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辣椒是我国最重要的蔬菜作物之一.花药培养技术作为一种新的育种途径,已经逐步应用于辣椒新品种的选育.本试验以辣椒花药培养再生株群体为研究对象,首先对影响胚状体发生的主要因素一基因型开展分析;其次通过采用细胞学观察、农艺性状调查及分子标记手段对再生植株群体在形态及基因组构成上的遗传多样性和聚类情况进行分析.本研究结果有利于确立育种目标、指导供体材料的选择、预测再生株的表型和提高目的材料比率,对提高辣椒单倍体育种的效率具有重要意义.
2003年至2005年对53份供体材料的花药培养结果表明:辣椒花药培养的胚发生率平均为11.3﹪.春季花药培养的出胚率高于秋季的出胚率.中早熟类型的辣椒供体总体出胚率最高,平均为11.9﹪:中熟类型平均为11.2﹪;早熟类型平均为9.1﹪;晚熟类型最低,平均为5.1﹪.灯笼形甜椒总体出胚率最高,平均为11.4﹪;锥牛角形辣椒次之,平均为9.4﹪1羊角形辣椒最低,平均为4.6﹪.同一类型辣椒供体不同基因型材料的出胚率差异很大,说明辣椒花药培养胚状体诱导能力对基因型有很强的依赖性.
采用流式细胞仪和染色体计数对110份辣椒花药培养再生株进行的倍性鉴定结果表明:再生株倍性构成以单倍体和二倍体为主,分别占70﹪和23﹪,三倍体约为0.91﹪,混倍体约为2.73﹪、非整倍体约为2.73﹪.单倍体的自然加倍率约为23﹪.试验中观察到染色体倍性在不同检测组织器官中的差异现象,说明对同一材料不同器官进行倍性检测以确定植株倍性的必要性,以及植株上部器官的染色体倍性对于结籽能力的决定性.流式细胞仪检测和根尖染色体计数检测有很高的吻合度,约95﹪,因此流式细胞仪可以很好的应用于辣椒倍性的快速检测.辣椒单倍体花粉母细胞在第一次减数分裂和第二次减数分裂中出现了多种染色体异常行为,小孢子中不平衡的染色体组成导致不能发育成正常的花粉粒,因此绝大多数单倍体花粉败育,植株高度不育.
本研究对3个辣椒花药培养再生株群体的主要农艺性状和抗病性进行了测量和统计分析.结果表明:通过辣椒花药培养可以加速纯化杂合体,获得不同的纯合重组基因型株系.辣椒花药培养再生株群体的农艺性状存在基因型偏性.再生株群体的单果重、商品果纵径、果形指数这3个性状都表现为低于供体,株高、株幅、首花节位、商品果横径这4个性状都表现为近似丁供体.通过单倍体培养途径可以得到不同颜色层次的老熟果色的辣椒纯系.本试验通过对一个耐TMV和CMV的亲本与一个感TMV和CMV的亲本的杂交后代进行花药培养并对其DH株系后代进行苗期接种抗病鉴定,获得1个兼具TMV和CMV抗性的株系.证明了单倍体培养途径可以创造新的超亲抗病种质.
利用SRAP标记,对一个再生株群体的93个株系进行了遗传多样性及其聚类的初步分析.6对引物一共扩增出12个多态性位点,卡平方适合性测验表明:再生株中的41.6﹪多态性位点发生了偏分离.再生株遗传多样性的分子标记初步研究表明:辣椒花药培养再生株的基因型构成大致分为三类,即基因型构成近似于供体父本、基因型构成近似于供体母本、基因型构成处于供体双亲之间,其中前两类所占比例较大,约占77.4﹪.再生株的基因型构成直接反映了减数分裂后能被诱导的小孢子的基因组构成.