百合2n配子诱导及无花粉新种质培育的研究

2n 配子也称作未减数配子，植物2n 配子参与受精的结果是有性多倍化，植物2n配子有性多倍化是自然界多倍体产生的主要途径。2n配子（FDR型）能稳定传递杂合性、保持上位性、转移野生种中的优良目标基因，特别是能快速获得三倍体。百合花粉量巨大，易造成花瓣和环境的污染，引发花粉过敏人群的过敏症状，所以培育无花粉和少花粉百合品种正成为世界育种目标之一,培育三倍体是产生花粉败育新种质的重要途径。自然界百合发生2n配子的频率很低，在育种和种质创新中应用没有可操作性。本项目利用秋水仙素对百合2n花粉诱导、遗传机理、参与受精的能力、2n花粉分离及杂交后代鉴定进行系统研究，探索诱发2n配子的细胞遗传学机理，获得高效稳定诱导2n花粉的技术规程。利用2n花粉创造多倍体百合新种质，为百合2n配子育种和种质创新，为尽快培育具有自主知识产权的切花百合优良品种，摆脱我国百合产业长期受制于国外的被动局面奠定基础。

本项目通过秋水仙素诱导百合的2n配子，并用于杂交授粉，以获得有性多倍化的后代，进行种质创新。以O、OT等杂交系品种及自育品种共七个为材料，初期通过观察百合减数分裂的时期，确认合适的处理时间，观察发现OT的减数分裂过程混乱，难以产生可育的雄配子，OT品种不适合作为父本使用；发现一个可以自发产生2n配子的东方百合品种，其减数分裂过程显示为FDR型2n花粉。使用秋水仙素对材料进行处理后观察其减数分裂，发现了四分体时期的二分体、三分体、巨大的四分体，及大量胞质分离异常现象，开花后观察花粉粒，发现大量巨大、球型、黑色的花粉，确认得到了2n花粉。这些花粉经过percoll密度梯度离心后，使用底层的花粉用于授粉，大规模授粉后得到了预想中的三倍体和意外的四倍体，杂交后代SSR标记分析结果显示2n配子为SDR型。