为明确楸树(Catalpa bungei)远缘杂交种花器官性状的表型变异程度和变异规律,以12株楸树远缘杂交种为材料,采用方差分析、相关分析、聚类分析等统计分析方法,对楸树远缘杂交种的花期物候特征、花序性状、花朵性状和花色性状指标进行研究.结果表明:楸树远缘杂交种的花期物候特征差异明显,楸梓杂交种为假三叉分枝,花芽分化能力强,嫁接当年持续多轮开花,花期长达100 d以上,表现出母本性状.楸梓杂交种的花器官特征差异显著,花序轴共7～9轮侧枝,主轴为无限花序,侧枝为二歧聚伞花序,从底层到顶层过度为聚伞花序,处于楸树有限花序到梓树无限花序的过渡性状.花总长度、花筒直径、花筒长度、花冠宽度、花梗长度、雌蕊长度、花药长度、雄蕊长度、不育雄蕊长度的变幅分别为35.42～50.36,10.84～16.13,16.57～24.68,31.58～44.87,9.07～31.99,19.44～27.52,4.85～5.89,13.93～21.10,3.66～6.79 mm,变异系数为10.88%～31.02%,多样性指数(H')为1.36～1.93,并以9个性状指标将12株杂交种聚为大花型、中花型、小花型3类.楸树杂交种间花色差异显著,以L*、a*、b*值将12株杂交种的唇瓣花斑颜色聚为3类,分别是粉紫色型、紫红色型和紫色型.

为探究盆栽牡丹植株补偿生长和非结构性碳水化合物(NSC)累积特性,并为盆栽牡丹株型管理提供试验依据.以2年生'洛阳红'嫁接苗为试验材料,考察修根强度、生根剂和绿僵菌浓度对'洛阳红'株型发育和NSC积累的影响,并通过正交试验优化管理措施.结果表明,(1)盆栽牡丹根系发生明显的须根化.(2)各因素对植株生长补偿指数的影响大小依次为修根＞生根剂＞绿僵菌,较优组合为修根25％、浇灌生根剂750 mg/L和绿僵菌2 000万单位/mL,此条件下生长补偿指数和NSC积累量分别比对照提高了 65.14％和33.35％.(3)轻度修根促进了盆栽牡丹植株的补偿生长和NSC累积,而过度修根则抑制作用明显;生根剂显著提高盆栽牡丹根系、叶片的生物量和全株NSC的积累量;绿僵菌对植株生长和全株NSC积累量影响最小.(4)通径分析表明盆栽牡丹老根NSC含量、单株叶面积、老根和木质化新根鲜样质量对植株NSC积累量贡献较大.可见,适度修根及浇灌适量生根剂和绿僵菌液可以促进盆栽牡丹植株的补偿生长和NSC累积,达到生产适度矮化的紧凑型盆栽牡丹苗的目标.

同为杨柳科的柳属和杨属植物对氮素缺乏的形态和生理响应不同.本文通过川滇柳和青杨远缘嫁接,研究不同嫁接组合幼苗在氮缺乏条件下的成活率、生长状况、生物量累积与分配、气体交换参数及非结构性碳水化合物的差异响应,分析杨柳科植物远缘嫁接的可行性及嫁接对植物抗缺氮能力的影响.结果表明:川滇柳和青杨远缘嫁接的亲和性较好,川滇柳/青杨(S/P)和青杨/川滇柳(P/S)嫁接组合的成活率分别为74％和96％;缺氮显著降低了所有嫁接组合幼苗的成活率,其中S/P幼苗的成活率降低最明显,仅为53.3％,而P/S幼苗的成活率为86.7％.无论对照还是缺氮条件下,青杨做接穗的嫁接组合(P/P和P/S)的株高、基茎、生物量积累、净光合速率均大于川滇柳做接穗的嫁接组合(S/S和S/P);缺氮显著减少了所有嫁接组合的生长、生物量及净光合速率.川滇柳做砧木的嫁接组合(S/S和P/S)的根冠比显著高于青杨做砧木的嫁接组合(S/P和P/P),表明川滇柳可将更多的光合产物分配到地下部分,而青杨则将更多的光合产物投入到地上部分.各嫁接组合根中非结构性碳水化合物受缺氮胁迫最明显,除S/P嫁接组合外,P/P、S/S和P/S根中的淀粉、果糖、蔗糖和可溶性总糖浓度均显著升高,且表现为P/P和P/S显著高于S/S和S/P.

以盆栽一年生‘丰后’梅自根苗、山杏为砧木的‘丰后’梅嫁接苗以及山杏自根苗为试材,设置土壤NaCl含量分别为0(CK)、0.3％、0.6％、0.9％、1.2％和1.5％的盐胁迫处理,观测3种植物盐害情况及其叶片细胞膜透性、抗氧化酶活性、有机渗透调节物质含量的变化,并应用隶属函数值法对各盐浓度处理下3种材料叶片的生理指标进行综合评定,以明确它们的耐盐能力,为梅花向盐渍土分布较广的北方地区推广应用,以及梅花繁殖方法及梅花砧木的选择提供理论依据.结果表明:(1)随着土壤中NaCl含量的递增,‘丰后’梅自根苗、‘丰后’梅嫁接苗及山杏的盐害指数和盐害率不断增大,三者盐害指数在50％时土壤NaCl含量分别是0.545％、0.695％和0.705％,表明3种材料耐盐性由强到弱依次为山杏＞‘丰后’梅嫁接苗＞‘丰后’梅自根苗.(2)随着盐胁迫时间的延长,3种植物苗木叶片相对电导率(RC)和丙二醛(MDA)含量整体呈先上升后下降的趋势;‘丰后’梅自根苗过氧化物酶(POD)活性总体呈上升趋势,‘丰后’梅嫁接苗和山杏总体均呈现上升趋势,但个别浓度呈先上升后下降趋势;‘丰后’梅自根苗可溶性糖(SS)含量整体呈现上升趋势,‘丰后’梅嫁接苗和山杏均总体呈先下降后上升趋势,但个别较高浓度呈先上升后下降趋势.(3)隶属函数值法对盐抗性的综合评定结果为:山杏＞‘丰后’梅嫁接苗＞‘丰后’梅自根苗,综合评定结果与3种材料的盐害指数分析结果一致.研究发现,3种植物叶片所受到盐伤害的程度随NaCl胁迫浓度提高而加深,但植株叶片能对中低盐浓度处理产生一定的适应性;以耐盐性较强的山杏作为嫁接砧木后,‘丰后’梅嫁接苗比其自根苗的耐盐性增强,证明嫁接对梅花耐盐性具有一定的促进作用.

该研究以枳砧‘红绵蜜柚’(Hm/Pt)为试验材料,以枳砧‘琯溪蜜柚’(Gx/Pt)和香橙砧‘红绵蜜柚’(Hm/Cj)为对照,测定分析3种砧穗组合蜜柚的光合特性、叶绿素含量差异;利用RT-PCR技术克隆并分析滞绿基因(CgS-GR)表达,为进一步研究枳砧‘红绵蜜柚’嫁接不亲和机理奠定基础.结果显示:(1)枳砧‘红绵蜜柚’嫁接苗净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、叶肉羧化效率明显低于2个对照组合,且3种砧穗组合以上各指标的最大值均出现在嫁接后第98天.(2)3个嫁接组合的叶绿素含量变化趋势一致,但枳砧‘红绵蜜柚’在整个试验期间的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素显著低于2个对照组合.(3)成功克隆获得‘红绵蜜柚’滞绿蛋白SGR调控基因序列,命名为Cg SGR(GenBank登录号:MF945620);CgSGR基因片段长度为816 bp,序列编码一个含有271个氨基酸的蛋白质,分子量为30.62 kD,属于稳定的碱性亲水性蛋白;SGR序列多重比对结果显示,‘红绵蜜柚'CgSGR序列与柑橘属柚、甜橙和克里曼丁橘之间一致性较高,其中‘红绵蜜柚’与柚无碱基差异,与甜橙在第33 bp处有1个变异位点,与克里曼丁橘在33、52、118、159、622和765 bp处有6个变异位点;系统进化树表明,CgSGR与柑橘属甜橙、克里曼丁橘的距离最近,与荔枝关系较近,与其它物种的关系较远.(4)实时荧光定量PCR结果表明,CgSGR基因在香橙砧‘红绵蜜柚’中的表达量总体均低于其他2个组合材料,而嫁接139 d后,3个材料均随着植株黄化,CgSGR基因的表达水平均呈上升趋势,且枳砧‘红绵蜜柚’的CgSGR基因表达显著高于2个对照组合.(5)随着嫁接苗的生长发育,CgSGR的表达水平总体变化趋势与净光合速率、叶绿素的变化趋势相反.研究认为,枳砧‘红绵蜜柚’CgSGR基因的表达量在嫁接苗叶绿素降解过程中上调,其可能参与调控黄化幼苗的叶绿素降解.

以盆栽的杭白菊嫁接苗与扦插苗为材料,采用自然干旱的方法,研究水分胁迫下嫁接对杭白菊叶片渗透调节物质及其代谢关键酶相关基因的表达规律.结果表明,水分胁迫抑制了杭白菊的生长,但嫁接苗可保持较高根系生长量,进而保持较高的叶片含水量和叶片干重,缓解水分胁迫对植株生长的抑制程度.在水分胁迫下,杭白菊叶片活性氧含量、相对电导率和丙二醛含量呈上升趋势,而嫁接苗缓解活性氧胁迫,减轻细胞膜脂质过氧化,降低细胞膜受伤害程度.水分胁迫前期,扦插苗CmP5CR、CmP5CS和Cmδ-OAT基因表达量上调,促进脯氨酸较早积累;同时CmNI、CmAI和,CmSPS基因表达量上调,导致可溶性糖含量增加,进而说明杭白菊扦插苗对水分胁迫更加敏感.极度水分胁迫下,与扦插苗相比,嫁接苗CmP5C基因表达上调,抑制CmProDH彳基因表达,保持相对较高的CmN和CmSPS基因表达量,以维持较高的可溶性糖和脯氨酸合成能力,保证渗透调节的正常进行.短期水分胁迫条件下,嫁接有利于提高杭白菊的耐旱性.

以野生茄(Solanum torvum,托鲁巴姆)为砧木,茄(Solanum melongena)和番茄(So-lanum lycopersicum)为接穗植物,通过田间小区实验,研究了嫁接对重金属Cd在接穗植物地上部分积累的影响,同时探究了元素S对植物Cd积累过程的影响.结果表明:与自根植株相比,对照小区与2 mg·kg-1 Cd处理小区内,嫁接茄植株的茎、叶及果实Cd含量分别减少78.0％、86.3％、93.2％和89.1％、89.5％、92.3％;嫁接番茄植株的茎、叶及果实Cd含量分别减少20.6％、15.5％、10％和79.3％、48.3％、4.2％;同时,嫁接植株(茄、番茄)叶片中的总硫(TS)含量显著减少,其变化趋势与Cd积累变化趋势呈正相关关系.研究证明,特异性砧木可以改变嫁接植株重金属Cd富集性状,不同作物对同一砧木的响应存在种间差异,这种改变与嫁接植株S含量变化密切相关.

为开拓新的花生育种方法,对辐照诱变结合组织培养创造花生新种质、培育新品种进行了研究.以我国北方地区主栽花生品种鲁花11号成熟种子为试材,经快中子辐照处理后取种子胚小叶进行组织培养,通过胚胎发生途径获得再生苗.再生苗经嫁接驯化后移栽田间,83个单株获得种子.后代按系谱法进行选育,从83个再生植株后代中获得了107份突变体,分别在主茎高、分枝数、荚果形状和大小、种皮颜色、内种皮颜色、含油率、蛋白含量等性状上发生了明显变异.从突变体后代中选育出了低油早熟耐涝大花生新品种宇花7号,其产量比亲本鲁花11号增产14％以上;其含油率(47.0％)比鲁花11号低5.1个百分点.宇花7号2016年参加辽宁省新品种登记试验,比对照品种白沙1017平均增产13.8％.2018年通过了国家非主要农作物品种登记,登记号为“GPD花生(2018)370105”.研究结果说明,辐照结合组织培养是创造花生新种质、培育新品种的有效方法.

观赏凤梨原产于美洲热带及亚热带地区,是目前国内外花卉市场上的主要类群之一.本文分别从观赏凤梨的种质资源系统分类、保存与评价利用、遗传与育种研究,以及育种技术等方面进行了综述.目前,观赏凤梨的新品种选育仍以杂交为主.育种目标是苞片色彩丰富、花型多样、叶缘无刺、株型适中、生长期短、抗寒性好等.观赏凤梨杂交障碍主要表现为受精前障碍,受精后障碍则较少发生,切割柱头和花柱嫁接法可以有效克服杂交受精前障碍.由于大多数现行品种的遗传背景十分复杂,难以预见杂交结果,建议今后应加强多倍体育种和分子育种工作.

笔者前期研究发现经干旱胁迫处理后的花生叶片水势与其籽仁含油率呈显著正相关.文中对羟脯氨酸作为水势(渗透压)调节物质用于离体定向筛选花生高油突变体及培育花生新品种进行了研究.以花生品种花育20号胚小叶作为外植体,平阳霉素作为诱变剂添加于体胚诱导培养基上进行离体诱变培养.形成的体胚转移到添加6 mmol/L羟脯氨酸(培养基水势为-2.079 MPa)的体胚萌发和再生培养基上诱导体胚萌发成苗,同时进行高油突变体定向筛选.再生小苗经嫁接移栽田间,从再生植株后代中获得了132份含油率55％以上的高油突变体,其中27份含油率超过58％,2份超过60％.再生植株后代结合系谱育种法育成了高产高油花生新品种宇花9号,在辽宁省花生新品种备案试验中,籽仁产量比对照品种增产14.0％,并通过了国家非主要农作物品种登记.宇花9号含油率达61.05％,比亲本花育20号高11.55个百分点,是目前国际上含油率最高的花生品种.本研究结果表明,利用离体诱变、培养基低水势定向筛选及其再生植株后代结合常规育种法选择是定向培育高油花生品种的有效方法.