全 文 ：3 3 2 华中农业大学学报 第 41 卷
E F F E C T S O F D O N O R M A T E R I A L S A N D M E D I A O N
M I C R O S P O R E E M B R Y O I D Y I E L D O F B R A S S I C A N A P U S
Y u F e n g q u n L i u H o u l i
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一 1 2 . 8 6 . A s a r u l e , a l l t h e h y b r id s h a d a h i g h e r e m b r y o id y ie ld t h a n t h e v a r ie t i e s t e s t e d .
S i g n i f i e a n t d if f e r e n e e s i n e m b r y o id y i e ld a m o n g p l a n t s o f t h e s a m e d o n o r m a t e r i a l w e r e o b
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.
8一 7 . 8 . T h e o p -
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第 14 卷 第 4期
1 9 9 5年 8月
华 中 农 业 大 学 学 报
J o u r n a l o f H u a z h o n g A g r ie u lt u r a l U n i v e r s i t y
V o l
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1 4
A u g u s t
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4
1 9 9 5
棉属异源四倍体 (亚洲棉 x 司笃克氏棉 )的
植物形态及农艺性状研究 `
聂以春 刘金兰
(华中农 业大学农学 系 , 武汉 43 0 70 )
摘要 合成的棉属异源四倍体 (亚洲棉 X 司笃克氏棉 )新种质植株形态特性一致 , 主要农艺性
状稳定 ,结铃正常 。 单铃重 0 . 56 ~ 0 . 65 9 , 衣分 20 . 8% ~ 21 . 6 % , 2 . 5 %纤维跨距长度 23 m m 左右 ,
比强 34 · o ~ 34 · 9 9八e x , 麦克隆值 4 . 8一 4 . 9 。 各世代每天经 10 h 短 日照处理后 比自然光照条件下
现蕾 、 开花提前 7一 10 d , 结铃性提高 2一 4 倍 ,表明该种质对光照要求较迟钝 , 与陆地棉杂交易获
得杂种 ,是一个新的种质材料 。
关键词 棉属 ; 种间杂交 ; 异源四倍体 ; 植株形态 ; 农艺性状
中图法分类号 5 562 . 035 . 1
植物远缘杂交不仅可以研究物种间的进化关系 ,而且是合成新种 、 新类型的重要手段 .l[ 2〕 。
六倍体 、 八倍体小黑麦和多倍体小簇麦的合成就是成功的例子 .s[ `〕 。在棉花远缘杂交育种中 , 李
炳林等利用亚洲棉 ( G o s s y P i u m a 动o er u m L . Zn = 2 6 , A ZA Z )与 比克氏棉 ( G . b i c k i i P r o k h . Z n =
2 6
,
G
,
G
,
)杂交 , 对二倍体杂种枝条进行染色体加倍处理 , 合成了种子无腺体植株有腺体棉花
异源四倍体新种质 , 结铃性好 , 但低世代胚根异常 s1[ 。 1 9 8 5 年 , 我们用亚洲棉和司笃克氏棉 ( .G
s t oc 走5 11 M a s t e r S e x H o o k e r , z n = 2 6 , E I E , )杂交 ,获得二倍体杂种 。 种子经秋水仙素处理加倍 ,
获得可育的异源四倍体 ( 2n 一 5 2 , A ZA Z E , E , ) , 结铃正常 。 本文主要报道对合成的异源 四倍体
(亚洲棉 x 司笃克氏棉 )后代 (以 下简称四倍体亚 x 司 )的植物学形态特性及主要农艺性状的观
察结果 。
1 材料与方法
1 9 8 5 年在中棉所海南岛棉花野生种种植园用我们选育的紫茎 、 白花 、 花瓣基部无红心的
亚洲棉品种与野生种司笃克氏棉杂交 ,获得杂种种子 。 1 9 8 6 年用 0 . 2%秋水仙素水溶液处理种
子 ,播种后获得四倍体杂种一代 , 经短 日照处理后结铃正常 , 克服了异源二倍体杂种一代不育
的困难 , 已有遗传性状稳定 、 结铃性好的高世代群体 。 多年来 , 我们在武汉地区 4 月中旬播种 ,
对不同世代的 5一 7 叶期植株现蕾前分别进行 2 种处理 , 一部分植株每天短 日照处理 10 h , 另
一部分置于 自然光照条件下 。 对不同条件下各代植株的形态特性和主要农艺性状进行了观察
比较 。
2 结果与分析
收稿日期 : 1 9 9 5一 0 1一 0 6
, 农业部 “ 八 · 五 ” 攻关资助项 目
聂以春 , 男 , 1 9 5 3 年生 , 讲师 . 工作单位 : 华中农业大学农学系 , 武汉 4 3 0 0 7 0
3 3 4华中农业大学学报 第 1 4卷
2
.
1 异源四倍体 (亚 又 司 ) 新种质的形态特征
一年生 。 植株塔形 ,茎和枝条深褐色 , F部叶枝多且旺盛 。 果枝着生节位 13 一 18 之间 , 每
个果枝 1一 3 个果节 。 叶较大 ,掌状 , 3一 5 裂 , 裂片全缘略尖 ,叶裂基部折叠 , 表面粗糙 , 叶肉较
厚 , 宽大于 长 ,具明显的油腺点和叶蜜腺 。 花较大 ,花冠黄色 , 5 瓣 ,基部有鲜艳红心 。 柱头超 出
雄蕊管 2一 6 m m ,黄色花药 。 苞叶三角形 ,有 n 一 13 个小齿 。 粤片杯状 , 有 5 个不 明显微波状
齿 。 铃圆带尖 , 铃面油腺明显 , 3 室 ,每室 2一 3粒种子 , 种皮硬 ,纤维呈浅褐色 。 在调查的主要形
态中 ,异源四倍体种质介于 中棉与司笃克氏棉之间 , 偏中佩 ,少数性状超亲 。 如叶面粗糙 , 叶肉
较厚 ,成熟叶裂基折叠较大等 。
2
.
2 不同光照时间处理对异源四倍体的主要农艺性状的影响
1) 各世代生育期 比较 。 对异源四倍体 F 3一 F 。 生育期观察结果列于表 1 。 在武汉地区 4 月
中旬播种 , 不同世代播种至出苗需 7一 12 d , 比陆地棉常规品种约推迟 s d 左右 ,造成出苗迟的
主要原因是种皮较硬 ,吸水难 、 胚根不易伸出种皮所致 。 当各世代棉苗生长到 5一 7 叶时 , 分别
进行 10 h 短 日照处理和 自然光照处理 , 发现短 日照处理不同世代植株现蕾比 自然光照处理提
前 7一 10 d 。 现蕾后 , 开花期和铃期在 2 种处理中无明显差别 。 说明四倍体 (亚 x 司 )在现蕾前
对短 日照有一定要求 ,现蕾后不敏感 。
表 1 异源四倍体 (亚 义司 ) 3F 一 9F 生育期观察
T a b l e 1 o b s e r v a t i o n o f 拜r o w t h s t a g e i n F 3 ~ F , o f a l l o t e t r a P l o i d o f G · a br o r e顺 火 G · s t o e k s i i d
生育时期
〔分r o w t h s r a g e
处理
T r e a t m e n t
F : F
4
F o F 6 F ; F S F g
苗期
S e e d l i n g s t a 只e
5 5 2 ) 68 6 8 6 9 7 0 6 9 6 8 68
N S 7 7 7 6 7 7 77 7 7 7 6 7 6
蕾期
S q
u a r e s t a g
S S
N S
2 2~ 2 3
2 2 ~ 2 3
2 2~ 2 3 2 1~ 2 2
2 2~ 2 3 2 1~ 2 2
2 1~ 2 2
2 1~ 2 2
2 1~ 2 2
2 1~ 2 2
2 1~ 2 2
2 1~ 2 2
2 1~ 2 2
2 1~ 2 2
花铃期
F l o w e r
一卜( ) 11 s t a g e
S S
N S
3 7~ 3 8
3 7~ 3 8
3 7~ 3 8
3 7 ~ 3 8
3 8 ~ 3 9
3 8 ~ 3 9
3 8~ 3 9
3 8~ 3 9
3 9~ 4 0
3 9~ 4 0
3 8~ 3 9
3 8~ 3 9
38 ~ 39
38~ 3 9
出苗至吐絮
E 0 1 )
S S
N S
】2 7~ 1 2 8
1 3 6~ 1 3 7
12 7 ~ 12 8
13 5 ~ 13 6
{ 2 8 ~ 12 9
13 6 ~ 1 3 7
1 2 9~ 1 3 0
1 3 6~ 1 3 7
1 2 9~ 1 3 0
1 3 8~ 1 3 9
1 2 7~ 12 8
13 5一 13 6
12 7 ~ 12 8
1 35 ~ 13 6
l ) E O
: 出苗至 吐絮 E m e r g e n e e o f s e e d l i n g t o b o l l o p e n l n g
2 ) 5 5
: 短 日照 S h o r t s u n l ,g h r ; N S : 自然光照 N a t u r e s飞」n l: : 、 g h t
2) 不同世代主要农 艺性状观察 。 对四倍体 (亚 火 司 ) F ;一 F 。 主要农艺性状观察结果列于表
2
。 短 日照可使不同 世代的植株略变矮 , 果枝着生节位降低 2一 3 节 , 单株结铃提高 2一 4 倍 。 2
种处理的单株果枝数 、 单铃重 、 单铃种子粒数 、 衣分和子指无明显差异 。 短 日照处理比自然光照
处理现蕾早 ,现蕾和开花数多 , 最后单株结铃数增加 。 从结铃分布看 , 2 种处理的不同世代植株
上的铃主要着生在中下部果枝 七 。 「部的营养枝 8 月中下旬后开始现蕾 , 开花正常 , 可结 1一 3
铃 。 同一处理不同世代单株随着 自交代数的增加 , 单株结铃有逐步增 多的趋势 ,但不同年份有
出入 。
3) 高世代纤维品质测定 。 1 9 9 2 年和 1 9 9 3 年经中国农科院棉花所纤检室对异源四倍体的
F
7 和 F S 纤维 品质测定 , 2 个高世代材料的纤维较短 , 纤维强力大 , 伸长率较高 , 纤维较细 (表
第 4期 聂 以春等 :棉属异源四倍体 (亚洲棉 x司笃克氏棉 ) 的植物形 态及农艺性状研究 3 3 5
3 )
表 2异源 四倍体 (亚 x司 ) F。一9 F生育期观察
Ta b le 1 C o m Pa ri s i o no f略 ro nom i c e ha a e r te s ri n F一 F一 o fa l lo te ta r P lo i G d .a r bo e r翻 XG .s to e k s i i
性状 ` ’
T ra i t
F
4
F5 F 6 F7 Fs F
,
株高 c/ m
P l a n t h e ig h t
果枝着生节位
S N
1 3 0~ 1 4 0
1 3 8~ 14 9
1 3 3~ 1 4 1
1 4 0~ 1 5 1
13 5 ~ 14 2
13 7 ~ 1 5 5
1 3 7~ 1 4 2
1 4 0~ 1 5 1
1 3~ 18
1 5 ~ 18
13 ~ 1 6
1 5~ 1 7
12 ~ 18
14 ~ 18
1 2~ 1 6
1 4~ 1 5
12 ~ 18
14 ~ 1 9
1 2~ 1 8
1 4~ 1 9
单株铃数 5 5 10一 15 6~ 1 9 8一 2 4 2 2一 4 5 2 0 ~ 2 5 1 8~ 3 0
N B P N S O~ 8 0一 1 1 0一 1 1 0 ~ 15 0一 1 3 0 ~ 1 2
果枝数 N F B * 14一 1 1 5一 ] 7 1 5一 1 7 1 3一 17 1 5一 1 7 15一 17
铃重 / g 勘 11 w e i g h t * 0 . 5 6 0 . 6 5 0 . 5 5 0 . 6 1 0 . 6 3 0 . 6 4
单铃种子数 eS e d s p e r b o l l * “ , 7 . 4 7 . 4 7 . 9 7 . 8 7 . 5 7 . 8
衣分 /% I i n t p e r e e n t , 2 1 . 6 2 1 . 0 2 0 . 8 2 1 . 1
子指 / 9 eS e d in d e x , 6 . 9 0 6 . 96 6 . 8 3 6 . 8 5
l ) S N
: 果枝着生节位 S t e m n o d e o f i n f r u i t b r a n e h ; N B P : 单株铃数 N o . o f b o l l s p e r p l a n t ; N F B : 果枝数 N o . o f
f r u 一t b r a n e h e s
2 )
` : 短 日照和 自然光照处理结果相同 R e s u l t s o f t r e a tm e n t o f s h o r t s u n l L只h t a n d n a t u r e s u n l Lg h r w e r e : d e n t i e a l
表 3 异源四倍体 (亚 x 司 ) 7F 和 sF 纤维品质比较
T a b l e 1 C o m aP
r i s i o n o f f i悦 r q u a l i t y i n F , a n d F . o f a l l o t e t r a P l o i d G · a br o r e颐 火 G · s t o c k s i i
2
.
5% 跨距长度
2
·
5 % s p a n l e n g t h / m m
整齐度
U n : fo r m : t y /%
比强
S t r e n g rh / g
·
r e x 一 ’
伸长率
E l o n g
a t , o n
/%
麦克隆值
M 一C
F
: 2 3
.
1 4 5
.
5 3 4
.
0 8
.
2 5 4
.
9
F s 2 3
.
7 4 5
.
3 3 4
.
9 7
.
8 5 4
.
8
3 讨 论
3
.
1 远缘杂交是合成新种质的重要途径
利用远缘杂交的方法 ,将 2 个或更多个具有益性状的物种进行组建 , 育成新的种质材料是
可能的 。 二倍体栽培种亚洲棉具有早熟 、 吐絮畅 、 抗病 、 纤维强 力大等优 良性状 , 而二倍体野生
种司笃克 氏棉抗旱 、 不受细菌性病害 、 蚜虫和红蜘蛛影响等特点困 。 我们把亚洲棉和司笃克氏
棉进行杂交 , 通过对种子染色体加倍处理 , 经 l o a 的培育研究 ,合成了一个新的异源四倍体种
质 ,综合了亚洲棉和司笃克 氏棉的遗传性状 ,形态特性和育性稳定 ,结铃性强 。 纤维强力大 , 比
强在 34 9 八ex 左右 , 而异源四倍体陆地棉一般 品种的 比强在 19 一 2 9八e x , 细度较 好 , 麦克隆
值为 4 . 8一 4 . 9 , 用合成的异源 四倍体做母本 , 去雄授陆地棉花粉容易获得杂交种子 ,一般杂交
成铃率在 20 %以上 。
3
.
2 合成的异源四倍体新种质的光周期反应
司笃克氏棉原产于阿拉伯半岛东部和巴基斯坦南海岸地区 , 多年生 ,野生性强 ,把它种植
6 3 3华中农业大学学报 第 14 卷
在我国海南省 ,冬季可正常现蕾开花结实 , 〕 。 春季在江苏省南京市川 、 湖北省武汉地 区种植则
需要每天进行 10 h 的短 日照处理才能进行生殖发 育阶段 。 而亚洲棉对光照反应迟钝 ,在我国
各产棉区 , 春季播种 , 夏季和秋季正常结实 。 合成的异源 四倍体 (亚 x 司 )对 日照则有一定要求 ,
短 日照可使生殖生长提前 7一 10 d , 当植株现蕾后不需 要进行短 日照处理 ,可继续现蕾开花 。如
对植株越冬保存 , 次年春季搬 出温室 , 不需短 日照处理 , 可大量现蕾开花 、 结实 。 因为植株越冬 ,
翌年春季嫩芽生长快 , 比短 日照处理的当年播种长出的植株现蕾早 10 一 20 d 。说 明该新种质在
通过冬春季的昼短夜长的季节变化后 , 花器官 已发生了分化 ,很快进入生殖生长阶段 。 在 1 9 9 3
一 1 9 9 4 年种植的 F 7一 F 。 中还发现 ,在 7 月下旬至 8 月上旬的生长季节中 , 自然光照处理 的植
株现蕾后 , 蕾的生长发育 比短 日照处理要慢一些 , 而且落蕾较多 ,这也是自然光照处理结铃少
的原 因之一 ,到 8 月中旬以后 , 2 种处理蕾的发育无什么差异 。 这种现象说明该异源四倍体新
种质的生殖生长发育除了与光周期反应有关外 ,还可能与温度有关 ,这种光周期反应是遗传性
的还是生理上的反应有待进 ·步研究 。
参 考 文 献
H
. 二 . 杜 比宁主编 . 植物育种的遗传学原理 . 赵世绪等译 . 北京 : 科学 出版社 . 1 9 7 4 . 78 一 98
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T H E B O T A N I C A L A N D A G R O N O M I C C H A R A C T E R S
O F N E 、 V A L L O T E T R A P L O I D G E R M P L A SM O F
G O S S Y P I U 再了 A R B 口R E U M 又 G . S T O C K S l l
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J
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, , ; : , e r 、 ; t夕 , W z l h a , , 4 3 0 0 7 0 )
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s t i e s o f a n e w a l l o t e t
r a p l o id s y n
-
t h e s is f r o m G
.
a br o er u阴 又 G . s t o c k s i i w e r e o b s e r v e d . A l l t h e m e a s u r e d e h a r a e t e r i s t ie s w e r e
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.
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.
8一 4 . 9 .
2 3
.
1一 2 3 · 7 m m , a n d f i b e r s t r e n g t h 3 4 · O一 3 4 . 9 9 八e x , w h i l e t h e m i-
T h e b u d d i n g a n d f l o w e r i n g
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u n d e r n a t u r a l e o n d i t io n s
.
T h e
b o l l b y Z一 4 t im e s . T h e r e s u l t
第 4 期 聂以春等 : 棉属异源四倍体 (亚洲棉 x 司笃克氏棉 ) 的植物形态及农艺性状研究 3 3 7
i n di e a t e d t h a t i t s r e s pn oe t os u n li gh t 15 n ot s e n s i t i v e
.
h Te s y n t h e s i
s e a n e r os s w i t h u P l a n d
e ot t on v e r y w e l l
.
It w a s a n e w ge r m P l a s m r e s ou r e e
.
K E Y WO R D S G
os s y P i u m ;i n t e r s pe e i f ie h y br i d ;a l l ot e t r a pl oi d ; b ot a n i e a l m or ph ol oy g ;
a gr on om ie e h a r a e t e r
1 9 9 5 年 7 月 7 日 · 中国工程院院长朱光亚公布了新当选
的中国工程院院士 。 华中农业大学农学系傅廷栋教授光荣当
选 。这是中国工程院成立以来 ,第 1 次增选院士 。 在公布之前 ,
朱光亚院长曾致信傅廷栋教授 ,信中写到 “ 祝贺您 已被增选为
中国工程院院士 ” 。 傅廷栋教授是我国著名的油菜育种专家 ,
他发现的 “ 甘蓝型油菜波里马雄性不育系 ” ,被 国际油菜研究
咨询机构称为当今世界 “ 最好 、 最有应用价值的油菜雄性不育
类型 ” 。 国际油菜研究咨询机构 ( G C I R C , 总部设在巴黎 )在世
界范 围内提名 , 并经投票决定 , 在 1 9 9 1 年于加拿大 S a s k at o n
举行的 , 有近 50 个国家 (地区 ) 的 6 80 多位学者出席的第 8 届
国际油菜会议上 ,授予傅廷栋教授 “ 杰出科学家 ” 奖 。