大葱和青甘韭种间杂种的获得及其特性OA

【目的】通过远缘杂交获得大葱与青甘韭的种间杂交种,分析杂交种的植物学特征,为葱属野生资源高效利用提供参考。【方法】以章丘大梧桐大葱和青甘韭为试材,对两亲本进行开花诱导和正反杂交,利用子房培养获得杂交种F1植株;利用叶绿体基因组测序、流式细胞仪检测、核型分析、ITS分析和表型特征鉴定杂交种F1的真伪;在苗期、营养生长期和抽薹开花期观察杂交种的植物学特征;调查花粉有无和自交鉴定分析杂交种植株的育性;通过感官评价分析产品的颜色、质地和味道,进而评估其作为一种新兴蔬菜的潜力;利用广泛靶向代谢组学分析杂交种与亲本的差异代谢物。【结果】大葱与青甘韭正反交成苗差异明显,正交组合子房正常膨大,反交组合子房不膨大,并萎蔫变干。正交组合授粉10 d后,子房停止膨大,逐渐变为灰白色,质地松软,干瘪死亡,而通过子房培养后获得F1杂交种36株,产芽率为46.25%,成苗率为22.50%。杂交种F1-16叶绿体基因组序列与母本大葱一致,为母性遗传,染色体荧光强度峰值位于两亲本之间,为32.90×10~5,染色体核型公式为2n=2x=16=16m(1SAT),属于1A型。ITS序列单倍型包含2种,分别与两亲本相同。开发了一个分子标记MAPI_1,检测结果显示,母本大葱仅有一条带,为124 bp,父本青甘韭仅有一条带,为289 bp,36株杂交种F1均扩增出上述2条带。F1杂交种植株具有明显的杂种优势,特别是分蘖数,平均为17.50个,且单分蘖群生物学产量为387.52 g,显著高于双亲。F1杂交种均无花粉,表现为雄性不育,但可通过分蘖和气生鳞芽繁殖。代谢组分析检测两亲本及杂交种F1-16代谢物共1208种,F1-16与两亲本均存在显著差异的代谢物153种,其中,比两亲本均上调代谢物97种,均下调代谢物56种,且产生新代谢物1种,为根皮苷(phloretin-2''-O-glucoside(phlorizin)),具有极高的医疗保健价值。【结论】利用子房培养技术获得章丘大梧桐大葱与青甘韭的种间杂交种F1,F1表现出明显的杂种优势——雄性不育;设计验证了一种鉴定远缘杂交种的分子标记开发方法。