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牡丹远缘杂交结实特性研究
发布时间:2019
项目名称 牡丹远缘杂交结实特性研究
项目类型 创新训练项目
学科类别 农学——林学类
项目编号 S201910434018
立项年份 2019
联系QQ号
项目组成员 姓 名 年 级 专 业 是否主持人
李业斐2017园林一班第一主持人
肖仲乾2017园林一班
梅全林2017园林一班
刘子晨2017园林一班
指导教师 姓 名 职 称 研究方向
郭先锋 教授 牡丹、芍药等花卉的种质资源评价及创新利用
学术成果

20198月,在指导老师指导下,三下乡小组赴菏泽市,开展有关牡丹栽培养护方面的社会调研,并参观菏泽曹州牡丹园景区,与负责人了解情况,随后撰写社会实践报告,所撰写的报告获评学校优秀实践报告,图为获奖证书。

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项目简介

在前期调查研究基础上,以培育花色珍稀、观赏性状优良、适应性强、童期短等聚合性状优良的后代为育种目标,试图以不同牡丹材料为亲本,配制具有较高或一定杂交亲和性的远缘杂交组合,开展杂交授粉等研究,利用两亲本间基因型差异大且丰富的特点,获得远缘杂种植株;同时,通过对其结实率及其杂交后代生长开花的观察,得出亲和性强的优选杂交组合。

项目特色与创新

(一)特点

远缘杂交是重要的变异来源,是将有利性状转入目标材料从而获得新物种的有效途径,本项目通过对杂交结实特性的研究与分析,验证其杂交亲和性。

本项目利用已有数据与资料,选择合适的品种。一方面双方性状有较大的差异,且含有优良性状的父母本,保证遗传多样性的丰富,获得抗性强、花色正、生长势强的种实;另一方面保证母本本身具有较高结实率。

(二)创新点

远缘杂交杂交组合不仅局限在牡丹各种与品种之间中间,也扩展到了牡丹和芍药间的杂交,对照多种杂交组合所得结果数据,对研究结果有全面的认识与分析。

本次研究并非无选择、无定向性的杂交,而是选择父本花粉活力强、花粉管易萌发以及母本结实特性好的种与品种杂交,在一定程度上保证了杂交的亲和性、后代性状的优越性,为研究提供有力的基础保障。

项目成果

本次实验共选用父本11种、母本16种,组成37组杂交组合,现已均完成授粉、授后管理、种子采集与统计及播种工作。

(一)花粉生活力测定:


本实验分别对11种父本进行花粉活力鉴定。经试验发现, ‘RB01’(图2)、‘中原01’(图3)、‘新品种’(图4)花粉活力较高,分别为89.81%88.37%77.41%(图1),其余花粉活力也均达到60%以上,符合作为杂交组合父本的条件。

                                             图1 花粉萌发率柱状图


(二)杂交后代结实特性:

1.蓇葖果发育状况:

根据对果实的跟踪拍照,定期测量其心皮长度与厚度,对照发育状况,判断各组合杂交果实发育状况。

其中,‘中原01’ב新品种’、‘紫斑02’בRB01’(图5-8)等17个杂交组合(表1)果实发育状况良好,心皮饱满。



1 心皮发育良好组合汇总表

序号

杂交组合

果实发育状况

1

‘凤丹’ב紫斑01

正常

2

‘申光玉露’בRB01

正常

3

‘紫斑01’ב黄牡丹’

正常

4

‘紫斑01’ב岛锦’

正常

5

‘紫斑01’ב中原01

正常

6

‘凤丹’בRB01

正常

7

‘中原01’ב芍药01

正常

8

‘凤丹’ב岛锦’

正常

9

‘天山侠女’בRB01

正常

10

‘中原01’ב新品种’

正常

11

‘天山侠女’ב岛锦’

正常

12

‘申光玉露’ב岛锦’

正常

13

‘紫斑02’ב新品种’

正常

14

‘紫斑02’בRB01

正常

15

‘荷塘映月’ב中原01

正常

16

‘娇妹’× ‘岛锦’

正常

17

‘娇妹’בRB01

正常

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 








 

 

 ‘玉冠彩带’ב中原01’(图9-10)等12个杂交组合果实发育状况不良,授粉一段时间后,停止发育,心皮干瘪。‘海黄’ב紫斑01’、 ‘玉冠彩带’בRB01’等8个组合授粉后不亲和,呈现败育现象。

 

 

2心皮发育不良组合汇总表

序号

杂交组合

果实发育状况

1

‘星光溢彩’בRB01

不良

2

‘紫斑02’ב岛锦’

不良

3

‘星光溢彩’ב岛锦’

不良

4

‘玉冠彩带’ב日月锦’

不良

5

‘海黄’ב芍药02

不良

6

‘艳春’ב岛锦’

不良

7

‘玉冠彩带’ב中原01

不良

8

‘玉冠彩带’ב黄牡丹’

不良

9

‘玉阁藏金’בRB01

不良

10

‘白鹤亮翅’בRB01

不良

11

‘白鹤亮翅’ב岛锦’

不良

12

‘玉阁藏金’ב岛锦’

不良

13

‘艳春’בRB01

败育

14

‘海黄’ב保康’

败育

15

‘海黄’ב荷塘映月’

败育

16

‘海黄’ב紫斑01

败育

17

‘海黄’ב日月锦’

败育

18

‘娇容’בRB01

败育

19

‘文县粉’ב芍药01

败育

20

‘玉冠彩带’בRB01

败育




2.种子特性:

待心皮呈现蟹黄色,摘取蓇葖果,筛选成熟种子,统计并记录结实率。待心皮呈现蟹黄色,摘取蓇葖果,筛选成熟种子,统计并记录结实率。经统计发现,‘凤丹’ב紫斑01’(图11)、凤丹בRB01’(图12)、‘中原01ב 新品种(图13)杂交组合结实率高、种子成熟饱满,证明亲代的亲和性较高。而‘海黄’和‘玉冠彩带’做父本的系列结实率普遍低,出现杂交不亲和,结实率为0的现象。


 

3 远缘杂交结结实统计

 

研究心得

(一)主持人:李业斐

在为期一年的研究中,从立项到查文献学习实验步骤与技巧,再到身体力行的进入项目研究中,团队学习也成长了很多,切实感受到了“学用结合”的魅力。在每次的文献查阅中,对牡丹育种的发展与现状提高了认识;在每次的总结后,都在思想认识中加深了对育种工作的理解。团队深刻体会到了科研态度的严谨性,科学思维的发散性以及育种工作的艰苦性。

牡丹育种工作始终道阻且长,国内牡丹虽然有很多人们喜爱的园艺品种,但是却未足够的重视牡丹野生原种的保护和开发。直到现在尚没制定相应的资源保护法,近年来,牡丹对外贸易迅速发展,国内对出口的牡丹资源没有有效的监控,致使大量优良种子外流,成为国外培育新品种的材料。因此,越来越觉得自己在做有意义、有价值的事情。在实验中,也发现了许多需要继续挖掘的现象及机理,去进一步解决远缘杂交不亲和的难题。

最后,要衷心感谢导师郭先锋教授的悉心指导。郭老师严谨治学的态度以及严格要求的教诲对我们影响深远。实验过程得到了老师的巨大帮助,倾注了老师大量的心血。一路下来,取得的种种成果都离不开全体组员的共同努力,是团结协作互相成就了对方。

(二)成员:刘子晨

通过此次SRT实验,我对于实验有了更深刻的理解,实验并不是一帆风顺的,特别是对于室外植物科研,研究周期很长,一些意外性的事件,比如:大风、强降雨、气候变化等都会对室外植物造成影响。并且每一次实验都是一个部分已知的,那最后的结果虽然在一定预料之内,却又超出了我们的料想,总是能给人带来希望与失望,因此要怀着一颗永远热情的心才能在这条道路上走的更远,才能不断的突破一个个失望。

另外我也意识到知识储备以及动手操作的重要性。研究的过程就是是知识的补充、应用、融汇贯通以致升华的过程,这个过程通过动手操作将其联系在一起,因此对所做实验乃至其衍生知识有一定的储备对于整个实验来说都是至关重要的,并且还要懂得如何将知识应用于实践,用不断的动手操作去深化这一过程

在这一过程最感谢的还是老师以及一些学长学姐的指导。他们不但教会了我们很多新知识,更教会了我们科学研究的态度。我想这正是我这大学四年所不曾体会到的,我想在我未来的不管是科研还是其它道路上,这都将是我难得财富。

(三)成员:梅全林

经过了长期的实验过程,我们最后得到了部分杂交组合的亲和性,由于周期较短,没有挑选出比较有代表性优良单株。

但是自己参加了完整的一个项目,熟悉了杂交授粉的整个过程,从去雄,授粉,套袋,再到种子收获,看到苗子发芽真的还挺开心的。从个人成长的角度,我觉得对我个人而言还是有挺大收获的,从以前较为机械的工作,到后来慢慢考虑实验的机理以及背后的逻辑。学到了很多,还有团队的合作精神,谢谢团队每位成员的努力。希望在以后的工作中能够吸取经验,继续成长。

(四)成员:肖仲乾

在一年多的SRT实验进展过程中,从一开始的好奇、茫然到后期的井井有条,我受到了前所未有的锻炼,经过这段时间的充实和锻炼,不仅学到了更深入的相关专业知识,在一定程度上也提高了动手实验能力,为以后的科研道路埋下了一棵种子。

在准备阶段,很多资料是需要自己去查阅搜寻,很多仪器、设备和试验方法都是第一次接触,在研究操作过程的时候,动手能力也得到了相应的提升。实验过程也不是一帆风顺的面对实验中一次又一次的突发和意外情况,,在责任心驱使下,明白了做研究的过程并没有多少乐趣可言,这其中给我带来的最大动力除了即将得出的研究成果,就是责任心,要以负责的态度对待科研的每一个环节。不断积累经验,在研究过程中,有导师的指导,也有小组成员的合作与帮助,在这个过程中,遇到困难,解决困难,分析记录困难之后的客观规律,具体问题具体分析,花时间琢磨出来的经验会一直伴随着我们的科研过程。良好的分工协作也是能得到最终实验结果的一个重要因素。小组成员不定时都有课,在合理分工协调、分配任务后,各司其职,为实验的稳步进行打下了坚实的基础。

完成了一整个SRT流程,深入了牡丹杂交授粉一定方面的专业知识,尤其感谢学校及学院给我们本科生提供了这样一个能够锻炼丰富我们科研生活的平台。使我们的思维和动手实践能力得到了训练,不仅对我们以后深造有着深远的意义,同时提高我处理事情的能力也有十分重要的作用。

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