地被菊早花与抗旱育种及早花相关AFLP分子标记筛选

【摘要】地被菊作为近年来培育的新型开花地被植物,因其植株紧凑、低矮、花量大、抗性强等优势在园林应用中具有巨大潜力和前景。但现有地被菊品种巾早花品种较少；且部分品种的抗旱性较差。因此,为了培育早花和抗早性优良的地被菊新品种,本研究对菊花野生种质资源进行野外调查、收集和整理,建立菊花野生种质资源圃和地被菊品种资源圃。在对种质资源进行遗传多样性研究的基础上,以早花和优良抗旱性为主要育种目标,兼顾株型低矮、叶色奇特以及香花,开展了地被菊杂交育种研究,对杂交后代主要观赏性状遗传特点进行了分析。同时,利用野生种质资源和地被菊品种进行远缘杂交研究,对远缘杂交亲和性进行分析,通过胚拯救,获取远缘杂交后代,并对其杂种真实性进行了鉴定。构建花期分离广泛的F1杂交群体,选取极端个体,借助混合分群分析法,筛选了地被菊品种花期相关的AFLP分子标记。主要研究结论如下：1.在内蒙古、云南、四川和贵州四省的8个区域内进行菊花野生种质资源调查,以早花和优良抗旱性为目标性状,采集了7个菊属及其近缘属的野生种,结合对已有野生种质资源和地被菊品种资源的整理,建立野生种质资源圃,内有野生种22个,包括不同地理来源的材料共28份；建立地被菊品种资源圃,内有地被菊品种(或育种材料)62个。筛选出6个早花地被菊品种和17个抗旱性优良的野生种。2.建立并优化了AFLP反应体系,筛选出19个多态性丰富的引物对,对12份菊属及其近缘属野生种质资源以及62份地被菊品种资源进行AFLP遗传多样性分析。74份种质材料的遗传相似性系数变异范围为0.564～0.891,共得到452个多态性位点,平均每对引物得到23.8个多态性位点,表明在菊花种质资源中存在丰富的遗传多样性。聚类分析结果表明：野生种在遗传相似性系数0.66处可分为两大类,其聚类结果和供试材料的传统分类学地位以及地理来源高度相关。对所有供试材料进行聚类时,分组结果比较复杂,表现出和材料之间亲缘关系的高度相关性,以及和供试材料瓣型的一定相关性。3.以早花、优良抗旱性为育种目标,进行地被菊品种遗传改良研究。对子代的主要观赏性状遗传特点进行分析,结果表明：花色遗传上,黄色遗传力高于白色；亲本有跳色性状的后代花色变异广泛,但绝大多数表现为跳色性状。花径遗传杂种优势比较明显,尤其品种间杂交,能有效增大花径。株高和冠幅主要介于双亲之间,也有低亲和超亲现象出现。花期遗传特点表现为：秋菊和秋菊杂交,80%左右的后代花期和亲本相近,20%左右的后代表现为晚花。而两个地被菊早花品种杂交,F1花期出现明显分离,其中10.1%的后代表现为比亲本花期提前；8.8%的后代花期比亲本延迟；而大部分后代(81.1%)的花期和亲本接近。优选出了一批株型低矮、花期早、叶片和花序观赏性状突出的优良株系。4.远缘杂交亲和性研究结果表明：地被菊品种之间的杂交亲和性普遍较好；野生种和地被菊品种间杂交：矶菊和毛华菊与地被菊品种亲和性较好,长裂太行菊和甘菊与地被菊品种亲和性较差。野生种与野生种杂交：亲本染色体倍性相同或相近的种杂交亲和性相对较高,当亲本倍性差异较大时,母本倍性低,父本倍性高时结实率较高；母本倍性低而父本倍性高时多表现为不结实或结实少。5.初步建立了菊属植物远缘杂交胚拯救体系,筛选出培养基MS+BA1.5mg·L-1+NAA2.0mg·L-1对三个杂交组合进行幼胚拯救。结果表明：出愈率和成苗率大小主要受杂交亲本的亲缘关系影响,最佳子房培养时期各有不同,从授粉后16d-24d不等。对获得的胚拯救幼苗进行了形态学和AFLP分子鉴定,确定了杂种的真实性。6.以地被菊品种‘米白早’和‘七月桃花’杂交,对获得的F1群体的花期性状进行统计分析,结果表明后代花期分离广泛,呈连续性分布,并出现低亲和超亲现象。在后代中选取极端早花个体和极端晚花个体作为供试群体,采用混合分群分析法,分别取早晚花个体建立子代早花基因池(ZZ)和子代晚花基因池(ZW),利用筛选出的32对AFLP引物对亲本材料和两个基因池进行扩增,初步筛选出与地被菊花期差异相关联的标记E39/M61-156,并用三个地被菊晚花品种进行验证,计算其与控制早花性状的基因的遗传距离为13.43cM,表明该标记应与早花相关,可用于地被菊早花育种的早期辅助选择。
【作者】陈雪鹃；
【导师】张启翔；
【作者基本信息】北京林业大学，园林植物与观赏园艺，2014，博士
【关键词】地被菊；远缘杂交；遗传多样性；AFLP；花期；

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