科技秀∣绣球小孢子母细胞减数分裂染色体行为及花粉特征研究取得进展

发布时间:2023-09-21     字体大小:    

1、成果简介

 

绣球联盟理事长单位冠军体育(集团)有限责任公司官网(浙江园林资源与环境技术研究院)与南京林业大学(林木遗传与生物技术教育部重点实验室),联合开展绣球母细胞减数分裂染色体行为及花粉特征研究,并建立了绣球花发育的形态学指标与减数分裂进程的对应关系,观测小孢子母细胞减数分裂过程中染色体行为及花粉特征,为绣球种质创新奠定工作基础。本研究在国家林业和草原局重点研发项目(GLM[2021]86)和上海市绿化和市容管理局科研项(G212410)的资助下完成。研究成果论文已在《林业科学》2023年第59卷7期发表。

 


 

2、全文速览

 

绣球(Hydrangea macrophylla)是绣球属(Hydrangea)植物的统称,其花序硕大饱满且花色丰富,观赏价值高,具有耐旱、耐荫等优点,除应用于园林绿化及盆花外,也常用于切花生产。近年来,我国绣球的种植面积和应用范围持续扩大,发展前景十分广阔。我国绣球属植物种质资源丰富,但基础研究和育种工作明显滞后,生产上应用的品种多引自欧洲、美国或日本。为了促进我国绣球产业的持续迅速发展,国家林业和草原局成立了绣球花产业国家创新联盟,联盟将通过各科研单位和企业的联合攻关,实现中国绣球属植物资源在新品种、新产品和新技术上的突破。目前,绣球相关研究主要集中在繁殖技术、栽培适应性、观赏品质等方面,杂交后代小孢子母细胞减数分裂异常现象及花粉活力评估方面的研究也有少量文献报道,然而绣球花发育的形态特征与小孢子母细胞减数分裂进程的对应关系未见报道。

 


 

本研究以绣球‘无尽夏’及2个杂种F1的花序为研究材料,采用卡宝品红压片法观察花粉母细胞减数分裂过程,确定花发育与减数分裂进程之间的相关性,并观察统计小孢子母细胞减数分裂过程的异常现象及花粉特征,旨在为绣球的杂交育种工作提供细胞学依据。

 

 

 

绣球‘无尽夏’花序边缘的装饰花微微开放,可育花的花蕾直径3~4 mm,花药宽约0.5mm,长约1mm,此时花粉母细胞进入粗线期,该形态学指标可以作为绣球离瓣组花粉母细胞减数分裂的标志,在这时对花序进行物理或化学处理,可以诱导2n配子发生。离体条件下,绣球‘无尽夏’及H.macrophylla ‘Taube’× H.macrophylla ‘Veitchii’杂种F1的花粉萌发率分别为25.15%和16.26%,萌发率较高,因此,在进一步杂交育种工作中,绣球‘无尽夏’及H.macrophylla ‘Taube’ × H. macrophylla ‘Veitchii’杂种F1既可以用作父本也可以用作母本。

 

图 1 绣球‘无尽夏’小孢子母细胞减数分裂过程

 

图2   绣球‘无尽夏’花粉母细胞减数分裂进程与花形态特征的关系

 

图3   绣球H.macrophylla ‘Magical Jade’ ×H.chinensis减数分裂过程中的异常现象

 

图4   绣球 H. macrophylla ‘Taube’ ×H. macrophylla ‘Veitchii’减数分裂过程中的异常现象