全 文 ：中国油料 1 9 9 3年第 1 期
油菜与诸葛菜属间远缘杂交的初步研究
赵 云 潘 涛 王茂林
(四川大学生物工程系 )
刘 立
(中国辐射防护研究院 )
提要 为了克服甘蓝型油菜与诸葛菜远缘杂交双受精前雌雄不亲和性 ,本实验采用 6 0P mP 的
赤霉素 、 10 p m 的甘氨酸涂抹油菜柱头 、 I OP m 的 H . oB : + 5% 的蔗糖涂抹去掉住头的油菜花柱和
蒙导法 。 赤霉素效果最好 ,获 10 粒种子 ,甘氨酸有一定效果得到 3 粒种子 。 而截去柱头和蒙导法均
未见效果 。 在获得的 13 粒发育不全种子中 , 7 粒种子萌发成苗 。 幼苗形态介于油菜与诸葛菜之间 .
关键词 甘蓝型油菜 ;诸葛菜 ,属间杂交 ;子房培养
芸整属 (肠
~
)植物种间或与近缘属间的远缘杂交 ,是培育油菜或蔬菜新品种的重要手
段 之一 。 从 1 9 17 年 K a ajn u s 第一次报道甘蓝型油菜 ( B . an usP )与芜著 (B . 即那 )种间杂交结果以
来 ,芸墓属植物的杂交已涉及到该属的各个种间以及该属与其邻近的一些属间 lj[ 。 但芸墓属与
诸葛菜属 (伪脚加刀加匆饥哪 )的属间杂交还未见报道 。
诸葛菜 O( . F讼如改珊 )种子有较好的油分品质 ,其中亚油酸高达 53 . 17 写 , 芥酸低于 1% , 亚
麻酸 4 . 76 % 21[ 。 如将其优 良的品质性状引入栽培油菜品种中 ,可改良菜籽油的品质 。 为此 , 我
们作了甘蓝型油菜与诸葛菜的远缘杂交研究 。本研究采用多种方法处理母本植株雌蕊柱头 , 以
克服双受精前的雌雄不亲和性 , 用离体子房培养以克服杂种胚的败育 ,现已获得初步结果 。
材料和方法
(一 )材料
母本 : 87 0 1 9 (甘蓝型油菜化杀杂交一代种 )和 1 56 A (甘蓝型油菜核不育两用系的不育株 ) 。
父本 : 诸葛菜 。
以上材料 , 母本为本校生物工程系选育 ,父本为本校生物系赠送 ,均种植于我系试验地内 。
(二 )方法
1
. 田 问杂交 杂交前对可育株整序 (包括摘去已开的花朵 ) 、 去雄 、 套袋 , 以及对不育株整
序 、套袋 ,严格控制父本以外的花粉来源 。 然后于次 日下午在不同的母本植株上 ,做 以下处理 。
( l) 用 6 0 P m 的赤霉素溶液涂抹油菜雌蕊柱头 ; ( 2) 用 1 0 o P m 的甘氨酸溶液 , 涂抹油菜柱头 ;
( 3) 截去雌蕊柱头 , 然后以 1 0 P m 的 3H B 0 3 5 %的蔗糖溶液涂抹切面 ; (峨)对母本雌蕊授以油菜
蒙导花粉 (在晴朗天气的下午 ,将当天开放的油菜花朵摘下 ,把花粉抖入干净培养皿 中 , 40 ℃暗
中放置 3 天 ) ; ( 5) 母本雌蕊柱头不做任何处理 。 处理后立即授以大量诸葛菜花粉 , 套袋 。 第二
天 9 ,一 10 时再重复授粉一次 。 同时 , 为了便于对比观察 ,另设 2 个对照 : a . 母本雌蕊不处理 ,也
不授粉 ; b . 甘蓝型油菜不套袋 ,种内自由授粉 。
2
. 子房培养 选取授粉后在母体上 已停止发育的子房进行离体培养 (赤霉素处理 的子房
在授粉后三周进行培养 , 甘氨酸处理的子房在授粉后 7 天进行培养 ,其余处理的子房在授粉后
5 天进行培养 ) 。 把子房连同花托 、 花柄 ( I c m )一起取下 ,用 0 . 1% H g cl Z 消毒 ,无菌水冲洗 5 次
后直立插入培养基中 。 取未授粉子房同时培养 ,作为对照 。
中国油料 19 9 3年第 1期
3
.种予萌发 子房培养至一定时期后 , 剥取种子 ,将种皮撕破 ,置于培养基上萌发 。子房培
养及种子萌发的培养基均采用 Nj sct h 培养基并附加 l m s/ L G A : 、 3%蔗糖和 0 . 8%琼脂 。培养温
度 2 5士 l℃ ,光强 1 6 0 0uL x ,光照 1 2h / d 。
实验结果
(一 )杂交授粉后 ,子房在母体植株上的发育
处理 ( l) 的子房在授粉后几天 内迅速发育长大 , 1 周后生长速度减慢 , 3 周时几乎停止生
长 ,有的甚至死亡 。 而同期开花的种内自由授粉的子房 (对照 b) 发育明显超过远缘杂交授粉的
子房 。 处理 ( 2) 的子房在授粉后 , 有一定程度 的发育 ,但 1周后则停止生长 。 处理 ( 3 ) 、 ( 4 )和
( 5) 的子房在授以诸葛菜花粉后 ,其情况与未授粉的子房一样 , 没有继续生长发育 , 10 天左右
即死亡 。 上述几种处理的子房授粉后 ,在 田间均未收获到种子 。
(二 )子房在培养基中的发育
1
. 未授粉于房在培养墓中的发育 将油菜未授粉子房置于培养基上培养 ,子房从基部 (花
托一端 ) 向上端逐渐膨大 , 但无明显节状突起 ,剖开后无膨大胚珠 。药物处理过的与未经处理过
的油菜未授粉子房在培养基中的发育无明显差异 。
2
. 授粉子房在培养基中的发育 将在母体上停止发育的授粉子房转入培养基中 ,赤霉素
处理的部分授粉子房培养 2 天后 ,共上端 (靠近柱头一端 )迅速膨大 ,培养 5 天后 ,剖开该膨大
部分 ,可见一粒和成熟种子一般大小的呈绿色的胚珠 , 内含鱼雷形期的胚和胚乳状液体 。 子房
培养 3 周后 , 剥出的种子干瘪 ,未成熟 ,种皮褐色 ,其内的胚大部分停留在手杖形和 U 形胚阶
段 。 部分甘氨酸处理的授粉子房上端也膨大 ,培养 4 周后 , 同样得到少许干瘪种子 。
表 l 油菜与诸荡菜远缘杂交后子房培养及出苗情况
处理序号 处理方式 杂交组合 授粉花朵数子房停止发 培养 获得 结籽率 出苗数 成活苗数
( X 诸葛菜 ) 育时间 (天 ) 子房数 种子数 ( % )
( l ) 赤霉素 8 7 0 19 X 2 0 0 1 4 8 5 4 4 . 7 3 l
6 0 PPm 1 5 6人 X 1 2 0 0 1 4 2 1 0 6 2 . 9 3 1
( 2 ) 甘氨酸 8 7 0 1 9 X 3 00 7 7 0 l 1 . 4 l l
1 0 0P Pm 15 6人 X 40 0 7 8 0 2 2 . 5 0 0
( 3 ) 截柱 15 6A X 1 00 5 2 00 O 0 0 0
( 4 ) 蒙导 15 6人 X 15 0 5 1 00 0 0 0 0
( 5 ) 直接授粉 1 5 6人 X 5 0 0 5 2 0 0 0 0 0 0
狱尽 子房不处理 8 7 0 1 9 5 0 5 12 0 0 0 0 0气吕少 也不授粉 1 5 6 A 6 0 5 10 0 0 0 0 0
对照 不套袋种 8 7 0 1 9 12 0 不停止 9 6 9 10 0
( b ) 内自由授粉 1 5 6A 1 0 0 不停止 9 4 6 1 0 0
注 :结籽率 = 结籽子房数 /培养子房数 x 1 0 %
赤霉素处理的授粉子房 2 95 个 ,培养后仅 10 个子房膨大结籽 , 得 10 粒干瘪种子 (每个子
房只得到一粒种子 ) , 结籽率 3 . 4% ,培养甘氨酸处理的授粉子房 1 50 个 ,得 3 粒干瘪种子 , 结
籽率 2% ,培养其余各处理的授粉子房共 50 0个 ,均未得到种子 (表 1 ) 。
(三 )种子萌发和出苗
中国油料 9 19 3 年第 1期
将获得的 3 1粒干瘪种子种皮撕破后置于培养基上 , 了粒种子萌发 。 其中 4粒种子萌发后 ,
子叶未平展即死亡 ,其余 3 粒萌发后生长缓慢 , 已长成幼苗 。幼苗叶近似圆形 , 叶缘锯齿介于父
母本叶之间 , 叶柄较长 ,形态更接近父本诸葛菜 。
结果分析
植物 的远缘杂交 , 一般来说既存在受精前雌雄不亲和性障碍 , 也存在受精后胚胎发育障
碍 。 本实验结果表明油菜与诸葛菜间的远缘杂交也存在着这两个障碍 。 本实验的几种处理办
法意在克服受精前的障碍 。
实验结果显示蒙导法无效 ,这可能是起蒙导作用的花粉壁蛋白已遭到破坏的缘故 。截柱法
也无效 。截柱后 ,切口 虽然涂抹了蔗糖和 aH B o : 混合液 ,但并不能提供花粉萌发的最佳环境 。 因
此 , 油菜柱头上分泌的多种生物活性物质 ,可能对诸葛菜花粉的萌发和花粉管伸长是必需的 。
甘氨酸可参与生物体一碳基团的代谢困和某些生物活性物质的形成 , 能增强柱头上的物质代
谢活性 ,故甘氨酸对克服油菜与诸葛菜远缘杂交障碍有一定效果 ,但其作用有限 。 即使在辅以
重复 、大量授粉 ,结籽率仍不高 。 赤霉素对克服油菜与诸葛菜杂交障碍有较好的效果 。 这可能
有两方面 的原因 , 一是赤霉素诱发多种酶的合成 ,尤其是能活化淀粉酶 1[J , 当花粉管向前生长
的时候 ,淀粉水解为糖以支持花粉管伸长 ;二是赤霉素与脱落酸 ( A BA )有拮抗作用 ,能防止组
织器官的衰老 l1[ , 授粉前用赤霉素涂抹柱头 , 可能防止花柄基部离层的产生 ,有利于养料不断
供应雌蕊 和胚珠 ,有利于受精的完成和幼胚的发育 。 如果采用适宜的激素组合 、 浓度和施用方
法 ,有可能提高克服不可交配性的效果 。
实验结果表明子房的离体培养对克服油菜与诸葛菜远缘杂交的杂种胚败育是必要的。 杂
交种子位于角果顶端的原因可能是顶端胚珠距柱头近 ,或是只有极少数诸葛菜花粉在油菜柱
头上萌发 , 只有近顶端的胚珠受精 。 本实验所获杂种苗数较少 ,可能是子房培养时间过晚 。 从
外观看 ,培养前的子房停止发育 ,此时许多胚可能已经败育 。 如果在子房停止发育之前进行子
房离体培养 , 尔后在杂种胚发育至鱼雷形或手杖形 、 U 形时期进行胚的离体培养 ,效果可能会
更好 。 另外 ,培养条件有待进一步的改进 。
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A PR E L IM IN A R Y S T U D Y O N IN T E R G E N E R IC H Y B R ID IZ A T I O N
B E T WE E N B R A S S I C A N A P U S L
。
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(肠卿 t~ t oj B妇攻h ,诚勿歹 , 习拓触川。 巩交柳叔夕, 口从叨殉 )
(下转 1 3 页 )
中国油料 1 9 93 年第 1 期 13
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