克服胡楊與小葉楊遠(yuǎn)緣雜交障礙的研究

李曉鵬，彭儒勝

（遼寧省楊樹研究所，遼寧 蓋州115200）

胡楊（Populuseuphratica）被稱為“維護(hù)中國西北和中亞荒漠、半荒漠地區(qū)風(fēng)沙前沿唯一天然分布的喬木樹種”是由其特具的耐鹽、耐堿、抗熱、抗寒、抗風(fēng)沙等遺傳學(xué)特性決定的［1］，因此，新中國成立以來胡楊的育種工作曾吸引了國內(nèi)外樹木育種工作者的重視：他們?cè)O(shè)想把胡楊的寶貴遺傳基因組合到速生優(yōu)良楊樹中去，以創(chuàng)造速生耐鹽堿楊樹新品種；但胡楊與其他楊樹之間不可交配，具有嚴(yán)重的雜交障礙，因此要想對(duì)胡楊基因進(jìn)行應(yīng)用，需突破胡楊與其他楊樹之間的雜交障礙［2，3］。本研究用不同的處理柱頭方法以克服胡楊與小葉楊（Populussimonii）之間的雜交障礙。

1 材料與方法

1.1 材料

以小葉楊與胡楊作為研究材料。

1.2 方法

1.2.1 人工控制授粉雜交 在人工控制授粉雜交過程中采用以下方法克服雜交障礙：A，花粉提取液處理柱頭；B，柱頭液處理柱頭；C，柱頭漿處理柱頭；D，雌花液處理柱頭；E，雌花漿處理柱頭；F，對(duì)照，蒸餾水處理柱頭。各柱頭處理物的制取方法如下：

花粉提取液：取1g新鮮小葉楊花粉，加入4 mL蒸餾水后，進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁o置30min，再攪拌1次，以定性濾紙過濾，所得黃色濾液即為小葉楊花粉提取液。

柱頭和雌花提取液：采集胡楊柱頭及雌花，分別加少許蒸餾水以宜于3層紗布過濾為度，進(jìn)行強(qiáng)力擠壓，得到柱頭液和雌花液。

胡楊柱頭漿和雌花漿：采集胡楊柱頭及雌花，分別加入少量蒸餾水，以研缽研成黏稠的勻漿，得到柱頭漿和雌花漿。

以上皆分別置于0℃左右冰箱中備用。

人工授粉在專室進(jìn)行。授粉前，為使處理物充分接觸小葉楊柱頭，細(xì)心用小鑷子逐個(gè)去掉小葉楊的苞片，然后按設(shè)計(jì)用毛筆蘸取各種處理液，均勻而充分地涂抹于每一小花的柱頭上。放置數(shù)分鐘后，用常規(guī)的授粉方法進(jìn)行授粉，授粉后套袋隔離。

1.2.2 F1雜種的遺傳學(xué)分析 為進(jìn)一步了解F1雜種的遺傳本質(zhì)，便于進(jìn)行育種利用，開展了F1雜種的回交、測(cè)交和自交試驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 遠(yuǎn)緣雜交障礙的克服

授粉后各種處理的培養(yǎng)管理與采種方式同常規(guī)雜交方法。表1為雜種種子的采收結(jié)果。

從表1可看到，以母本花粉提取液、柱頭提取液和雌花提取液處理柱頭，都可得到較多的F1種子，其中尤以母本花粉提取液最為有效，此方法不僅克服了遠(yuǎn)緣雜交不可交配性，而且還獲得了雜交種子很高的發(fā)芽率，出土后幼苗有較高的成活率和成苗率。據(jù)此可以初步判定：花粉提取液中，克服遠(yuǎn)緣雜交不可交配性的活性物質(zhì)相對(duì)最多，柱頭中活性物質(zhì)大于全花中的活性物質(zhì)，提取物中的活性物質(zhì)大于勻漿中的活性物質(zhì)。

表1 各處理雜交效果調(diào)查結(jié)果

表2 F1母本型的回交、測(cè)交和自交試驗(yàn)結(jié)果

2.2 F1遺傳學(xué)分析結(jié)果

從表2三種雜交種子的大粒和小粒性狀比例看，大粒是顯性性狀，小粒是隱性性狀，因此，回交中出現(xiàn)了大粒種子373∶0是與理論值完全一致的。因?yàn)楹鷹罘N子的小粒性狀是隱性性狀，因此測(cè)交中，以這樣較大的比例出現(xiàn)小粒種子，只有在這2種性狀處于雜合狀態(tài)時(shí)才能出現(xiàn)。至于大小之比3.85∶1，雖不是理論值1∶1，但就遠(yuǎn)緣雜交來說，這種比例顯然是較為接近的。在3種雜交后代中，都有胡楊型植株出現(xiàn)，以測(cè)交中的比例6.31∶1為最大，與其他2種雜交相比，顯然非常趨近于理論值。必須指出：測(cè)交中，胡楊型植株這樣高比例，是并未進(jìn)行任何柱頭處理獲得的，如果小×胡母本型為不含胡楊因素的小葉楊，一般是不會(huì)得到任何種子的。

3 結(jié)論

3.1 在各種處理中，花粉提取液處理柱頭是克服小葉楊與胡楊之間雜交障礙最有效的方法，說明了母本花粉提取液處理法，在小葉楊與胡胡楊遠(yuǎn)緣雜交成功中的重要作用，可見母本花粉提取液處理柱頭的方法，既符合于米丘林學(xué)說的原理，也與現(xiàn)代分子生物學(xué)成就相一致，是值得進(jìn)一步應(yīng)用的方法［4，5］。

3.2 母本花粉提取液不僅克服了遠(yuǎn)緣雜交不可交配性，而且還獲得了雜交種子很高的發(fā)芽率，出土后幼苗有較高的成活率和成苗率。因此，小葉楊花粉提取液還可能有授精以后對(duì)胚胎正常發(fā)育的后作用，值得進(jìn)一步研究其機(jī)理。

3.3 F1遺傳學(xué)分析結(jié)果充分證明了小×胡的雜合性，至于在回交和自交中，以很低比例339∶1和388∶1出現(xiàn)父本型和母本型植株，在一般植物遠(yuǎn)緣雜交中也是可能出現(xiàn)的，都是小葉楊×胡楊母本型含有胡楊因素的證據(jù)，證明了F1是小葉楊×胡楊的真正雜種。

［1］王世績(jī)，陳炳浩，李護(hù)群.胡楊林［M］.北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，1995：3-19

［2］Stettler R F，Koster R，Steenackers V.Interspecific crossability studies in poplars［J］.Theor.Appl.Genet.，1980，58（6）：273-282

［3］Guries R P，Stettler R F.Pre-fertilization Barriers to Hybridization in Poplars［J］.Silvae Genetics，1976，25（2）：37-44

［4］Willing R R，Pryor L D.Interspeclfic Hybridization in the Poplars［J］.Theor.Appl，Genet.，1976，47：141-151

［5］李文鈿，朱彤.胡楊與小葉楊遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙［J］.林業(yè)科學(xué)，1986，22（1）：1-8