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‘红蕴’含笑(Michelia platypetala ‘Hongyun’)和‘粉蕴’含笑(Micheliaplatypetala ‘Fenyun’)是课题组前期从木兰科(Magnoliaceae)含笑属(Michelia)阔瓣含笑(Micheliaplatypetala)中选育出来的优良品种,二者兼具观赏价值与生态潜力但自然条件下坐果率和结籽率偏低,限制了种质资源创新与推广应用。本研究通过系统开展两个品种的开花特性、花色表型特征、花粉与柱头的微观形态、花粉活性、柱头可授性、访花昆虫种类及繁育系统等核心内容,明确揭示其传粉生物学规律,并阐明两品种结实率偏低的原因。然后开展两个品种与含笑(Michelia figo)、紫花含笑(Micheliacrassipes)的杂交育种实验,借助荧光显微镜与石蜡切片技术观察杂交过程花粉管生长情况及胚胎发育情况,明确各组合杂交亲和性,同时对杂交种播种育苗明确最优组合。主要研究结果如下: (1)两个品种均为集中开花特性,‘红蕴’含笑花期1月下旬至3月初、单株花期36~43d,‘粉蕴’含笑花期2月上旬至3月上旬、单株花期28~33d,单花花期均约7d,且开放过程分为花蕾期、开花前期、开花中期、散粉期、衰败期五个时期。‘红蕴’含笑为粉红色系、‘粉蕴’含笑为浅粉色系,花色表型区分明显且花被片不同部位、时期差异显著,两个品种不同时期花部形态指标及花粉、柱头微观形态变化显著。 (2)两个品种均为雌雄异熟且雌蕊先熟,‘红蕴’含笑雌蕊在花蕾期至开花前期柱头可授性最强且乳突细胞发育完全,‘粉蕴’含笑雌蕊在开花中期柱头可授性最强且乳突细胞发育完全。花药均在散粉期开裂散粉且花粉活力于开花中期达到最高,‘红蕴’含笑离体培养法花粉活力61.69%、TTC染色法80.49%,‘粉蕴’含笑离体培养法78.25%、TTC染色法86.21%,二者花粉最适宜贮藏温度均为-80℃;两个品种有效传粉昆虫均仅为东方蜜蜂(Apis cerana),‘红蕴’含笑伴随访花昆虫为摇蚊(Chironomidplumosus)、黑带食蚜蝇(Episyrphus balteatus),‘粉蕴’含笑伴随访花昆虫为黑带食蚜蝇、西花蓟马(Frankliniella occidentalis)且均为无效传粉者。 (3)‘红蕴’含笑OCI值为4、P/O值16475.10~18472.91,‘粉蕴’含笑OCI值为4、P/O值10374.33~11576.76,结合OCI与P/O值初步判定两个品种繁育系统以异交为主、部分自交亲和,需传粉者。自然授粉下均无效果序,‘红蕴’含笑人工自花、同株异花、异株异花授粉坐果率分别为10.00%、15.00%、80.00%,结籽率分别为1.42%、9.83%、70.46%,‘粉蕴’含笑人工授粉坐果率分别为5.00%、20.00%、70.00%,结籽率分别为1.54%、10.48%、77.23%,综合判定两个品种繁育系统以异交为主、自交不亲和,需要传粉者。花部结构限制、雌雄蕊空间分离、有效传粉者种类单一、访花频率低及雌雄异熟是两个品种自然条件下未坐果和未结籽的原因。 (4)‘粉蕴’含笑与含笑正交亲和、与紫花含笑正交不亲和,‘红蕴’含笑与二者正交均不亲和。含笑ב粉蕴’含笑无明显受精前障碍但存在胚胎败育等受精后障碍,含笑ב红蕴’含笑存在花柱道胼胝质堆积等受精前障碍及胚败育,紫花含笑ב粉蕴’含笑和紫花含笑ב红蕴’含笑两个组合均存在花粉管不规则缠绕、胼胝质堆积等受精前障碍及胚败育,这些障碍影响杂交坐果率和种子萌发。
关键词:含笑属;阔瓣含笑;开花特性;传粉生物学;繁育系统;杂交亲和性
两个阔瓣含笑品种传粉生物学及杂交育种研究-园冶杯.pdf
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