百日草重要观赏性状杂交育种及雄性育性的BSr-Seq解析：理论与实践.docxVIP

百日草重要观赏性状杂交育种及雄性育性的BSr-Seq解析：理论与实践

一、引言

1.1研究背景

百日草（ZinniaelegansJacq.），作为菊科百日草属一年生草本植物，原产于墨西哥，在全球范围内广泛种植。因其花型丰富多样，涵盖单瓣、重瓣、卷叶、皱叶等多种类型，花色绚丽夺目，包括深红、玫瑰、紫堇、白色等，且花期较长，从6月可持续至9月，具有极高的观赏价值，成为花坛、花境、庭院及盆栽等园林景观中的重要花卉材料。此外，百日草还具有一定的文化象征意义，在墨西哥文化中被用作庆祝活动和节日装饰，在中国也深受人们喜爱，其花语“天长地久”，寓意着友谊和爱情的长久。同时，随着园艺技术的不断进步，百日草的品种日益丰富，应用范围也不断扩大，在城市绿化中发挥着重要作用，能够有效提升城市景观的美观度和生态环境质量。

在观赏植物领域，杂交育种是培育新品种、改良植物性状的重要手段。通过杂交，可以将不同亲本的优良性状组合在一起，创造出具有更高观赏价值和适应性的新品种。对于百日草而言，杂交育种可以优化其花色、花型、花期、植株高度等观赏性状，满足市场对多样化百日草品种的需求。同时，雄性育性是植物杂交育种中的关键因素，了解百日草的雄性育性机制，有助于提高杂交育种效率，降低育种成本。因此，开展百日草杂交育种及雄性育性的研究具有重要的理论和实践意义。

1.2国内外研究现状

在百日草杂交育种方面，国外起步较早，经过2个多世纪的发展，欧美国家的育种家通过选择育种、人工诱导多倍体、辐射育种和杂种一代的应用等技术，已培育出上百个品种应用于城市园林建设中。例如，通过不断的杂交选育，培育出了具有独特花型和花色的百日草品种，丰富了百日草的品种资源。而国内的育种工作相对滞后，但近年来也取得了一定进展。如北京市园林科学研究院的李俊等人，在收集6份黄色百日草亲本材料的基础上，利用雄性不育杂交育种手段，培育出黄色百日草杂交F?代新品种（系）“PZF”，该品种重瓣性好，颜色鲜亮，不褪色，花径7.0-9.0cm，生育期55-65d，对病害、干旱等逆境抵抗能力比其亲本有所提高。

在百日草雄性育性研究方面，目前已取得了一些成果。研究发现百日草存在细胞核雄性不育两用系，其不育性状与核质互作基因和质体基因的相互作用有关。例如，AB201作为一种雄性不育两用系，在杂交育种中具有重要的应用价值。通过对其遗传研究发现，在受精过程中，质体基因会影响雄性不育的表现，而核基因则会影响雄性不育的稳定性。此外，通过对细胞核雄性不育两用系差异表达基因的研究，揭示了许多调控花粉发育和花粉管生长的关键基因在不育系中表达水平异常，为进一步探究雄性不育的分子机制提供了理论基础。然而，目前对于百日草雄性育性的遗传调控网络仍未完全明晰，在利用雄性不育进行杂交育种时，还面临着不育系选育难度大、杂交组合筛选效率低等问题。

1.3研究目的与意义

本研究旨在通过杂交育种的方法，改良百日草的观赏性状，培育出具有更丰富花色、更独特花型、更长花期和更强抗逆性的百日草新品种。同时，借助BSr-Seq（BulkedSegregantRNA-Sequencing）技术，深入解析百日草雄性育性的分子机制，挖掘与雄性育性相关的关键基因和分子标记。

通过本研究，一方面可以丰富百日草的品种资源，为园林景观提供更多优质的花卉材料，满足人们对美好环境的需求；另一方面，揭示百日草雄性育性的分子机制，有助于建立高效的杂交育种技术体系，提高育种效率，降低育种成本，为百日草的遗传改良和品种创新提供新的思路和方法，推动观赏植物育种领域的发展。

二、百日草重要观赏性状杂交育种

2.1百日草杂交育种的一般程序

2.1.1亲本选择原则

亲本选择是百日草杂交育种的关键环节，直接影响到杂交后代的性状表现和育种效果。在选择亲本时，需综合考虑多个因素。首先，性状是重要的考量指标，应选择具有优良观赏性状的亲本，如花色鲜艳、花型独特、花朵大且重瓣性好的品种。例如，对于花色，选择红色、紫色等鲜艳且稳定遗传的花色品种作为亲本，有望使杂交后代获得更丰富、更艳丽的花色。花型方面，选取重瓣花型的亲本，有利于提高杂交后代的重瓣率，增强观赏价值。同时，还需关注植株的生长势、抗逆性等性状，生长势强的亲本能够保证杂交后代具有良好的生长状态，而抗逆性强的亲本可使杂交后代对病虫害、干旱、高温等逆境具有更强的抵抗力。

其次，遗传背景也不容忽视。了解亲本的遗传背景，避免近亲杂交，可增加杂交后代的遗传多样性，降低遗传缺陷的发生概率。例如，选择来自不同地理区域或具有不同遗传起源的亲本进行杂交，能够引入更多的遗传变异，为选育出优良新品种提供更多可能性。此外，还应考虑亲本的花期，尽量选择花期相近的亲本，以便于进行杂交操作，提高杂交成功率。