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花径遗传

蒙所著《菊谱》(1104)中,便记述了良好的施肥灌溉可使实生苗花径增大、花瓣增多成为新品种的实例。明代黄省曾所著《菊谱》则详细描述了各种栽培技法,如摘头、疏花、选留母株等对花径增大的影响。1919年,伊朗特(East)在对长花烟草自交系进行杂交试验时,发现花冠筒长度的遗传符合微效多基因系统的遗传规律。到1975年

植物花朵直径大小遗传变异的规律。花朵直径的大小,是影响观花植物观赏效果的重要因素之一。花径可向增大或向减小的方向变化,两者均可造成独特的观赏效果,因而始终为园艺家及育种家所重视。

研究简史

在长期的花卉栽培实践中,人类成功地把花径从小于1cm增大到几十厘米,主要依靠栽培和选育技术。中国传统名花的优良品种,如菊花、牡丹、月季、百合等,均是在长期人工栽培条件下,结合选择培育出许多的名品。早在宋代,刘蒙所著《菊谱》(1104)中,便记述了良好的施肥灌溉可使实生苗花径增大、花瓣增多成为新品种的实例。明代黄省曾所著《菊谱》则详细描述了各种栽培技法,如摘头、疏花、选留母株等对花径增大的影响。1919年,伊朗特(East)在对长花烟草自交系进行杂交试验时,发现花冠筒长度的遗传符合微效多基因系统的遗传规律。到1975年,格兰特(Grant)对影响花径变化的基因系统作了详细阐述,从而确定了花径属于一种数量性状,其遗传变异符合数量性状遗传规律。当然,花径一方面主要受基因调控,但另方面也受到环境条件一定的影响。自1937年以后,多倍体育种技术在观赏植物中得到应用,人工诱导成许多多倍体大花品种,如百合类、萱草类、报春花、凤仙花金鱼草等。随着倍性育种技术的发展,单倍体植株的矮小性也吸引了花卉育种家应用这一技术,可获得花径小且具有独特观赏价值的新品种。这些成功的育种实践,为花径遗传规律的探讨提供了线索和基础。

花径变异的途径

在花卉栽培及育种过程中,通过如下几条途径,可以有效改变花朵直径的大小:①改进栽培技术。从遗传学原理上看,优良的栽培条件给花朵生长提供了足够的营养,可使大花基因得到充分的表达;适当的摘心、疏花、施肥、灌溉更可增加营养,使养分更加集中。②人工诱变。在植物界确实存在大花基因和小花基因,用人工诱变的方法可获得。③倍性育种。④增加花朵重瓣性,使其有效观赏面积增大,从而获得花径增大的实际效果。⑤定向选择。长期人为地向花径增大或花径减小的方向进行选择,最终可以有效改变花径。

遗传规律

花朵直径主要表明数量性状的遗传规律,即一方面受微效多基因的控制,另一方面也受环境条件的影响。在遗传过程中,表现如下规律:①当两个花径大小不同的自交系(或纯系)相互杂交时,杂种F1群体的花径表现型整齐一致,个体间花径的差异很小,表现型多为中间型。②F1代自交后产生F2群体的花径,其变异幅度远远大于F1,呈现由小到大的差异不明显的连续过渡类型。③F2花径值不同的个体所产生的F3群体,表现出明显不同的花径平均值。④在F2群体或F2以后各世代群体中,均可出现亲本类型。

上述规律性表现可通过“微效多基因理论”予以解释:①花朵直径的遗传受一系列基因控制。②这些基因对表现型的影响是微小的,彼此不分大小,且相互独立,但以累积的方式发生作用,如表现型中3个基因即比2个基因作用大。③等位基因间的显隐性关系常不存在,但它们也按照基本的遗传规律进行性状传递,并有基因分离和重组、连锁和交换。现已发现多数花径的遗传主要是由微效多基因系统控制的。同时,也存在质量性状遗传的基因,即大花基因与小花基因,其遗传规律遵循孟德尔遗传规律,杂种后代呈现典型的分离,无中间类型,呈不连续变异。

在控制花朵大小的微效多基因系统中,有以下几方面因素制约其作用:①多基因系统的基因数。如各个微效多基因是独立的,不存在连锁关系,那么基因数(n)为F2分离出的表现型的类型数(P)之间的关系可写成:P=4n。②多基因间的连锁关系。如多基因是连锁的,其分离比将接近基因数较少时的分离比。③遗传力,指基因型差异所引起的变异在总变异中所占的百分比。花径大小这一数量性状的遗传力相对较低,受环境条件的影响较大。④基因互作。在微效多基因系统中,等位基因间的显隐性关系有了不同程度的表现。从全部基因表现显性、部分基因表现显性到全无显性基因。随着显性基因数的增加,显性作用强度增大,F2群体平均值向显性亲本靠近。在非等位基因间,存在等效的加性效应、非等效的加性效应、减性效应以及由各种效应组合在一起的综合效应。花朵直径的性状表现是基因系统中多种因素作用的结果。在这种基因系统中,有时会出现超亲现象,即个别个体的花径大于大花亲本(或小于小花亲本);有时也会出现杂种优势现象,即杂种后代的所有个体的花径均大于大花亲本(或均小于小花亲本)。

决定花朵直径的微效多基因系统的作用机理,揭示了花径遗传的一般规律。在育种工作中,通过试验,可对影响花径遗传的多基因系统进行鉴定,从而挖掘多基因系统的作用潜力。这是改变花径,获得理想品种的有效手段之一。