全 文 ：华中农业大学学报 9 ( 3 ) . 2 1 1一 2 16 , 19 9 0
J o 阴 , a l 0 1 H uQ动 。 。夕 A夕r ro l to l U n i o er s l’yt
御
一 植物激素对棉属 ( G os s yP iu m )远缘杂种
胚囊发育的影响’
刘金兰 聂以春
( 华中农业 大学农学系 , 武汉 , 4 3 0 0 7 0 )
娜
摘 要
在棉属远缘杂种低世代植株的生长 、 发育过程巾 , 喷 3 一 4 次激素 , 对促进胚囊正常发育右良
好的作用 。 试验中用G A 3 、 N AA 、 I AA 、 B R和 AB A等 5 种激素单施和配合施用 , 处理两个杂交组
合 。施用 4 o p p m G A 3和 1。。 p p m N A A的两种处理对提高远缘杂种植株的正常胚雀数 、 结铃率和单 铃
种子数都有良好的效果 , 。 . 05 一 。 . l p p m B R处理不同组合 , 效果不一致 . 2 lP m APA 和 3 。。 p pm
I A A两个处理尚需进一步试验 .
关 键 词
棉属 ; 远缘杂种 ; 胚懊 : 激素
在远缘杂交育利1工作 中 , 使用植物激素是克服种间杂交难孕和杂种不育的有效 手 段 之
一 大量研究 证明 , 在棉 花种间杂交和 回交时 〔` , 2 ’ , 加施 激素可明显地 提高成铃牢和有效种子数 , 但在远缘 杂种低世代植株生长 J一 j一程 中施用激素 , 对植株 胚囊育性恢复的影响 , 尚未见
国内外有研究报道 。 研究通过施用激素提高子房 中正常胚囊数的方法 , 在棉花远缘 杂交 自种
工作中有较大的理论和实践意义 . 木试验的目的在于探索在棉属远缘 杂种低世代杭株的 才=.l 长
发育过程 中 , 使用不同激素对杂种胚囊发育的影响 , 找出能促进杂种胚囊 正常 发有的邢坦教
素种类 , 及其用是和配比关系 , 加速远缘杂种低世代植株的育性恢复 .
1 材料与方法
1 9 88一 19 5 9年用不同浓度的G A : (赤霉素 ) 、 BA A ( 脱落酸 ) 、 B R ( 油菜素内脂 ) 、 N A A
( 蔡 乙酸 ) 和 I A A ( 叫噪 乙酸 ) 等激素 [” ~ ` 1 , 采取单施和配合施用的方法 , 分别处理 杂 种
植株 ; 喷清水作为对照 。
处理材料为 : ①三倍体 ( 中棉所 10 号 x 雷蒙德 氏棉 ) F : ( 以下简称 3 x( 中 : 。 x 雷 ) F : 〕 ,
本文 19 9 0一 0 5一 07收皿J
。 认脸经 费由 高等学校博士学料点专项科 研基金资助 、
华 中 农 业 大 学 学 报 9 卷
②三倍体 (中棉所 7 号 x 松散棉 ) F ; 〔以下简称 3 x (中 , x 松 ) F : 〕 , ③四倍体 ( 亚洲 棉 x 司
笃克氏棉 ) F ; X 5 5 3 ( 陆地棉品种 ) F : 〔以下简称 4 x ( 亚 x 司 ) F : x 陆 F : 〕 , ④六倍体 ( 中
棉所 l o x 雷蒙德氏棉 ) F , x 5 5 3 x 鄂荆 l 号 B C Z F : 和 B C Z F : 〔以下简称 6 x ( L干。 : 。 x 雷 ) F : x 陆
BaC F
: 和 B C : F : 〕 . 处理植株有盆栽和大田种植两种方式 . 盆栽试验甸处理 3 株 , 大 田 试 验
每处理 8 一 17 株 .
处理方法是从 6 月上 、 中旬开始 , 用配好的药液喷施整个植株 , 每隔 15 天喷一次共喷 4
次 . 在最后一 次处理后的 lc 一 15 天内取样 . 取开花当天的子房 . 山于远缘杂种低世代植株生
长发育不一致 , 故各处理所取子房数不等 , 变幅为 1 一 3 1个 . 从子房中取出胚珠 固 定 、 保
存 , 制片前用丙酸一水合二二氯乙醛一铁矾一苏木精整染 3 一 4 天 , 然后按石蜡切片法制片 .
在普通生物显微镜下观察胚囊的发育情况 。
6 x ( 中 : 。 又 雷 ) F ; x 陆B C Z F ; 和 B C Z F Z的大田植株群体中 , 有育性获本恢复 、 结铃 数 正
常和育性恢复差 , 仅结 1一 3 个铃的 两类植株 . 取样时将正常和不正常两种类型植株分开 .
试验结果用两个二项成数的统计推断法 , 测定各处理与对照的差异显著性 . 因本试验用
的是远缘杂种低世代材料 , 同一世代不同株间的育性恢复状况 、 遗传基础和生理生化反应等
方面都存在较大差异 . 在此基础上同一处理的不同植株 间 , 对激素的反应不一样 , 在迸行统
计分析时可能 因株间差误大 , 致使在正常胚囊百分数 比对照高的处理表现差异不 显 著 . 因
此 , 在对激素处理的效果进行分析时 , 以比对照增加的百分率和差异显著性测定结果两者为
依据 .
2 试验结果
2
.
1 滋众处理对远缘杂种植株成铃率的形晌
3 x ( 中 : 。 x 雷 ) F : ( 染色体组为 A : A o D : ) 和 3 x ( 中 : x 松 ) F , ( 染 色体组为 A : A o D : )
两个组合 , 各有三个不同的染色体组 . 因各染色体组是单倍的 , 其大 、 小抱子母细胞减数分
裂时染色体不能正常配对 、 均衡地分配 , 产生的大 、 小抱子染色体组不完整 , 故三倍体植株
雌 、 雄高度不育 . 在此基础上用激素处理的植株人工杂交成铃率与对照一样均为零 , 说明施
用激素无效 , 1 9 8 8年和 19 8 9年的结果一致 。
不同激素对四倍体和六倍休远缘杂种后代杂交成铃率的影响 , 列于表 1 和表 2 。
表 l 不同激素对远球杂种后代杂交成铃率的影响 ( 1 9 8 8年 , 盆栽 )
-少资_匾带器而、 一压默基全墨立亚 ·处了 `。 { 6 “ , , · 3 , , · 。。 } 6 3 3 ` · , 6 , · , “仓竺八 2 ! 8 , “ ` · 4 ` ’ · “ 3 1 ” 7 5 ` , · 5 , _ ’ · 0 0 `竺 _ ” · 0 5 , 3 0 ” ” 。 { 难 , ” 3 , · 了` 一 “ · ” 0 .可 x, l ’ 9 4 ” · 0 6 ’ · 0 0 1 ’ 8 “ “ 。
注 : 衣中 .△ “ 衣示 住二 。 . 1的差异水平 , 为 `接近显著 : ` 二 衣示 u = 。 . 05 的差异水平 . 为 . 差异显著 ; 二 ’ ” 表示
叭二 。 . 。工的 L 异水平 , 为 . 差异极显芳二 ( 下表均同 )
3期 刘金兰等 : 植物激素对棉属 ( G o s sy i Pu m )远缘杂种胚囊发育的影响
由表 l 可 以看出 , 4 x ( 亚 x 司 ) x 陆 F : 和 6 x ( 中 , 。 x 雷 ) F : x 陆 B C z F : 两 组 合 中 , 用
2 P m A B A处理的植株人工去雄授以陆地棉花粉 , 前一组合的杂交成铃率为 7 . 41 肠 , 比 对 照
增加了 45 肠 , 后一组合的杂交成铃率为 13 . 51 肠 , 而对照为零 , 结果说明用 Z P mBA A处理 , 效
果较好 . 10 p p m G A 。和 o . o s p p lnB R在 e x ( 中 : 。 x 雷 ) x 陆 B C : F : 中 , 对提高杂交成铃 率和单铃
种子数都表现 出良好的效果 , 尤以 0 . 05 P mB R处理的植株 , 杂交成铃率为 3 1
.
71 肠 , 而 对 照
为零 , 显著地高于对照 。 但这两种激素在 4x ( 亚 x 司 ) F : x 陆 F : 组合中使用效果都差 , 说明
在不同遗传背景下 , 激素处理的效果不一样 .
表 2 不同激素时 e x ( 险 火 雷 ) F : x 陆B e Z F : 成铃率的影响 ( 19 8 9 , 大田 )
激 旁
,口 . . . 一 . . . . . . . . . . . . . . . G A 3 30 G A 3 0
G A 〕 今。 N A A 10 0 BR 0 . 1
( P Pm )
+ +
N A A 6 0 IA A 2 0 0
IA A 3 0 0 对照
杂交花教
成怜教
成怜肠
1 1 8
2 0
1 6
.
9 5
.
9 7
l l
1 1
.
3 4
1 10
l 4
12
_
7 3
1 1 5 12 8 9 7 7 6
1 3 15 1 5 4
一1 . 3 0 1 1 . 7 2 一5一。△ 5 . 2 。
件
单怜种子数 1 4 . 8 17 . 0 9 13 . 4 2 一6 . 4 6 13 . 4 6 12 . , 0 8 . 5 0
从表 2 可见 , G A : 、 N A A 、 BR和 IAA等四种激素在单施和配合施用的情况下 , 与对照比
较对提高杂交成铃率都有 良好效果 , 尤其是 4 o P m G A : 和 3 0 0 P m 1A A 与对照成铃率比较 , 分别
达到显著和接近显著水平 。
两年的试验结果均说明 : 不同的远缘杂交组合 , 施用不同激素 , 除个别处理外 , 大多数
处理植株的单铃种子数均多于对照 。
2
.
2 激素处理对棉 . 远缘杂种胚班发育的影晌
在远缘杂交组合低世代杂种植株当天开花的子房胚珠中 , 出现几种发育程度不一致的胚
囊 . 一种是在大抱子形成前 、 后败育 , 珠心细胞继续分裂 、 生长填满整个珠心 ; 另一种 是在
胚囊发育的早 、 中期阶段 , 发生败育解体 , 在腔中留下残体 , 这两类在胚珠中所 占 比 例 较
大 ; 还有一种发育异常的 胚囊 , 其胚囊成份 ( 包括卵器和中央细胞 ) 不完整 , 缺少某部分 ,
本试验将以上 三类胚囊都纳入异常胚囊 。 第四种为发育正常胚囊 , 具有完整的胚囊成份 .
19 8 8一 1 9 8 9年两年的试验结果均说明 , 两个三倍体杂交组合使 用各种激素的处理和对照
一样 , 在开花当天的子房胚珠中 , 均无正常胚囊 .
不同激素对两个四倍体与六倍体远缘杂交组合后代胚囊发育的影响 , 分别列于表 3 和表
4
。
表 3 不同激素处理甘远球杂种胚囊发育的影响 ( 19 8 8 , 盆栽 )
激素
( p p m )
4 x ( 亚 减 司 ) F i x 险 F z 6x (中 1 0 x t )F 一 x 险 Be : F -
正常胚 t
个教 肠
异常胚 t
个教 肠
常胚 t
个教 呱 个教 肠
-nJ口`,`OUI一hón.皿
.人`G A 3 10
人B A Z
BR 0
.
0 5
时照 :{:
1 0 0
.
0 0
9 0
.
4 3
9 8
.
8 1
9 6
_
6 7
17
2 3
l 4
9
8
.
5 9
1 6
.
9 1 .
一8 . 4 2 .
7
_
7 6
9 1
.
4 1
8 3
.
0 9
8 1
.
5 8
9 2
.
2 4
4285
703比é月`内」
12 4 华 中 农 业 大 学 学 报 9 卷
从表 3中可见 , 用 Zp p m A BA处理 4 x (亚 x 司 ) F : x 陆 F ;和 6 x ( 陆 x 雷 ) F : x 陆B e : F : 两组
合 , 正常胚囊分别为 9 . 57 肠和 16 . 91 肠 , 相应比对照增加 187 帕和 1 18 帕 , 后一组合差异 达 显
著水平 . 这一结果说明 Zp m A B A处理 , 对两个组合胚囊的发育均有良好的作用 . 在 x6 ( 中 : 。
x 雷 ) F : x 陆 B c : F : 中施用 o . o 5P m丑R , 正常胚囊占18 . 42 肠比对照增加 1 37 呱 , 差异达 显 著
水平 , 效果良好 . l o P m G A : 的效果不 明显 . 而在 4x ( 亚 x 司 ) F : x 陆 F : 组合中 ,使用 10 p pm
G A 。和 。 . 05 p p m B R对促进胚囊正常发育无明显效果 .
表 4 激素对 e x ( 中 、 。 x 雷 ) F : x 陆 B e : F : 胚囊发育的影响 ( 19 5 9 , 大田 )
激 素
( P P口 )
不正常植林 正常垃林
正常胚 t 异常胚 t 正常胚 t
G A 3
N AA
B R
教 , 数 肠
_
_
{ 数 肠 _
rao曰OU80甘g 0Qó80OQé幼」
. .二几
4 0
10 0 ::
l 4
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2 8
.
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.
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.
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.
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.
6 5二
8 1
_
48 . ’
G A 3
+ N AA
G A 3
+ IA A
!人人
对照
3 0
+ 6 0
3 0
+ 2 0 0
3 0 0
5 3
8 8
7 2
.
0 0
8 5
.
5 9
8 2
.
8 1
7 7 19
7 6
.
0 9
6 6
.
15
6 8
.
2 5
2 2
4 4
4 O
2 2
.
8 1
2 3
.
9 1
9 0 00
异常胜轰一一
数 肠
19 16
.
6 7
2 0 18
.
3 5
2 0 1 8
.
5 2
12 10
,
0 0
9 0
_
8 3
::
3 3
.
8 5
3 1
.
75
9 0
.
8 3
6 3
_
8 3
1 1 9
.
1 7
1 0 9
. 玉7
1 7 3 6
.
1 7
19 8 9年的试验结果 ( 表 4 ) 说明 , 在大 田中用G A : 、 N A A 、 B R和 I A A四种激素的 单施 和
配合施用 , 处理 6 x( 陆 x 雷 ) F : x 陆B c Z F Z , 对结铃基本恢复正常的植株 , 提高棉铃正 常 胚囊
数均有极显著效果 。 而对育性恢复差 、 结铃数极少的植株 , 除 4GP p m G A 3和 30 0 P m IA A两处理
对提高正常胚囊的效果不明显外 , l 。。P m N A A和 。 . 1 p mB R两处理 , 分别极显著地和显著地高
于对照 . 两个混施的处理 , 正常胚囊百分率比对照分别提高 1 肠和 13 肠 , 表现出一定效果 .
表 5 激素对远墩杂种胚囊发育的影响 ( 19 8 8 , 盆栽 )
激 素
(卯口 )
6 x ( 中 1 o x 雷 ) F l x 险 B c : F i ` x ( 亚 x 司 ) F 一 x 险 F i
正常胚 t 异常胚 t
数 肠
4 2 4 5
.
6 5
5 1 46
.
7 9
1 4 1 4
.
14
5 9 6 2
.
1 1
6 2 5 9
_
6 2
正布胚 t 异常胚 t
}
- - - - - 一△一—
肠 数 肠
△
G A 3
N A A
4 0
10 0
3 0
+ 6 0
0
.
!
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5 4
.
3 5
5 3
.
2 1
9 4
,
0 2
9 7
.
1 4
nó介`à斑n,ù01弓`O臼8.且`` J七幼内Oó日Rù
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G A 3
+ N A A
8 5 8 5
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时照 ::
3 7
.
8 9
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.
3 8
10 0
! 0 0
10 0
从表 5可见 , 4 0 p帅G A 3和 3 o p p m G A : + 6 op p m N A A两种处理对提高6 x ( 中 : 。 X 雷 ) F ; X 陆
cB
: F : 植株的正常胚囊百分率效果良好 , 与对照比较分别达到数近显著水平和极显著水 价 . 1 0
P m N A A处理的正常胚囊百分率 比对照增加 31 肠 , 表现 出较好的效果 , 0 . 1P m B R的处理在此
试验 中表现无效 。 G A 3 、 N A A和 B R的 自飞施不口配台施 ) }J , 处 王, }{4 x ( 亚 x `司) F , x 陆 F , ,仁f ; }{、 J,
用 4 OP m G A 。处理的植株 止常胚囊百分率高于对照达接近显著水平 , 用 1。。P Ii创 A A处 左的 位
3期 刘金兰等 : 植物激素对棉属 ( G o s sy p i um ) 远缘杂种胚囊发育的影响
每
株 正常胚囊占 2. 86 肠 , 有一定效果 。 而 30 P m G A : 十 60 P m N A A和 o . l p m B R与对照一样无
正常胚囊 .
试验中使用激素对提高远缘杂种正常胚囊百分率的效果与各处理杂交成铃率和单铃种子
数的效果是一致的 .
3 讨 论
今
( 1 ) 施用激素促进棉属远缘杂种低世代植株胚囊的正常发育 , 必需在杂种染色休加倍
后 , 即获得双二倍体的基础上才有效果 . 如果杂种的染色体组是单倍的 , 产生的大 、 小抱子
染色组不完整 , 雌 、 雄全不育 , 则施用激素无效 .
( 2 ) 不同远缘杂交组合因遗传背景和亲本 亲缘关系远近的差别 , 施用激素对促进低世
代植株胚囊正常发育的效果也不一样 . 如本试验中 6x ( 陆 x 雷 ) x 陆组合 , 施用激 素 效 果
好 , 而 4 x ( 亚 x 司 ) x 陆F : 施用激素效果差 .
( 3 ) 本试验中采用 了G A 3 、 N A A 、 IAA 、 B R和BA A等 5 种激素的单施和混施 . 根据 处
理两个杂交组合的效果 , 可以初步认为 : 施 用 4 0P mP G A : 和 1 0如mP N A A对提高远缘杂种植株
的正常胚囊数 、 结铃率和单铃种子数都有良好的效果 . 0 . 05 一。 . l p p m BR在不同遗传背景下明
显地表现效果不一致 , 在 x6 ( 陆 x 雷 ) F : x 陆组合中 , 使用效果好 , 而对 x4 ( 亚 x 司 ) x 陆
F :组合无效 . Zp m A B A和 30 OP m IA A 因仅有一年的试验结果 , 效果哲不能肯定 . 两年试验
可初步肯定 , 施用激素对促进杂种胚囊正常发育有一定效果 , 为了找出促进远缘杂种胚囊发
育的最佳激素 , 以及用量和配比关系等 , 还需要进一步试验 。
参考文献
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M i t e h o l l Jw e t a l
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r a s s i n s一 a n e w f a m i ly o f P l a n t h o r m o n e s f r o m r a 碑 OP l l e n , N a t u r e , 一。 70 : 2 2 5 : 一0 a 6
2 16 华 中 农 业 大 学 学 报 9卷
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3 a n d l o o p p m N A A
p r o d u e e d e o s t a n t l y h i g h e r p r o卯 r t i o n s o f n o rma l e m b r y o s a e , bo l lb e a r i n g a n d s e e d s p e r ho l l ,
w h i l e d i f f
e r e n t h y br id
s r e s p o n d e d d i f f e r e n t ly t o t h e t r e a tm e n t o f B R f r o m 0
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N e v e r t h e l e s s
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