掌葉半夏傳粉生物學和栽培品種遺傳差異研究.pdf

1、掌葉半夏（Pinellia pedatisecta Schott）是天南星科半夏屬多年生草本植物，又名虎掌，以干燥塊莖入藥，有祛風止痙、化痰散結(jié)的功效，藥用歷史久遠。目前對掌葉半夏栽培管理、組織培養(yǎng)、臨床應(yīng)用、化學成分和分子生物學等方面的報道較多，對于種質(zhì)資源和遺傳育種研究較少。生產(chǎn)上長期的無性繁殖是造成掌葉半夏種質(zhì)衰退的重要原因，而雜交育種是改良作物的重要途徑，明確開花習性和繁育系統(tǒng)是實現(xiàn)雜交育種的關(guān)鍵。本實驗研究了掌葉半夏的傳粉生物

2、學特性，利用農(nóng)藝性狀、品質(zhì)性狀和AFLP分子標記對全國主產(chǎn)區(qū)20份栽培品種進行了遺傳多樣性評價，主要研究結(jié)果如下:
　　1.佛焰苞的形態(tài)特點表明掌葉半夏具有自花授粉的特征:掌葉半夏花序綠色，屬于肉穗花序。佛焰苞無隔膜，雄花序在上，雌花序在下與佛焰苞管部合生;當佛焰苞打開時，雄花序外露，雌花序在佛焰苞里而，外來花粉不容易到達;花粉成熟時，從上部自然掉落，剛好落在下部雌蕊柱頭上，完成授粉過程。將佛焰苞的生長發(fā)育劃分為8個時期。

3、　　2.明確了掌葉半夏花粉活力測定最佳方法為離體萌發(fā)法:經(jīng)TTC法、I2-KI法和MTT法染色后，花粉染色效果不佳，顏色差異不明顯，無法分辨統(tǒng)計出花粉活力;采用離體萌發(fā)法，花粉離體均可以萌發(fā)，可以較準確分辨統(tǒng)計花粉活力，其中最適宜硼酸濃度為100mg/L，蔗糖濃度為10％，花粉萌發(fā)達到最大值73.56±2.80％。
　　3.明確了掌葉半夏花粉活力特點和柱頭可授性持續(xù)時間:在散粉第2天花粉量最多，花粉活力最高;從佛焰苞部分打開到散粉

4、當天，柱頭可授性較強:散粉當天花粉活力為69.64％，花粉量較少，到散粉第2天，花粉活力達到最高，為73.87％，同時花粉量最多;散粉第3天花粉活力開始下降，第4天下降幅度較大，花粉活力僅為29.71％。掌葉半夏柱頭活力與佛焰苞的發(fā)育階段有關(guān)，從佛焰苞部分打開到散粉當天，柱頭可授性較強。
　　4.明確了掌葉半夏的繁育系統(tǒng)特征:花粉/胚珠比和人工授粉試驗表明掌葉半夏自交親和，繁育系統(tǒng)屬于兼性異交:掌葉半夏每個花序的花粉量為33166

5、.7±2565.1粒，胚珠數(shù)為56.7±2.2個，P/O值為587.2±67.9。當P/O值為244.7～2588.0時，掌葉半夏屬于兼性異交。自花授粉結(jié)實率為80.47％，自然授粉結(jié)實率為91.37％，而異花授粉結(jié)實率最高，為92.02％。掌葉半夏不存在孤雌生殖，結(jié)實率為0，自然異交率很低，僅為5.48％。
　　5.掌葉半夏栽培品種具有一定的遺傳多樣性:20份材料的農(nóng)藝性狀有一定差異，12個性狀的變異系數(shù)在7.78％（果穗粒數(shù)）

6、和46.57％（塊莖干重）之間，總黃酮含量差異極顯著。聚類分析將20份掌葉半夏栽培品種劃分為3類，各種群遺傳基礎(chǔ)沒有明顯的地域性。
　　6.AFLP標記表明掌葉半夏栽培品種間遺傳差異較小:從112對引物中選出7對多態(tài)性較高且穩(wěn)定的引物組合，對9份材料共擴增出197條帶，其中148條是多態(tài)性的，多態(tài)位點百分率為75.09％。9份材料的Nei'基因多樣性指數(shù)范圍為0.0866～0.1829，平均為0.1304; Shannon多態(tài)性信

7、息指數(shù)范圍為0.1381～0.2768，平均為0.2024。分子方差說明掌葉半夏栽培品種遺傳多樣性以栽培品種種內(nèi)個體間的變異(77.16％)為主，而栽培品種種間(11.48％)和地區(qū)間(11.36％)的遺傳分化較小。遺傳相似系數(shù)平均0.9571，表明各栽培品種之間的遺傳基礎(chǔ)差異較小，親緣關(guān)系較近。聚類結(jié)果表明掌葉半夏種群遺傳基礎(chǔ)沒有明顯的地域性，河北材料在聚類中相對較為散，遺傳多樣性相對豐富。
　　本實驗明確了掌葉半夏的傳粉生物學