园林植物遗传育种学实验指导书Word文档格式.docx
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许多树种树皮的色泽、光滑度、裂缝的状况（形状、深裂度、裂缝的色泽）和裂片的形状均存在一定的差别，如杨树、柳树、榆树飞泡桐和松树等树种均可见到。
（4）树木冠形和分枝习性的变化。
树木的冠形和分枝习性是重要的经济指标之一。
特别是在绿化事业上非常重视这些性状。
树木的冠形，例如园柏、铅笔柏等树种可分为塔型（尖塔型、圆锥状塔型、圆柱状塔型），椭圆形和卵形等形状。
树木的分枝习性以雪松为例，可分类水平状、下垂状（刷状和核状）、斜展状和浓度状等四种形式。
另外在园林绿化中的扭枝状，如龙爪柳、龙爪桑，垂枝状如龙爪槐、垂柳、线柏等。
（二）花卉植物形态特征变异的观察
花瓣形态特征的变化，在许多花卉植物中有单瓣型、重瓣型、皱瓣型等。
重瓣型除观察价值提高外，在某些可做食品或提取香精的种类中，还提高了它们的经济价值。
在平展的花瓣上发生卷曲，波缘或皱折，可大大增加观赏价值。
五、实验作业
通过观察，详细记载两种树木或花卉的变异类型特征，并用绘图、拍照等方法加以说明，写出观察报告。
实验二、园林植物种质资源调查
通过对园林植物的品种资源进行调查研究，掌握鉴定品种特性的方法，了解品种间和品种内的变异。
二、实验材料
乔木：
短穗鱼尾葵（Caryotamitis）；
大花紫薇（Lagerstroemiaspeciosa）；
黄槐（Cassiasurattensis）；
鸡蛋花（Plumeriarubra‘acutifolia’）。
灌木：
棕竹（Rhapisexcelsa）；
红檵木（Loropetalumchinense‘rubrum’）；
变叶木（Codiaeumvariegatum‘pictum’）；
红桑（Acalyphawilkesiana）；
马缨丹（Lantanacamara）；
软枝黄蝉（Allamandacathartica）；
福建茶（Carmonamicrophylla）。
草本：
水鬼蕉（HymenocallisAmericana）；
艳山姜（Alpiniazerumbet'
variegata'
）。
花卉：
彩叶草（Coleusblumei）；
栀子（Gardeniajasminoides）；
千日红（Gomphrenaglobosa）；
长春花（Catharanthusroseus）。
三、实验用具
测高器、标杆、皮尺、钢卷尺、直尺、铅笔、记录板等。
观测不同植物品种的园林与经济性状，包括株型、花、果实、抗性等特征，对其进行比较和评价。
具体观测性状如下：
1．株型：
包括株高、枝下高、冠长、冠幅（株幅）、冠形、分枝角度、分枝数、枝叶的特征、植株生长情况等。
2．花的特征：
包括花期、花型、花朵大小、花色、花香、开花数量等。
3．结实情况：
包括果实的形状、大小、多少等。
4．抗性：
包括抗寒性、抗热性、抗旱性、抗病性、抗虫性、耐阴性等。
5．特殊的经济价值或园林价值
五、实验方法与操作步骤
1．每4～5人为1组，每小组测量2～3个品种。
每小组测量该品种4-5株。
2．每株都应按要求调查的内容进行观测记载。
3．数量性状一般按三级记载，比如：
香味：
浓、一般、较淡
花量或结实：
多、中等、少
抗性：
强、中、弱
六、作业及思考题
1．自己设计并填写好不同品种间性状差异表。
2．对不同品种的综合性状及立地条件进行评估。
3．谈谈园林植物品种资源研究的方法和意义。
举例：
大花紫薇（Lagerstroemiaspeciosa）
千屈菜科（Lythraceae）
1.一般特性：
大乔木，高可达20米。
2.叶：
叶具短柄，革质，矩圆形椭圆形或者卵状椭圆形，长10－25厘米，宽6－10厘米，先端钝或短渐尖。
3.花：
花淡红色，直径约5厘米，排成一大而顶生的圆锥花序；
萼有棱或槽口，被秕糠状柔毛，裂片外反；
花瓣6枚，矩圆形或倒卵形，具短柄，长2.5－3.5厘米；
雄蕊100－200枚。
4.花期：
夏秋间。
5.果：
蒴果球形，长约2.5厘米。
6.生态分布：
印度至中国南部。
7.备注：
为一美丽的庭院园林植物，木材坚挺，耐朽力强，色红而亮，极宜于制造家具，舟车，桥梁，电柱，建筑等用，其在经济上的价值足与柚木比拟。
棕竹（Rhapisexcelsa）
槟榔科（棕榈科）（Palmaceae）
灌木，高2－3米。
掌状4－10深裂，裂片扩展，边和中脉上有极小的暗褐色的锯齿，先端阔，有不规则的齿缺，中脉间有网脉；
叶柄扁平，边多少粗糙，基部有纤维。
花序短于叶，生于叶丛中；
佛焰苞数枚，淡黄色，膜质，被毛；
花黄色，无柄，小。
5月。
球形，直径8－10毫米。
中国和日本。
庭园和盆栽园林植物，广州常见栽培。
干直而靱，可为手杖、鞭、伞柄等。
）
姜科（Zingiberales）
1.多年生草本。
2.叶片披针形，顶端渐尖而有一旋卷的小尖头，边缘具柔毛，余无毛或有时于下面被毛。
3.圆锥花序成总状花序式，下垂。
苞片白色，顶端及基部粉红色，花萼近钟状，萼片乳白色，4.顶端粉红，唇瓣匙状，宽卵形，黄色而有紫红色条纹。
5.蒴果球形，被毛，有条纹，熟时橙红色。
6.分布于我国东南部至西南部，亚洲热带其他地区也有，生于林荫下，
7.种子供药用，有燥湿祛寒，健脾胃之效。
实验三、花粉生活力的鉴定
花期不遇给杂交工作造成困难，有的园林植物可通过调整花期来解决，有的则不得不进行花粉贮藏，或者从外地寄运花粉。
为了避免杂交工作失误，在使用外地寄来的花粉或经过一段时间贮藏的花粉之前，必须对花粉的生活力进行检测，以便提高杂交效率。
因此我们必须掌握花粉贮藏及花粉生活力测定的原理和技术
掌握花粉贮藏及花粉生命力鉴定的方法和原理。
一串红、矮牵牛、油茶等植物的花粉。
三、仪器及药品
载玻片、盖玻片、解剖针、镊子、毛笔、干燥器、小指形管、标签、记号笔、显微镜、天平、烧杯、培养皿、滴管、玻璃棒、量筒、电炉、石棉网、冰箱；
凡士林、无水氯化钙、蔗糖、琼脂、蒸馏水、硼酸、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、碘、碘化钾、氯化二苯基四氮唑（TTC）。
四、实验原理
花粉在低温（0～2℃）、干燥、黑暗等条件下代谢强度降低，花粉贮藏的原理就是要创造这样低代谢的环境条件，从而延长花粉的寿命。
花粉的形态、花粉中酶的活性以及积累淀粉的多少（淀粉质花粉）通常与其生活力密切相关，因此可以利用花粉的形态观察、过氧化物酶、脱氢酶的活性高低、淀粉的含量以及在人工培养基上花粉管萌发的情况作为鉴定花粉生活力高低的标准。
鉴定花粉生活力的方法很多，概括起来主要有如下几种：
1．直接测定法：
将待测花粉直接授粉，然后统计结实情况。
此法最准确，但需时较长，且实验结果易受气候条件的影响。
也可在授粉后隔一定时间切下柱头，在显微镜下压片检查花粉的萌发情况，根据萌发率的高低来鉴定花粉的生活力。
2．形态观察法：
直接在显微镜下观察花粉的形态，根据品种花粉的典型性（如具有正常的大小、形状、色泽等）判断花粉的生活力，即形态正常的花粉有生活力，而一些小的、皱缩的、畸形的花粉不具有生活力。
此法简便易行但准确性差，一般只用于测定新鲜花粉的生活力。
3．染色观察法：
1）碘－碘化钾染色法：
以碘－碘化钾溶液（0.3g碘＋1.3g碘化钾溶于100ml蒸馏水）染色后于显微镜下观察，花粉被染成蓝色者表示具有生活力，花粉呈黄褐色者不具有生活力。
2）TTC染色法：
TTC染色是一种鉴定去氢酶活性的组织化学反应，凡具有生活力的花粉在其呼吸过程中都有氧化还原作用，当TTC渗入有活力的花粉时，其去氢酶在催化去氢过程中与TTC结合，使无色的TTC变成TTF而呈现红色。
4．培养基发芽法在培养基上进行花粉的人工萌发，鉴定待测花粉萌发率的高低。
此法若采用适宜的培养基能较精确地测定出花粉的生活力，但不同植物的花粉萌发条件存在较大的差异，所以很多时候测定的结果也只是相对可靠。
五、实验步骤：
１．花粉的贮藏：
（１）将采集的花粉进行干燥（凉干或放入盛有无水氯化钙的干燥器中干燥），一般以花粉不相互黏结为度。
（２）将干燥的花粉装在指形管中（不要太多，一般以五分之一体积或更少为宜），瓶口塞以纱布，瓶外贴以标签，注明花粉种类、采收日期。
（３）将指形管放入无水氯化钙控制一定湿度的干燥器中，干燥器置于0～2℃的冰箱内。
２．花粉生活力的测定：
（１）染色观察法——TTC染色法
①配制TTC染色液：
称取0.5gTTC溶于100ml磷酸盐缓冲液（100ml蒸馏水中溶解0.832gNa2HPO42H2O和0.273gKH2PO4，pH7.2）中，装入棕色瓶备用。
②制片：
取少量花粉于载玻片上，滴入1～2滴0.5％TTC染色液，用镊子搅拌均匀，盖上盖玻片，于35～40℃条件下净置15～20min。
③观察统计：
在显微镜下观察三个不同的视野，凡被染成红色或玫瑰红的都是有生活力的花粉，黄色或不着色者为没有生活力的花粉。
（２）培养基发芽法——固体培养基
①配制培养基：
称取1g琼脂，5g蔗糖，量取94ml蒸馏水，装入烧杯，加热使琼脂融化呈透明状（注意补充水分，以保持培养基的浓度），即配成5%浓度的培养基。
同法配制10%、15%、20%浓度的培养基。
用滴管吸取少量培养基，趁热滴在载玻片的凹槽内，放置片刻，使其凝固。
③播种花粉：
将少量花粉均匀地撒播在培养基上，注意不可过多，否则难以观察。
④培养与观察：
将制备好的片子放在垫有湿润滤纸的培养皿内，于20～22℃的温箱中培养；
待花粉萌发后于显微镜下观察并统计发芽率。
观察时每片随机取三个视野，统计花粉总数及发芽数，计算平均萌发率（花粉总数不少于100粒）。
六、作业及思考题：
１、按下表统计实验结果
染色法测定结果记载表
花粉来源
各视野中花粉粒数量及生活力
平均生活力（％）
花粉总数
其中
花粉总数
其中
红色
黄色
生活力
培养基法测定结果记载表
培养基浓度
各视野中花粉粒数量及发芽率
1
2
3
发芽数/总数
发芽率
２、绘一幅花粉粒发芽形态图。
３、比较不同方法、不同浓度（培养基法）测得花粉生活力的高低，分析其原因。
实验四、园林植物开花习性的观察与授粉技术
通过对园林植物花器结构及开花授粉习性的观察，了解不同园林植物种类的花器官结构特征与开花授粉特点，以及两者之间的关系；
熟悉园林植物开花习性调查的主要观察项目和观察方法。
悬铃木、月季、菊花、矮牵牛、石竹、金鱼草等园林植物。
放大镜、解剖针、镊子、剪刀、直尺、记录板等。
不同的园林植物因其自身的发育特点不同，往往具有不同的花器官结构特征和开花授粉习性。
如有的园林植物为风媒花，而有的园林植物则靠蜜蜂、蝴蝶等传粉媒介进行授粉；
有的植物花器官结构便于自花授粉，而有的则便于异花授粉。
此项观察可作为识别品种、制定杂交计划的主要依据，也可为采留种子，选育不育系等提供理论依据。
五、实验内容
以悬铃木、月季、菊花、矮牵牛、石竹、金鱼草等园林植物为材料，详细观察其花器官的组成与结构特征，了解其开花授粉特点。
1．花器结构的观察
一般两性花植物的花朵由花萼、花瓣、雄蕊、雌蕊等花器官组成，多数植物的花朵基部还着生有花苞片，而单性花则缺少其中的雄蕊或雌蕊。
通过观察比较，明确不同园林植物的花部构造及其形态特征，了解授粉习性与其之间的关系。
2．开花授粉习性的观察
1）花芽类型：
植物花芽的类型基本上可以分为纯花芽和混合花芽两种类型。
纯花其芽内只有花器官，芽萌发后，只开花结果，不抽生枝条，多数花卉属于此类；
混合花芽在芽内除有花器官外，还存在枝叶或叶的原始体，开花的同时可抽生枝条，如悬铃木等。
2）开花时间及花期长短：
不同的园林植物其开花时间差异较大，如梅花、玉兰、连翘等在早春开花，悬铃木、牡丹、芍药等春季开花，荷花夏天开，菊花秋天开，蜡梅则怒放于冬季，而月季、矮牵牛、四季桂等一年四季均能开花。
此外，不同品种的始花期、盛花期、终花期及整个开花过程的长短也不相同。
通过观察明确不同植物及品种的花期和开花规律对于人工杂交具有重要的指导意义。
3）花型：
包括单瓣、重瓣，大花、小花等。
花型的表现对于植物的传粉和结实会产生影响。
4）花性：
包括雌雄异株、雌雄同株异花和雌雄同花（两性花）。
有些植物在一个植株上既有两性花又有单性花；
还有些植物尽管具有两性花，但表现为雄蕊或雌蕊退化。
5）花瓣：
花瓣的颜色、形态等表现往往与植物的传粉方式和授粉习性有较大的关系。
如开花时花瓣紧闭者（金鱼草等）一般采用自花授粉。
6）雄蕊和雌蕊：
雄性和雌蕊的生长发育状态、着生方式与植物的授粉特点、结实能力等有很大的关系。
7）花粉：
花粉是植物自然授粉和人工杂交的主要物质基础。
同样的两性花品种，花药中产生花粉的多少是不同的，有些很多，有些中等，有些则很少。
六、实验方法与步骤
1．实验准备：
查阅资料了解所选的实验材料花器官结构特征和开花授粉习性的相关知识。
2．分组：
每3～4人为1组，领取实验工具。
3、亲本的选择与选配
4、亲本植株和花朵的选择
5、去雄、套袋
6、花粉采集贮藏
7、授粉
8、杂交后的养护管理
9、杂种种子的采收
七、实验结果分析
1、查阅资料了解几种观赏植物开花授粉的相关知识
美人蕉
花器构造：
大而鲜红艳丽部分是5枚特化为花瓣状的雄蕊，其中一枚反卷称“唇瓣”。
3枚长卵形的萼片，3枚披针形、狭而尖的花瓣。
传粉介质：
昆虫
开花习性：
2．填写杂交结果记载表
杂交组合
去雄日期
花粉采集日期
授粉日期
授粉花数
采种日期
结果数
种子数
备注
3．根据杂交过程中遇到的问题，你认为影响杂交结果的因素有哪些？
八、作业及思考题
１．有性杂交过程中如何解决父母本花期不遇问题？
２．紫鸭子草与美人蕉在杂交技术上有何不同？
实验五、人工诱发植物多倍体
了解秋水仙素诱导植物多倍体的原理和鉴定多倍体的依据；
学习并掌握植物多倍体诱导与鉴定的方法和技术。
凤仙花、矮牵牛、悬铃木等观赏植物的种子或幼苗。
仪器：
显微镜、电子天平、镜台测微尺、目镜测微尺、目镜测微网、培养箱、镊子、刀片、游标卡尺、钢卷尺、载玻片、盖玻片、培养皿、量筒、烧杯、容量瓶、滴管等。
药品：
秋水仙素、酒精、蒸馏水、碘、碘化钾、对氯二苯、卡诺固定液、卡宝品红溶液等。
目前，人工诱导植物多倍体常用秋水仙素溶液进行处理。
秋水仙素（colchicine）又称秋水仙碱，是从百合科植物秋水仙中提炼出来的一种植物碱，分子式为C22H25O6N，溶于酒精、氯仿和冷水中。
秋水仙素诱导多倍体的机理，在于其抑制细胞分裂时微管的聚合过程，阻止纺锤丝的形成，使已分裂的染色体不能迁向细胞的两极，细胞中间也不形成新的核膜，从而形成一个核内染色体加倍的细胞；
加倍细胞继续分裂便形成多倍体的组织器官，进而发育成为多倍体植株。
随着植物染色体倍性的变化，其形态和特性也会发生相应的变化。
与二倍体相比，多倍体植株常表现叶片宽厚、表面粗糙、叶柄粗短，茎粗枝少，气孔数目减少、保卫细胞变大，叶绿素增加；
花、果实、种子等器官较大、花瓣较多、花色浓艳，花粉量减少、花粉粒增大、花粉育性降低，开花和结实期延迟等。
因此，除准确地进行花粉母细胞或根尖分生组织细胞的染色体计数外，也可根据形态特征和生长特性对多倍体进行间接的鉴定。
五、实验方法与步骤
1．多倍体的诱导
1）秋水仙素溶液的配制：
称取1g秋水仙素粉末，先溶于少量酒精中，然后加冷水定容至100ml，配成1％质量浓度的母液，装于棕色瓶内，1～4℃冰箱保存备用，使用时再稀释成所需要的浓度。
2）秋水仙素处理：
常用浸渍法、滴液法、涂抹法、注射法、离体法等。
可根据处理的组织器官采用其中的一种。
①浸渍法：
可浸渍幼苗、新梢、腋芽、插条、接穗、种子等。
对种子进行处理时，先用清水浸种（发芽慢的种子应催芽），使种子处于萌动状态；
然后用0.1%～0.5%的秋水仙素溶液浸泡种子，一般处理24h左右；
浸泡后用清水洗净，略阴干后播种，为了促进生根，可在处理液中加入适量的生长素。
②滴液法：
对幼苗进行处理，待子叶展开时，将0.1%～0.5%的秋水仙素溶液滴在生长点上，每天早中晚各滴一次，连续处理2～3d。
为使药液不会很快蒸发，提高处理效果，可在幼苗生长点处放一脱脂棉球，将秋水仙素溶液滴在棉球上。
如天气干燥、蒸发快，中途可滴加蒸馏水保持药液浓度；
处理结束后，用清水冲洗数次，将植株上残存药液充分洗净，注意加强管理，并经常观察记载。
③涂抹法：
用羊毛脂、琼脂或甘油将秋水仙素按一定浓度配成乳剂，涂抹在幼苗或枝条的顶端，处理时间24～48h；
处理部位要适当遮盖，以减少蒸发和避免雨水淋洗。
④注射法：
采用微量注射器将一定浓度的秋水仙素溶液注入植株的顶芽或侧芽中。
⑤离体法：
在组织培养过程中，将适量的秋水仙素加入培养基，经短期培养后，再转入无秋水仙素的培养基中继续培养，便可获得多倍体。
此法诱变率高，易得到同质纯合的多倍体。
2．多倍体的鉴定
一般采取先间接鉴定，再直接鉴定的方法。
1）间接鉴定法常采用的鉴定方法有3种。
①外部形态鉴定：
观察四倍体与二倍体幼苗，从叶片厚度、颜色深浅、植株生长强弱等方面加以区别。
一般多倍体表现为茎粗壮，叶厚而皱，叶色变深，生长速度减慢，花器变大等。
②气孔鉴定：
借助刀片和镊子撕取一小块叶片下表皮（应呈透明薄膜状），置于载玻片上，滴一滴蒸馏水或I2-KI溶液，加上盖玻片，在显微镜下观察气孔的密度，并用目镜测微尺测量气孔保卫细胞的长度×
宽度；
统计气孔保卫细胞中叶绿体的数目。
测定50个气孔的大小及其保卫细胞中叶绿体的数目，计算平均值。
多倍体的气孔一般比二倍体长，单位面积气孔数比二倍体少，保卫细胞内叶绿体数目比二倍体多。
测量气孔长度的方法：
先求目镜测微尺每小格的长度换算值。
在显微镜下看准目镜测微尺与镜台测微尺前后两个完全重叠的刻度，数出双方两个重叠刻度间所包括的小格数目，依下式将目镜测微尺每小格换算为实际长度微米（μ）。
目镜测微尺每小格长度（μ）＝镜台测微尺小格数×
每小格的长度（μ）/目镜测微尺小格数。
用目镜测微尺量出气孔长、宽的格数，乘以换算值即得实际长度（μ）。
当变换显微镜的目镜、物镜的放大倍数时，须重新调整换算值；
不同的显微镜，即使用同样的放大倍数观察，也必须分别测算其换算值，不能彼此代用。
气孔的密度用目镜测微网测量，计算单位面积气孔的数目。
③花粉粒鉴定：
将四倍体与二倍体的新鲜花粉撒于载玻片上，于显微镜下观察花粉的形态和大小；
测定100个花粉粒的直径，计算其平均值。
多倍体产生的花粉一般比二倍体大。
通过以上间接方法，初步鉴定出多倍体的可能植株，进一步进行直接鉴定。
2）直接鉴定法直接用诱变植株的根尖细胞或花粉母细胞制片染色，在显微镜下检测染色体的数目是否真正加倍。
六、实验结果分析
１．统计不同药液浓度、不同处理方法及不同处理时间处理后多倍体植株的诱导率。
供试材料
药液浓度
处理方法
处理时间
处理试材数
变异株数
诱变率
2．观察变异植株（四倍体）与对照植株（二倍体）的形态特征，将观测结果填入下表：
染色体数目
叶片形态
气孔密度
气孔（长×
宽）
保卫细胞叶绿体数
花粉粒直径
二倍体（2X）
四倍体（4X）
七、作业及思考题
１．说明四倍体与二倍体悬铃木叶片形态及气孔的区别？
解释造成这种不同的原因？
２．你认为利用秋水仙素诱导多倍体的技术要点有哪些？
实验六、植物培养基的配制与灭菌
熟悉植物培养基的基本成分及其作用，掌握培养基的配制、分装方法及操作要求，掌握培养基与接种用品的灭菌原理及高压蒸汽灭菌锅的使
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