[目的]探索芝麻不同种之间的杂交亲和性,分析其杂种的生物学特征,为芝麻野生种种质资源高效利用提供依据.[方法]以芝麻栽培种豫芝11号(S.indicum,2n=26)和S.latifolium(2n=32)、S.calycinum(2n=32)、S.angustifolium(2n=32)、S.radiatum(2n=64)等4个野生种为亲本材料,采用双列杂交方法,通过田间人工授粉配置不同种间组合;结合胚拯救方法获得种间杂种F1.根据杂交结蒴率比较组合杂交亲和性;在盛花期和成熟期观察杂种植物学性状特征,利用Alexander染色法进行花粉粒育性鉴定.通过根尖细胞染色体涂片明确杂种染色体数目及特征.选用自主筛选的胡麻属特异多态性SSR引物,分析种间杂种分子标记差异.[结果]配置了5个芝麻种间的20个正、反交组合,共授粉2091朵花,获得杂交蒴果370个.发现以染色体数目多的种为母本更易获得远缘杂交蒴果.5个芝麻种之间杂交亲和性的变化范围为1.18％(S.radiatum×S.calycinum)—63.33％(S.calycinum×S.angustifolium).共有9个杂交组合获得杂种F1种子,F1植株的花粉败育率为35.21％—100.00％,其中,S.calycinum与S.angustifolium杂交组合F1的可育株比例最高,为87.68％.杂种F1在株高、株型等性状方面均表现出明显的超亲优势.栽培种与各野生种的正反交杂种F1在叶型、花型和花色表现出双亲的局部特征.栽培种芝麻(n=13)与具有n=16染色体组型的3个野生种的杂交亲和性依次为S.angustifolium>S.calycinum>S.latifolium;野生种S.radiatum(n=32)与n=16染色体组的3个野生种的亲和性依次为S.calycinum>S.angustifolium>S.latifolium.在5个种中,野生种S.calycinum与S.angustifolium的亲缘关系相对最近.获得的部分杂种植株根尖细胞染色体数目观察显示,杂种的染色体数目与理论值一致.利用3对多态性SSR引物对F1植株的分子鉴定结果显示,真杂种比例为99.66％.杂种染色体核型和特异SSR标记结果显示出胡麻属不同种的遗传特征差异.[结论]胡麻属5个种之间的杂交亲和性差异显著,种间杂交后代杂种优势明显;S.calycinum与S.angustifolium的亲缘关系相对最近,可用于芝麻优异种质创制和远缘杂交育种研究;其他种间杂交存在着生殖隔离障碍,可采用胚拯救、分子标记利用等手段加强芝麻野生资源利用.

芝麻;野生种;种间杂交;生物学特征;分子鉴定

琚铭;苗红梅;黄盈盈;马琴;王慧丽;王翠英;段迎辉;韩秀花;张海洋

河南省农业科学院芝麻研究中心/河南省特色油料基因组学重点实验室/神农种业实验室,郑州 450002

中国农业科学

[1]琚铭;苗红梅;黄盈盈;马琴;王慧丽;王翠英;段迎辉;韩秀花;张海洋-.芝麻种间杂交亲和性差异及杂种生物学特征分析)[J].中国农业科学,2022(20):3897-3909

野生种种质资源,calycinum,radiatum

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