2n配子对马蹄莲种质创新和PGI障碍克服的研究

马蹄莲是重要球根花卉，尤其是新兴的彩色马蹄莲，因其花型独特、色彩艳丽、用途广泛等特点，被誉为二十一世纪'花卉之星'，但目前品种均由国外引进、组间或种间杂交育种因核质基因不兼容（Plastome - Genome Incompatibility,PGI）障碍难于进行，开展马蹄莲新种质创制与育种技术研究、增强新品种自主培育能力具有重要意义。本项目拟通过2n配子育种技术，以彩色马蹄莲栽培品种Zantedeschia hybrid,及传统栽培的白花种Zantedeschia aethiopica为材料，对马蹄莲新种质创制、组间或种间杂交核质基因不兼容障碍克服、及其遗传机制进行研究，以期为马蹄莲新品种培育、种质资源利用提供理论依据。

马蹄莲是重要球根花卉，尤其是新兴的彩色马蹄莲，因其花型独特、色彩艳丽、用途广泛等特点，被誉为二十一世纪‘花卉之星’，但目前品种均由国外引进、组间或种间杂交育种因核质基因不兼容（Plastome - Genome Incompatibility,PGI）障碍难于进行。本项目以彩色马蹄莲栽培品种Zantedeschia hybrid,及传统栽培种白花种Zantedeschia aethiopica为材料，用化学试剂秋水仙素、安璜灵（Oryzalin）处理其幼蕾诱导2n配子，对马蹄莲通过2n配子的有性多倍化育种技术及其创制马蹄莲新种质、克服组间或种间杂交核质基因不相容障碍的效果进行研究。研究结果表明，化学方法可成功诱导马蹄莲2n雌配子和2n雄配子产生，并与1n或2n配子杂交经胚拯救获得三倍体和四倍体有性杂交后代；2n配子形成过程中纺锤体发生异常，四分体时期出现二分体、三分体，产生减数分裂异常的多核细胞、小孢子形成过程中核融合等异常现象；马蹄莲2n配子技术在同种基因型内可一步获得三倍体和四倍体变异植株，且获得的多倍体变异稳定，但不同基因型内的有性多倍体不稳定，出现快速回复二倍体的现象；通过胚拯救获得的彩色马蹄莲与白花马蹄莲组间杂交后代都是白化苗，但在组织培养的条件下能够大量快速繁殖，表明马蹄莲种间杂交核质基因不相容主要是因为叶绿体或叶绿素合成或功能障碍引起。该项目的研究成果将有助于人们开展利用有性多倍化培育马蹄莲新品种，并为进一步研究有性多倍化育种相关机理奠定了基础。.研究成果撰写论文于《农业生物技术学报》等核心期刊发表论文3篇，撰写待审论文2篇；申请专利1项。项目主要研究人员1人晋升教授，1人晋升副教授；培养硕士研究生3人毕业，其中1人获得优秀论文，本科生6人。