉永鹏等[27]在八倍体小偃麦(犗犮狋狅狆犾狅犻犱狋狉犻狋犻狋狉犻犵犻犪)与六倍体小黑麦(犎犲狓犪
狆犾狅犻犱狋狉犻狋犻犮犪犾犲)杂交的F3 代中选育出具有小麦族E组抗病、多花,R组大穗、多小穗和St组抗寒等综合性状优良
的材料。四倍体多年生大刍草植株根系发达、生长繁茂、耐寒性强,多年生,是选育多年生饲草新品种的重要种质
资源,我们前期进行了玉米与四倍体多年生大刍草研究,选育出了高产优质且具有多年生特性的玉草1号
(SC3)[4]。指状摩擦禾又称冰淇淋草,是一种具有耐贫瘠、抗旱、抗寒等优良特性的暖季型多年生牧草。本研究
中,利用多物种聚合杂交选育的 MTPP58,在产量上优于三亲本和SC3;在CP、干茎叶比等品质性状上集成了三
物种的优势;在抗寒性上,聚合了四倍体多年生大刍草和摩擦禾的抗寒优势,使 MTPP58的抗寒性不仅优于玉
草1号,还强于9475。可见,多种属聚合远缘杂交能创制聚合多种属优良特性的特异遗传与育种材料。本研究
利用玉米、四倍体多年生大刍草和摩擦禾聚合杂交能创制出产量高、品质优良和具有良好抗寒性的多年生饲草。
3.3 多种属杂交饲草的繁殖与利用
远缘杂交倍性杂种后代群体中常出现一些植株高大[27]、生长旺盛[28]、适应性强[29],具有营养体超亲优势的
个体,但因减数分裂经常不规则,育性低、结实差等生殖原因使得以种子收获为目的饲用作物很难利用。但是,以
营养体收获为目的并结合多年生饲草特性的多种属倍性杂交,则具有优势。无性繁殖法是迄今为止固定杂种优
势的最佳方法,已成功应用于马铃薯(犛狅犾犪狀狌犿狋狌犫犲狉狅狊狌犿)、甘薯(犐狆狅犿狅犲犪犫犪狋犪狋犪狊)等块根植物以及西瓜(犆犻狋
狉狌犾犾狌狊犾犪狀犪狋狌狊)、丹参(犛犪犾狏犻犪犿犻犾狋犻狅狉狉犺犻狕犪)等三倍体[3032];营养体繁殖在多年生植物中利用更为普遍。MTPP
58是多物种聚合杂交创制的杂种,聚合了多物种的优势和多年生特性,易于用分株、扦插等方式进行繁殖,是一
个优良的多年生饲草。
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犘狊犪狋犺狔狉狅狊狋犪犮犺狔狊犺狌犪狊犺犪狀犻犮犪(Poaceae:犜狉犻狋犻犮犲犪犲).ActaPhytotaxonomicaSinica,2002,40(5):421427.
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