克服胡杨与小叶杨远缘杂交障碍的研究

李晓鹏，彭儒胜

（辽宁省杨树研究所，辽宁 盖州115200）

胡杨（Populuseuphratica）被称为“维护中国西北和中亚荒漠、半荒漠地区风沙前沿唯一天然分布的乔木树种”是由其特具的耐盐、耐碱、抗热、抗寒、抗风沙等遗传学特性决定的［1］，因此，新中国成立以来胡杨的育种工作曾吸引了国内外树木育种工作者的重视：他们设想把胡杨的宝贵遗传基因组合到速生优良杨树中去，以创造速生耐盐碱杨树新品种；但胡杨与其他杨树之间不可交配，具有严重的杂交障碍，因此要想对胡杨基因进行应用，需突破胡杨与其他杨树之间的杂交障碍［2，3］。本研究用不同的处理柱头方法以克服胡杨与小叶杨（Populussimonii）之间的杂交障碍。

1 材料与方法

1.1 材料

以小叶杨与胡杨作为研究材料。

1.2 方法

1.2.1 人工控制授粉杂交 在人工控制授粉杂交过程中采用以下方法克服杂交障碍：A，花粉提取液处理柱头；B，柱头液处理柱头；C，柱头浆处理柱头；D，雌花液处理柱头；E，雌花浆处理柱头；F，对照，蒸馏水处理柱头。各柱头处理物的制取方法如下：

花粉提取液：取1g新鲜小叶杨花粉，加入4 mL蒸馏水后，进行充分搅拌，静置30min，再搅拌1次，以定性滤纸过滤，所得黄色滤液即为小叶杨花粉提取液。

柱头和雌花提取液：采集胡杨柱头及雌花，分别加少许蒸馏水以宜于3层纱布过滤为度，进行强力挤压，得到柱头液和雌花液。

胡杨柱头浆和雌花浆：采集胡杨柱头及雌花，分别加入少量蒸馏水，以研钵研成黏稠的匀浆，得到柱头浆和雌花浆。

以上皆分别置于0℃左右冰箱中备用。

人工授粉在专室进行。授粉前，为使处理物充分接触小叶杨柱头，细心用小镊子逐个去掉小叶杨的苞片，然后按设计用毛笔蘸取各种处理液，均匀而充分地涂抹于每一小花的柱头上。放置数分钟后，用常规的授粉方法进行授粉，授粉后套袋隔离。

1.2.2 F1杂种的遗传学分析 为进一步了解F1杂种的遗传本质，便于进行育种利用，开展了F1杂种的回交、测交和自交试验。

2 结果与分析

2.1 远缘杂交障碍的克服

授粉后各种处理的培养管理与采种方式同常规杂交方法。表1为杂种种子的采收结果。

从表1可看到，以母本花粉提取液、柱头提取液和雌花提取液处理柱头，都可得到较多的F1种子，其中尤以母本花粉提取液最为有效，此方法不仅克服了远缘杂交不可交配性，而且还获得了杂交种子很高的发芽率，出土后幼苗有较高的成活率和成苗率。据此可以初步判定：花粉提取液中，克服远缘杂交不可交配性的活性物质相对最多，柱头中活性物质大于全花中的活性物质，提取物中的活性物质大于匀浆中的活性物质。

表1 各处理杂交效果调查结果

表2 F1母本型的回交、测交和自交试验结果

2.2 F1遗传学分析结果

从表2三种杂交种子的大粒和小粒性状比例看，大粒是显性性状，小粒是隐性性状，因此，回交中出现了大粒种子373∶0是与理论值完全一致的。因为胡杨种子的小粒性状是隐性性状，因此测交中，以这样较大的比例出现小粒种子，只有在这2种性状处于杂合状态时才能出现。至于大小之比3.85∶1，虽不是理论值1∶1，但就远缘杂交来说，这种比例显然是较为接近的。在3种杂交后代中，都有胡杨型植株出现，以测交中的比例6.31∶1为最大，与其他2种杂交相比，显然非常趋近于理论值。必须指出：测交中，胡杨型植株这样高比例，是并未进行任何柱头处理获得的，如果小×胡母本型为不含胡杨因素的小叶杨，一般是不会得到任何种子的。

3 结论

3.1 在各种处理中，花粉提取液处理柱头是克服小叶杨与胡杨之间杂交障碍最有效的方法，说明了母本花粉提取液处理法，在小叶杨与胡胡杨远缘杂交成功中的重要作用，可见母本花粉提取液处理柱头的方法，既符合于米丘林学说的原理，也与现代分子生物学成就相一致，是值得进一步应用的方法［4，5］。

3.2 母本花粉提取液不仅克服了远缘杂交不可交配性，而且还获得了杂交种子很高的发芽率，出土后幼苗有较高的成活率和成苗率。因此，小叶杨花粉提取液还可能有授精以后对胚胎正常发育的后作用，值得进一步研究其机理。

3.3 F1遗传学分析结果充分证明了小×胡的杂合性，至于在回交和自交中，以很低比例339∶1和388∶1出现父本型和母本型植株，在一般植物远缘杂交中也是可能出现的，都是小叶杨×胡杨母本型含有胡杨因素的证据，证明了F1是小叶杨×胡杨的真正杂种。

［1］王世绩，陈炳浩，李护群.胡杨林［M］.北京：中国环境科学出版社，1995：3-19

［2］Stettler R F，Koster R，Steenackers V.Interspecific crossability studies in poplars［J］.Theor.Appl.Genet.，1980，58（6）：273-282

［3］Guries R P，Stettler R F.Pre-fertilization Barriers to Hybridization in Poplars［J］.Silvae Genetics，1976，25（2）：37-44

［4］Willing R R，Pryor L D.Interspeclfic Hybridization in the Poplars［J］.Theor.Appl，Genet.，1976，47：141-151

［5］李文钿，朱彤.胡杨与小叶杨远缘杂交不亲和的障碍［J］.林业科学，1986，22（1）：1-8