低温诱导毛白杨花粉染色体加倍选育三倍体

摘要

【目的】建立低温诱导毛白杨花粉染色体加倍选育三倍体的技术体系，为林木三倍体育种提供理论指导。【方法】以山西朔州的毛白杨为研究对象，利用醋酸洋红染色法，在掌握雄花芽减数分裂规律的基础上，施加4℃低温处理毛白杨雄花芽，诱导产生2n花粉；利用免疫荧光技术研究低温胁迫处理条件下花粉母细胞微管骨架动态变化，探索低温诱导毛白杨花粉染色体加倍的内在机制；利用获得的低温诱导型2n花粉与毛白杨雌株进行授粉杂交，通过流式细胞仪和体细胞染色体计数法检测倍性，筛选获得三倍体。【结果】（1）毛白杨花粉母细胞在温室水培条件下完成减数分裂需4～5 d，其花粉母细胞减数分裂进程与雄花芽外部形态和花药颜色变化有着明显的对应关系。（2）减数分裂时期和持续处理时间对毛白杨2n花粉诱导率具有显著影响；处理时期与持续处理时间的交互作用对毛白杨2n花粉诱导率无显著影响。（3）利用4℃低温对发育至减数分裂Ⅱ中期的花粉母细胞进行2 d的持续处理是低温诱导毛白杨花粉染色体加倍，获得2n花粉的最佳处理组合，最高可获得9.51%的2n花粉。（4）利用获得的低温诱导型2n花粉与毛白杨雌株进行授粉杂交，筛选获得1株三倍体。（5）4℃低温处理可干扰花粉母细胞减数分裂Ⅱ末期辐射状微管的形成，导致四分体时期相邻子核之间的微管部分缺失。【结论】本研究首次利用低温诱导获得毛白杨2n花粉，并通过低温诱导型2n花粉杂交成功筛选获得三倍体1株，验证了利用低温诱导杨树花粉染色体加倍选育三倍体的可行性。

关键词

毛白杨 / 低温胁迫 / 染色体加倍 / 2n花粉 / 微管 / 三倍体选育

基金资助

“十四五”国家重点研发计划（2021YFD2200105）