登录| 注册    
收藏  点赞 

花朵重瓣性遗传

观赏植物单朵花瓣数量的遗传变异规律。花瓣是观花植物的重要观赏部分,其数量和形状的变化对花型的发展和进化有重要影响,是决定观花植物观赏价值的重要因素之一。重瓣性的产生及其遗传,在花卉育种上有着重要的意义。花朵重瓣性的发生和发展从进化的角度看,重瓣花的发生基本上是被子植物在人工选择下的产物。很多花卉中的雄蕊在自然界

观赏植物单朵花瓣数量的遗传变异规律。花瓣是观花植物的重要观赏部分,其数量和形状的变化对花型的发展和进化有重要影响,是决定观花植物观赏价值的重要因素之一。重瓣性的产生及其遗传,在花卉育种上有着重要的意义。

花朵重瓣性的发生和发展

从进化的角度看,重瓣花的发生基本上是被子植物在人工选择下的产物。很多花卉中的雄蕊在自然界,尤其在人工栽培条件下常出现瓣化(雄蕊变为花瓣状),有时花瓣也产生自然增生的现象。在特殊情况下,雌蕊也会瓣化,从而造成整个花朵不育。观赏植物花瓣数从少到多的发展,便出现了从单瓣花经复瓣花(半重瓣花)直至重瓣花的历程,反映了花型从简单到复杂的发展趋势。随着花瓣数目的增加,又出现花型等的变化。如凤仙花的普通重瓣品种基本保持凤仙花特有的花朵形态特征,瓣数则已增加一倍或更多。也有一种高度重瓣品种‘平顶’凤仙,则已完全失去了原来花朵的基本形态,而是在植株枝端着生一朵茶花状全部瓣化的不孕花。而仙客来杜鹃花等有些品种花朵的瓣缘出现波皱,形似重瓣,也与原种相差甚远,如内轮花瓣与外轮花瓣大小和高矮不等时,花型变异更为奇特。此外,还有些牡丹名品中的楼子类,芍药、菊花的托桂型品种等,荷花、梅花中的“台阁”类型,以及套筒重瓣(杜鹃花紫茉莉等),都说明花瓣数目的增加,以及瓣形、成因与排列方式之差异,导致多种花型的产生与变化,从而提高观花植物的观赏价值。

从形态发生的角度看,重瓣花有以下6种起源方式:①积累起源。单瓣花的花瓣数目在一般情况下是固定的,但偶尔也会出现增加或减少一两个花瓣的单株,经若干代的人工选择,可使花瓣数目逐代增加,直至最后形成重瓣花。这种起源方式在月季、梅花、芍药、牡丹等花卉中时有发生。②雌雄蕊起源。很多观赏植物的雄蕊演化成花瓣状,从而使瓣数增加,形成重瓣花,有时在一些品种的花心部位还可以看到未完全瓣化的雄蕊,如牡丹品种‘粉狮子’等、荷花品种‘艳阳天’等、月季品种‘猎人’及‘冠群芳’等。有些品种雌蕊也发生瓣化,如牡丹的‘青龙卧墨池’品种等。③花序起源。是由单瓣小花组成的花序形成的重瓣花,如菊科的头状花序,当最外一轮小花延伸和扩展成管状或舌状花瓣,而中盘花保持不变时,则为单瓣花;当中盘花的部分或全部也变成舌状花时,就成为重瓣花。当内轮花瓣与外轮花瓣的形状和指向发生变化时,则形成菊花中的球型‘金星’、重瓣型‘十丈珠帘’、托桂型‘大红托桂’等品种即是。④套筒起源(重复起源)。此种类型多见于合瓣花中。从其结构上看,雄蕊、雌蕊及萼片均未发生变化,而花冠则为2~3层呈套筒状。这是真正的重瓣花,如重瓣曼陀罗木(cv.Brugmansia×candida)、套筒型映山红等。⑤变态起源。由苞片等(不是花器官本身)彩化变态,形成重瓣状花朵,如‘二层楼’紫茉莉等。⑥台阁起源。实际上为花枝极度压缩成为花中有花,像怀中抱子之状,如各色品种的台阁梅等。除以上6种类型的重瓣花外,还有各种混合起源的重瓣花类型,例如在金盏等草花中就有重台型重瓣品种出现。实际上,它是花序起源结合台阁起源的复式重瓣类型。

重瓣花的遗传

各种类型的重瓣花都是植物系统发育与个体发育的结果,是通过自然选择,尤其是人工选择而获得,无疑都受遗传基础的控制。但是,观赏植物花朵的重瓣性,又在一定程度上受植株本身生长势、营养条件、栽培状况和环境因素的影响。所以,花卉的重瓣性表现,实际上是遗传基础与环境(含植物本身营养条件等)之间的综合表现。例如梅花中的台阁品种,系中国的特产与特优类型。20世纪50年代以来,在武汉曾通过实生选种育成了几个花心具台阁的优良新品种。但‘台阁’梅的各新老品种无一表现出年年100%花朵均具台阁的绝对稳定性。不过有的频率较高,稳定性较大,而另一些品种则出现台阁的频率较低,稳定性和典型性也较差而已。但是凡属台阁或重瓣的梅花品种,即使在频率低、稳定性和典型性都较差的年份,在其大多数花朵的花心仍表现出雌蕊“台阁状”的变异形态。又有的花卉品种,如‘平顶’凤仙,早期和中期都在顶端不断开出‘茶花重瓣’的花朵。由于雌雄蕊全部退化,故而不育。但在后期,当生长势较弱时,却能在植株中、下部腋间开出“普通重瓣”的花朵,可以结实留籽,第二年用来播种育苗,仍能长出‘平顶’凤仙。以上二例充分说明花卉重瓣性既是遗传特性,又受到环境条件的影响。此外,在重瓣铁线莲和重瓣的管瓣型菊花品种等花卉中,同样,在土壤贫瘠或初花、晚花时期,重瓣植株上也开出单瓣花(如铁线莲)或在花序中出现部分正常可孕的小花(如菊花)。

在一般情况下,花朵重瓣性为隐性性状。所以,在一些草花中,当品种的基因型为单因子纯合体时表现重瓣,而为杂合体时则表现型为单瓣。当这些杂合体植株单瓣花自交或相互授粉时,可预期子代分离比率为:3/4开单瓣花,1/4开重瓣花。

观赏树木的花朵重瓣性也常表现出隐性性状的特点。如在梅花的品种间和种间杂交中,一般亲本一方开重瓣花,与开单瓣花的另一亲本杂交后,后代多开单瓣花。甚至还有双亲均为重瓣种,而F1都变成单瓣种的。不过,由于花木类的遗传组成大多相当复杂,亲本本身往往就是杂种起源,在F1中即出现一定比例重瓣植株也是有的。如中国和欧、美一些国家栽培的‘美人’梅,开重瓣紫红大花,就是‘宫粉’梅与紫叶李的杂种。

有的草花重瓣性受两对基因的支配,并表现双上位隐性,如紫罗兰。即2个不同显性基因表现单瓣花;缺1个或2个全缺,则表现重瓣花。因此,当两株含有重瓣基因(双隐性)的单瓣紫罗兰相互杂交时,得出的单瓣株与重瓣株之比为9∶7。紫罗兰重瓣品种雌雄蕊全部退化,不可能从重瓣植株上采种,必须从同一品种的单瓣花植株采种。在播种后培育出的植株中,一般约有50%开重瓣花。优秀育种家和种子公司培育出高比例重瓣花紫罗兰新品种,最佳竟有F1出现重瓣植株达80%者。

在很多花卉中,花朵重瓣性还与种子及花蕾形态特征有一定相关性。如以单瓣与重瓣紫罗兰相比时,凡种子粒小,子叶呈阔椭圆形而真叶边缘锯齿多的,长成后开重瓣花;种粒较大,子叶呈短椭圆形而真叶叶缘锯齿少的,则开单瓣花。花蕾外观短而粗者开重瓣花;花蕾外观长而细者开单瓣花。这样,就可根据以上性状差异,在种子、幼苗期及花蕾现蕾期区分出单瓣、重瓣植株来。

花朵重瓣性在很多情况下,如在牡丹、山茶花、菊花、大丽花百日草观赏植物中,都表明其服从数量遗传的规律。如以单瓣种与重瓣种杂交,F1出现了一系列过渡类型。这说明花朵重瓣性遗传,是受微效多基因系统的控制。不过,在F1植株中,也常出现偏向单瓣或复瓣的倾向。