百合花卉種間雜交種的培養(yǎng)分析

蔣丹青

（信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院，河南 信陽(yáng) 464000）

1 種間不親和性分析

出現(xiàn)種間不親和性，是因?yàn)橹参锏幕蛐痛嬖诓町?，或生理上存在不協(xié)調(diào)性，在相互傳粉的過(guò)程中，會(huì)造成受精方面的阻礙，無(wú)法順利地形成生活力較高的雜種后代。

百合植物在相同的物種之間，其產(chǎn)生的不親和性較為復(fù)雜，可能會(huì)發(fā)生在不同時(shí)間階段中。一般情況下，大約在60~80 d時(shí)間內(nèi)，就可以完成授粉、花粉萌發(fā)、花粉管生長(zhǎng)、花粉管穿越柱頭，到最后整個(gè)發(fā)育的過(guò)程。在雜交過(guò)程中出現(xiàn)雜交不親和的問(wèn)題，主要是由于種、組以及品種之間存在一定的問(wèn)題?？梢岳秒s種幼胚離體解決該問(wèn)題，但是胚齡較小的幼胚，成功率不高。

1.1 受精前障礙

受精前障礙，會(huì)導(dǎo)致花粉無(wú)法在異種柱頭上進(jìn)行萌發(fā)；或者花粉可以萌發(fā)，但是在花粉管上無(wú)法深入到柱頭中。在花粉管可以正常生長(zhǎng)時(shí)，會(huì)由于其長(zhǎng)度不足，導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)入花房中。類似情況主要是由于花柱的上部和下部出現(xiàn)了抑制，導(dǎo)致受精不佳。對(duì)于受精前的障礙問(wèn)題，可以利用切割花柱的方式很好地解決問(wèn)題。在具體的操作中，需要切去其柱頭表面，促進(jìn)花粉管的正常生長(zhǎng)。

1.2 受精后障礙

出現(xiàn)受精后的障礙，主要是因?yàn)槭芫笥着邿o(wú)法順利地完整發(fā)育，發(fā)育不完整的雜種種子在播種后無(wú)法順利地發(fā)芽生長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致雜種胚胎在早期就出現(xiàn)敗育的情況。差異性較大的種間雜交，其胚以及胚乳的發(fā)育都會(huì)發(fā)生異常。而差異性較小的種間雜交，在進(jìn)行雜交的時(shí)候，會(huì)形成4~7 mm的棒性胚，同時(shí)出現(xiàn)一些白色硬胚乳。

為此，百合屬的植物進(jìn)行雜交時(shí)，所存在的種間不親和性，會(huì)在受精之前植物生長(zhǎng)造成一定的阻礙。同時(shí)也會(huì)在受精之后，對(duì)其胚胎的正常發(fā)育生長(zhǎng)造成一定的影響。

2 種間不親和性克服

2.1 克服受精前障礙

20世紀(jì)20年代對(duì)百合屬種間雜交進(jìn)行了相應(yīng)的報(bào)道，根據(jù)百合遺傳變異性的特點(diǎn)，為百合的雜交培育提供了更多途徑。但是對(duì)于這種遺傳變異性的研究會(huì)受到百合不親和性的限制，為此，當(dāng)下對(duì)種間不親和性進(jìn)行深入地研究。在同組的百合屬中，其雜交培育方式較為簡(jiǎn)單，但是不同組的中間雜交會(huì)受到各種因素的影響，使其在自然條件下雜交不成功。因此，在進(jìn)行雜交的過(guò)程中，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?。在過(guò)去的研究中，提出了采用花粉溫度處理、混合授粉以及先驅(qū)花粉的方式進(jìn)行雜交，以此讓花粉順利地生長(zhǎng)。

2.1.1 蕾期授粉

在開(kāi)花前1~2 d去除雄套袋，并馬上進(jìn)行套袋隔離。當(dāng)下已經(jīng)進(jìn)行了長(zhǎng)期的實(shí)踐研究，均取得了良好的雜交效果。

2.1.2 花粉溫度處理

花粉溫度處理是一種對(duì)花粉的預(yù)處理技術(shù)。在長(zhǎng)期的研究中，發(fā)現(xiàn)不同的溫度、處理時(shí)間對(duì)花粉的授粉有不同程度的影響。過(guò)去學(xué)者對(duì)花粉進(jìn)行預(yù)處理后，使自花授粉變得十分有效，避免了不親和性帶來(lái)的不良影響。但是，日本的研究學(xué)者在進(jìn)行處理時(shí)，其自交不親和性卻不成功。由此可見(jiàn)，處理效果與處理時(shí)間的不同有直接的關(guān)系。在雜交過(guò)程中使用溫度進(jìn)行花粉處理，可以得到較多的果實(shí)以及種子，有效地提升了受精率。

2.1.3 混合授粉

混合授粉就是使用一些親和、自交不親和，或者使用一些種間不親和的花粉進(jìn)行混合授粉，讓親和花粉的花粉管，可以為不親和花粉的花粉管提供良好的生長(zhǎng)環(huán)境。

2.1.4 應(yīng)用花器官的提取物

使用百合柱頭、花柱以及子房中的提取物，使其在授粉之前，就將其放在母本柱頭之上，以此起到提升坐果率的效果，產(chǎn)生大量的種子。在過(guò)去的研究中，有學(xué)者就通過(guò)將百合花器官的提取物進(jìn)行柱頭處理的方式，發(fā)現(xiàn)提取物對(duì)坐果受精的影響程度。

2.1.5 應(yīng)用生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑

主要是應(yīng)用在百合花柱基部或者是去除花瓣以后的子房傷口處，可以提高百合的坐果率。在使用生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑后，可以很好地克服百合不親和性的問(wèn)題，同時(shí)讓不同種間雜交組合的百合進(jìn)行雜交。

2.1.6 熱處理花柱

在授粉前，需要對(duì)花柱進(jìn)行加熱處理，充分提升受精率。在過(guò)去的研究中，有學(xué)者使用熱處理的方式對(duì)花柱進(jìn)行了處理，并有效地避免了雜交障礙對(duì)雜交造成的影響。

2.2 受精后的障礙克服

在種間雜種果實(shí)的生長(zhǎng)中，由于無(wú)法正常發(fā)育，會(huì)出現(xiàn)皺癟、枯黃的情況，主要是由于胚、胚乳出現(xiàn)了一定程度的不親和，導(dǎo)致胚乳敗育，因此，需要在果實(shí)枯黃時(shí)，進(jìn)行立體培養(yǎng)。在雜種胚乳出現(xiàn)完全敗育之前，利用人工培植的方式，提供雜種胚胎所需要的全部營(yíng)養(yǎng)成分，并讓其繼續(xù)進(jìn)行生長(zhǎng)發(fā)育。在雜種子房、胚珠以及雜交胚胎立體培養(yǎng)之后，都需要克服受精之后出現(xiàn)的各種障礙問(wèn)題。

2.2.1 幼胚離體培養(yǎng)

幼胚立體培養(yǎng)技術(shù)的使用，已經(jīng)成為當(dāng)下解決受精障礙的重要方式，因此，也廣泛地應(yīng)用到了培養(yǎng)發(fā)育的拯救過(guò)程中，避免在后期出現(xiàn)不成熟的種間雜種胚。具體的實(shí)驗(yàn)過(guò)程需要在無(wú)菌的條件下進(jìn)行，授粉一定時(shí)間后，一旦出現(xiàn)雜交皺癟的果實(shí)，就需要馬上將果實(shí)摘下，并使用酒精進(jìn)行浸泡處理，將其幼胚放置在培養(yǎng)基上，使用組織培養(yǎng)液進(jìn)行進(jìn)一步的胚胎培養(yǎng)。

2.2.2 子房和培養(yǎng)

子房的培養(yǎng)主要是對(duì)雜交后的子房離體培養(yǎng)，或?qū)ζ淞Ⅲw切片進(jìn)行培養(yǎng)處理。由于處理早期的原胚培養(yǎng)，會(huì)導(dǎo)致胚胎過(guò)小，無(wú)法輕易地從胚珠中進(jìn)行借配。另外，由于沒(méi)有完全處于異養(yǎng)的狀態(tài)，會(huì)對(duì)培養(yǎng)條件有較高的技術(shù)性要求，現(xiàn)有的技術(shù)還無(wú)法滿足此類操作。需要使用子房培養(yǎng)或者胚珠的培養(yǎng)方式，以此讓原胚繼續(xù)生長(zhǎng)，同時(shí)也讓幼胚繼續(xù)發(fā)育完成，并讓雜種胚很好地發(fā)育。雖然在子房切片培養(yǎng)的過(guò)程中，可以一次性地處理多個(gè)胚胎，但是每次子房形成胚胎較少的時(shí)候，其處理效率較低，處理效果也并不良好。而使用胚培養(yǎng)時(shí)，就可以使用一些簡(jiǎn)單的處理方式，處理小型的胚胎。

3 雜種后代真實(shí)性的鑒定方式

3.1 形態(tài)鑒定

形態(tài)鑒定是一種介于雙親之間，同時(shí)結(jié)合雙親的特有形狀，從葉片的顏色、寬窄和花型、花色以及花香進(jìn)行鑒定，都屬于中間型的特征，同時(shí)F1代表現(xiàn)出高度不育的問(wèn)題。

3.2 染色體鑒定

染色體鑒定是一種從細(xì)胞生物學(xué)的角度進(jìn)行鑒定的方法，對(duì)其雜種的真實(shí)性進(jìn)行鑒定分析。從核型的角度，其大多數(shù)的F1代根尖染色體都是雙親染色體數(shù)目的平均數(shù)，可以充分的表現(xiàn)出多種雜種核型特征。

3.3 同工酶酶譜分析鑒定

這種方法是由于雜種后代的同工酶的特征介于雙親之間，導(dǎo)致大多數(shù)的親本酶都會(huì)在F1代中表現(xiàn)出來(lái)。這種方法已經(jīng)成為當(dāng)下高效、快速以及準(zhǔn)確的一種分析方式。

4 結(jié)語(yǔ)

為了讓雜交后代有較高的生活力，需要對(duì)其雜交特性進(jìn)行分析，充分了解雜交過(guò)程的基本原理，避免受到雜交障礙的影響，保障雜交后代的健康性，滿足雜交的基本需求。