园艺学报 ›› 2023, Vol. 50 ›› Issue (7): 1444-1454.doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2022-0413
收稿日期:
2023-02-24
修回日期:
2023-05-23
出版日期:
2023-07-25
发布日期:
2023-07-26
通讯作者:
基金资助:
ZHONG Yuan, DU Mingjie, CHENG Fangyun*(), LI Kunyan, JI Runze, CUI Jun
Received:
2023-02-24
Revised:
2023-05-23
Published:
2023-07-25
Online:
2023-07-26
摘要:
通过核型分析首次发现3个牡丹异源四倍体,并通过杂交试验分析其育性特点与育种潜力。分析表明,3个材料均具有20条染色体。核型公式,材料07-LB-30为2n = 4x = 20 = 16m(1SAT)+ 4st(1SAT),07-LB-22为2n = 4x = 20 = 15m(1SAT)+ 1sm(1SAT)+ 4st(3SAT),07-LB-56为2n = 4x = 20 = 16m(3SAT)+ 4st。杂交试验表明,07-LB-30分别作父、母本均具良好育性,是优良亲本材料;07-LB-22是雄性不育的优良母本,具有重要育种价值;07-LB-56虽然作母本不育,但作父本有一定育性,是培育重瓣多倍体牡丹的重要材料。
钟原, 杜明杰, 成仿云, 李坤彦, 季润泽, 崔珺. 牡丹异源四倍体核型和育性分析[J]. 园艺学报, 2023, 50(7): 1444-1454.
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材料Material | 雌蕊形态 Pistil morphology | 心皮数Carpel number | 花药形态Anther form | 花粉量Pollen quantity |
---|---|---|---|---|
07-LB-30 | 正常Normal | 3 ~ 5 | 大而饱满Big and full | 多Abundant |
07-LB-22 | 正常Normal | 3 ~ 5 | 干瘪Wizened | 无None |
07-LB-56 | 畸形Abnormal | > 5 | 瘦小Thin and small | 少A little |
表1 供试3个牡丹材料的雌、雄蕊特征
Table 1 Pistil and stamen features of three tested tree peonies
材料Material | 雌蕊形态 Pistil morphology | 心皮数Carpel number | 花药形态Anther form | 花粉量Pollen quantity |
---|---|---|---|---|
07-LB-30 | 正常Normal | 3 ~ 5 | 大而饱满Big and full | 多Abundant |
07-LB-22 | 正常Normal | 3 ~ 5 | 干瘪Wizened | 无None |
07-LB-56 | 畸形Abnormal | > 5 | 瘦小Thin and small | 少A little |
图3 牡丹3个异源四倍体的随体染色体 a:07-LB-30,随体位于第16、17条染色体短臂上;b、c:07-LB-22,随体位于第15、16、17、19、20条染色体短臂上;d ~ f:07-LB-56,随体位于第13、14、16条染色体短臂上。
Fig. 3 Satellite chromosomes of three allotetraploid tree peonies a:07-LB-30,satellites are located on the short arms of chromosome 16 and 17;b,c:07-LB-22,satellites are located on the short arms of chromosome 15,16,17,19 and 20;d-f:07-LB-56,satellites are located on the short arms of chromosome 13,14 and 16.
染色体序号 Chromosome No. | 07-LB-30 | 07-LB-22 | 07-LB-56 | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
相对长度/% Relative length | 臂比 Arm ratio | 类型 Type | 相对长度/% Relative length | 臂比 Arm ratio | 类型 Type | 相对长度/% Relative length | 臂比 Arm ratio | 类型 Type | |
1 | 6.27 ± 0.34 | 1.39 ± 0.14 | m | 6.19 ± 0.28 | 1.44 ± 0.30 | m | 5.88 ± 0.19 | 1.47 ± 0.10 | m |
2 | 6.02 ± 0.28 | 1.13 ± 0.15 | m | 5.93 ± 0.26 | 1.36 ± 0.15 | m | 5.67 ± 0.10 | 1.20 ± 0.13 | m |
3 | 5.82 ± 0.14 | 1.23 ± 0.19 | m | 5.80 ± 0.21 | 1.15 ± 0.11 | m | 5.63 ± 0.11 | 1.53 ± 0.17 | m |
4 | 5.66 ± 0.18 | 1.21 ± 0.15 | m | 5.70 ± 0.16 | 1.51 ± 0.29 | m | 5.54 ± 0.06 | 1.22 ± 0.17 | m |
5 | 5.53 ± 0.11 | 1.61 ± 0.23 | m | 5.56 ± 0.13 | 1.22 ± 0.15 | m | 5.47 ± 0.05 | 1.19 ± 0.09 | m |
6 | 5.43 ± 0.13 | 1.24 ± 0.18 | m | 5.49 ± 0.14 | 1.32 ± 0.26 | m | 5.41 ± 0.05 | 1.13 ± 0.09 | m |
7 | 5.24 ± 0.10 | 1.60 ± 0.23 | m | 5.37 ± 0.09 | 1.22 ± 0.16 | m | 5.34 ± 0.11 | 1.36 ± 0.18 | m |
8 | 5.19 ± 0.11 | 1.21 ± 0.20 | m | 5.25 ± 0.07 | 1.44 ± 0.27 | m | 5.32 ± 0.11 | 1.12 ± 0.06 | m |
9 | 5.06 ± 0.12 | 1.60 ± 0.18 | m | 5.15 ± 0.08 | 1.28 ± 0.20 | m | 5.20 ± 0.08 | 1.27 ± 0.07 | m |
10 | 5.05 ± 0.11 | 1.27 ± 0.23 | m | 5.06 ± 0.08 | 1.24 ± 0.14 | m | 5.16 ± 0.10 | 1.11 ± 0.07 | m |
11 | 4.92 ± 0.11 | 1.32 ± 0.25 | m | 4.99 ± 0.05 | 1.35 ± 0.24 | m | 5.08 ± 0.09 | 1.37 ± 0.22 | m |
12 | 4.86 ± 0.12 | 1.30 ± 0.22 | m | 4.93 ± 0.06 | 1.25 ± 0.19 | m | 4.98 ± 0.07 | 1.48 ± 0.16 | m |
13 | 4.78 ± 0.12 | 1.48 ± 0.27 | m | 4.87 ± 0.09 | 1.50 ± 0.19 | m | 4.90 ± 0.06 | 1.55 ± 0.11 | m* |
14 | 4.68 ± 0.10 | 1.25 ± 0.26 | m | 4.66 ± 0.13 | 1.50 ± 0.18 | m | 4.84 ± 0.14 | 1.14 ± 0.11 | m* |
15 | 4.63 ± 0.17 | 1.58 ± 0.23 | m | 4.50 ± 0.13 | 1.74 ± 0.13 | sm* | 4.75 ± 0.13 | 1.50 ± 0.16 | m |
16 | 4.47 ± 0.16 | 1.57 ± 0.15 | m* | 4.41 ± 0.16 | 1.36 ± 0.18 | m* | 4.50 ± 0.22 | 1.56 ± 0.13 | m* |
17 | 4.30 ± 0.21 | 4.11 ± 0.50 | st* | 4.25 ± 0.21 | 3.78 ± 0.40 | st* | 4.23 ± 0.12 | 3.71 ± 0.18 | st |
18 | 4.17 ± 0.15 | 3.97 ± 0.52 | st | 4.11 ± 0.16 | 4.04 ± 0.52 | st | 4.19 ± 0.17 | 4.11 ± 0.30 | st |
19 | 4.03 ± 0.15 | 3.49 ± 0.36 | st | 3.96 ± 0.11 | 3.81 ± 0.45 | st* | 3.94 ± 0.21 | 3.90 ± 0.40 | st |
20 | 3.88 ± 0.17 | 3.63 ± 0.19 | st | 3.83 ± 0.27 | 3.58 ± 0.48 | st* | 3.94 ± 0.14 | 3.47 ± 0.36 | st |
表2 牡丹3个异源四倍体的染色体核型数据
Table 2 Chromosome karyotype data of three allotetraploid tree peonies
染色体序号 Chromosome No. | 07-LB-30 | 07-LB-22 | 07-LB-56 | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
相对长度/% Relative length | 臂比 Arm ratio | 类型 Type | 相对长度/% Relative length | 臂比 Arm ratio | 类型 Type | 相对长度/% Relative length | 臂比 Arm ratio | 类型 Type | |
1 | 6.27 ± 0.34 | 1.39 ± 0.14 | m | 6.19 ± 0.28 | 1.44 ± 0.30 | m | 5.88 ± 0.19 | 1.47 ± 0.10 | m |
2 | 6.02 ± 0.28 | 1.13 ± 0.15 | m | 5.93 ± 0.26 | 1.36 ± 0.15 | m | 5.67 ± 0.10 | 1.20 ± 0.13 | m |
3 | 5.82 ± 0.14 | 1.23 ± 0.19 | m | 5.80 ± 0.21 | 1.15 ± 0.11 | m | 5.63 ± 0.11 | 1.53 ± 0.17 | m |
4 | 5.66 ± 0.18 | 1.21 ± 0.15 | m | 5.70 ± 0.16 | 1.51 ± 0.29 | m | 5.54 ± 0.06 | 1.22 ± 0.17 | m |
5 | 5.53 ± 0.11 | 1.61 ± 0.23 | m | 5.56 ± 0.13 | 1.22 ± 0.15 | m | 5.47 ± 0.05 | 1.19 ± 0.09 | m |
6 | 5.43 ± 0.13 | 1.24 ± 0.18 | m | 5.49 ± 0.14 | 1.32 ± 0.26 | m | 5.41 ± 0.05 | 1.13 ± 0.09 | m |
7 | 5.24 ± 0.10 | 1.60 ± 0.23 | m | 5.37 ± 0.09 | 1.22 ± 0.16 | m | 5.34 ± 0.11 | 1.36 ± 0.18 | m |
8 | 5.19 ± 0.11 | 1.21 ± 0.20 | m | 5.25 ± 0.07 | 1.44 ± 0.27 | m | 5.32 ± 0.11 | 1.12 ± 0.06 | m |
9 | 5.06 ± 0.12 | 1.60 ± 0.18 | m | 5.15 ± 0.08 | 1.28 ± 0.20 | m | 5.20 ± 0.08 | 1.27 ± 0.07 | m |
10 | 5.05 ± 0.11 | 1.27 ± 0.23 | m | 5.06 ± 0.08 | 1.24 ± 0.14 | m | 5.16 ± 0.10 | 1.11 ± 0.07 | m |
11 | 4.92 ± 0.11 | 1.32 ± 0.25 | m | 4.99 ± 0.05 | 1.35 ± 0.24 | m | 5.08 ± 0.09 | 1.37 ± 0.22 | m |
12 | 4.86 ± 0.12 | 1.30 ± 0.22 | m | 4.93 ± 0.06 | 1.25 ± 0.19 | m | 4.98 ± 0.07 | 1.48 ± 0.16 | m |
13 | 4.78 ± 0.12 | 1.48 ± 0.27 | m | 4.87 ± 0.09 | 1.50 ± 0.19 | m | 4.90 ± 0.06 | 1.55 ± 0.11 | m* |
14 | 4.68 ± 0.10 | 1.25 ± 0.26 | m | 4.66 ± 0.13 | 1.50 ± 0.18 | m | 4.84 ± 0.14 | 1.14 ± 0.11 | m* |
15 | 4.63 ± 0.17 | 1.58 ± 0.23 | m | 4.50 ± 0.13 | 1.74 ± 0.13 | sm* | 4.75 ± 0.13 | 1.50 ± 0.16 | m |
16 | 4.47 ± 0.16 | 1.57 ± 0.15 | m* | 4.41 ± 0.16 | 1.36 ± 0.18 | m* | 4.50 ± 0.22 | 1.56 ± 0.13 | m* |
17 | 4.30 ± 0.21 | 4.11 ± 0.50 | st* | 4.25 ± 0.21 | 3.78 ± 0.40 | st* | 4.23 ± 0.12 | 3.71 ± 0.18 | st |
18 | 4.17 ± 0.15 | 3.97 ± 0.52 | st | 4.11 ± 0.16 | 4.04 ± 0.52 | st | 4.19 ± 0.17 | 4.11 ± 0.30 | st |
19 | 4.03 ± 0.15 | 3.49 ± 0.36 | st | 3.96 ± 0.11 | 3.81 ± 0.45 | st* | 3.94 ± 0.21 | 3.90 ± 0.40 | st |
20 | 3.88 ± 0.17 | 3.63 ± 0.19 | st | 3.83 ± 0.27 | 3.58 ± 0.48 | st* | 3.94 ± 0.14 | 3.47 ± 0.36 | st |
母本 Female parent | 父本 Male parent | 授粉花朵数 Number of pollinated flowers | 结实粒数 Number of plump seeds | 每朵结实粒数 Number of plump seeds per pollinated flower | 杂交年份 Hybrid year |
---|---|---|---|---|---|
07-LB-30 | 07-LB-X6 + 07-LB-33 | 47 | 274 | 5.83 | 2020 |
07-LB-22 | 07-LB-30 | 7 | 30 | 4.29 | 2019 |
07-LB-X6 + 07-LB-30 | 42 | 253 | 6.02 | 2020 | |
小计Subtotal | 49 | 283 | 5.78 | ||
07-LB-56 | 07-LB-X6 + 07-LB-30 | 30 | 9 | 0.30 | 2020 |
表3 异源四倍体牡丹作为母本与其他高代杂种牡丹的杂交结实率
Table 3 Seed setting rate of allotetraploid tree peony as female parent in crosses with other advanced generation hybrid tree peonies
母本 Female parent | 父本 Male parent | 授粉花朵数 Number of pollinated flowers | 结实粒数 Number of plump seeds | 每朵结实粒数 Number of plump seeds per pollinated flower | 杂交年份 Hybrid year |
---|---|---|---|---|---|
07-LB-30 | 07-LB-X6 + 07-LB-33 | 47 | 274 | 5.83 | 2020 |
07-LB-22 | 07-LB-30 | 7 | 30 | 4.29 | 2019 |
07-LB-X6 + 07-LB-30 | 42 | 253 | 6.02 | 2020 | |
小计Subtotal | 49 | 283 | 5.78 | ||
07-LB-56 | 07-LB-X6 + 07-LB-30 | 30 | 9 | 0.30 | 2020 |
父本 Male parent | 母本(芍药) Female parent(Paeonia lactiflora) | 授粉花朵数 Number of pollinated flowers | 结实粒数 Number of plump seeds | 每朵结实粒数 Number of plump seeds per pollinated flower | 杂交年份 Hybrid year |
---|---|---|---|---|---|
07-LB-30 | 0-2 | 8 | 25 | 3.13 | 2018 |
0-3 | 8 | 37 | 4.63 | 2019 | |
2-17 | 15 | 29 | 1.93 | 2019 | |
2-17 | 41 | 163 | 3.98 | 2020 | |
Martha W. | 23 | 199 | 8.65 | 2018 | |
Martha W. | 10 | 113 | 11.30 | 2019 | |
Martha W. | 13 | 108 | 8.31 | 2020 | |
白色重瓣芍药White double strain | 18 | 116 | 6.44 | 2018 | |
白色重瓣芍药White double strain | 31 | 55 | 1.77 | 2020 | |
粉色半重瓣芍药Pink semi-double strain | 17 | 71 | 4.18 | 2019 | |
紫色单瓣芍药 Purple single strain | 18 | 57 | 3.17 | 2020 | |
小计Subtotal | 202 | 973 | 4.82 | ||
07-LB-56 | 10-1-4 | 4 | 4 | 1.00 | 2018 |
Martha W. | 12 | 66 | 5.50 | 2019 | |
Martha W. | 18 | 50 | 2.78 | 2020 | |
小计Subtotal | 34 | 120 | 3.53 |
表4 异源四倍体牡丹作为父本与芍药杂交的结实率
Table 4 Seed setting rate of hybridization between allotetraploid peony(male parent)and Paeonia lactiflora
父本 Male parent | 母本(芍药) Female parent(Paeonia lactiflora) | 授粉花朵数 Number of pollinated flowers | 结实粒数 Number of plump seeds | 每朵结实粒数 Number of plump seeds per pollinated flower | 杂交年份 Hybrid year |
---|---|---|---|---|---|
07-LB-30 | 0-2 | 8 | 25 | 3.13 | 2018 |
0-3 | 8 | 37 | 4.63 | 2019 | |
2-17 | 15 | 29 | 1.93 | 2019 | |
2-17 | 41 | 163 | 3.98 | 2020 | |
Martha W. | 23 | 199 | 8.65 | 2018 | |
Martha W. | 10 | 113 | 11.30 | 2019 | |
Martha W. | 13 | 108 | 8.31 | 2020 | |
白色重瓣芍药White double strain | 18 | 116 | 6.44 | 2018 | |
白色重瓣芍药White double strain | 31 | 55 | 1.77 | 2020 | |
粉色半重瓣芍药Pink semi-double strain | 17 | 71 | 4.18 | 2019 | |
紫色单瓣芍药 Purple single strain | 18 | 57 | 3.17 | 2020 | |
小计Subtotal | 202 | 973 | 4.82 | ||
07-LB-56 | 10-1-4 | 4 | 4 | 1.00 | 2018 |
Martha W. | 12 | 66 | 5.50 | 2019 | |
Martha W. | 18 | 50 | 2.78 | 2020 | |
小计Subtotal | 34 | 120 | 3.53 |
母本 Female parent | 授粉花朵数 Number of pollinated flowers | 结实粒数 Number of plump seeds | 每朵结实粒数 Number of plump seeds per pollinated flower | 杂交年份 Hybrid year |
---|---|---|---|---|
07-LB-X6 | 15 | 60 | 4.00 | 2018 |
07-LB-X6 | 8 | 10 | 1.25 | 2019 |
07-LB-X9 | 9 | 92 | 10.22 | 2018 |
07-LB-6 | 12 | 58 | 4.83 | 2018 |
07-LB-6 | 6 | 11 | 1.83 | 2019 |
07-LB-8 | 3 | 2 | 0.67 | 2019 |
07-LB-12 | 12 | 58 | 4.83 | 2018 |
07-LB-12 | 6 | 1 | 0.17 | 2019 |
07-LB-24 | 9 | 2 | 0.22 | 2019 |
07-LB-33 | 11 | 9 | 0.82 | 2019 |
07-LB-43 | 14 | 37 | 2.64 | 2018 |
07-LB-43 | 11 | 37 | 3.36 | 2019 |
07-LB-62 | 14 | 95 | 6.79 | 2018 |
07-LB-62 | 6 | 11 | 1.83 | 2019 |
合计Total | 136 | 483 | 3.55 |
表5 异源四倍体牡丹07-LB-30作为父本与其他高代杂种牡丹杂交的结实率
Table 5 Seed setting rate of hybridization between allotetraploid tree peony 07-LB-30(male parent)and other advanced generation hybrid tree peonies
母本 Female parent | 授粉花朵数 Number of pollinated flowers | 结实粒数 Number of plump seeds | 每朵结实粒数 Number of plump seeds per pollinated flower | 杂交年份 Hybrid year |
---|---|---|---|---|
07-LB-X6 | 15 | 60 | 4.00 | 2018 |
07-LB-X6 | 8 | 10 | 1.25 | 2019 |
07-LB-X9 | 9 | 92 | 10.22 | 2018 |
07-LB-6 | 12 | 58 | 4.83 | 2018 |
07-LB-6 | 6 | 11 | 1.83 | 2019 |
07-LB-8 | 3 | 2 | 0.67 | 2019 |
07-LB-12 | 12 | 58 | 4.83 | 2018 |
07-LB-12 | 6 | 1 | 0.17 | 2019 |
07-LB-24 | 9 | 2 | 0.22 | 2019 |
07-LB-33 | 11 | 9 | 0.82 | 2019 |
07-LB-43 | 14 | 37 | 2.64 | 2018 |
07-LB-43 | 11 | 37 | 3.36 | 2019 |
07-LB-62 | 14 | 95 | 6.79 | 2018 |
07-LB-62 | 6 | 11 | 1.83 | 2019 |
合计Total | 136 | 483 | 3.55 |
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