1011园林植物遗传育种学实验讲义华侨.docx
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1011园林植物遗传育种学实验讲义华侨
实验一观赏植物生物学性状调查
一、目的要求
掌握观赏植物生物学性状调查的目的、内容和方法，通过调查填写调查表，根据调查表比较同种观赏植物不同品种间观赏性状的差异，并学会利用花卉品种分类检索表为调查到的花卉进行品种鉴定。
二、材料用具
1、材料
各类观赏植物（草花、灌木、乔木、藤本）。
2、用具
钢卷尺、游标卡尺、皮尺、标杆、记号笔、铅笔、小卡片、细线、统计表等。
三、实验内容
观测不同植物品种的观赏与经济性状，包括株型、花、果实、抗性等特征，对其进行比较和评价。
数量性状一般按三级记载。
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．特殊的经济价值或观赏价值
（一）木本花卉生物学性状调查
1、试验材料的选择
根据实验的时间地点选择正值花期的木本花卉，春季可选木兰、樱花、榆叶梅、梅花、碧桃等，夏秋季可选紫薇、石榴、黄花槐、夹竹桃、桂花、洋紫荆、大叶醉鱼草、木芙蓉等，要求该木本花卉有2个以上品种的成年植株，通过品种性状调查，比较品种间观赏性状的差异。
试验植株应选择个体差异小的，既具有相同树龄和相同繁殖栽培方式。
每个品种应有10个以上个体的重复。
每个供试植株进行编号，用细线把写有标号的卡片系在树体明显位置，同一品种的供试植株编为一组。
2、调查测量
按照由远及近、由外而内、由大到小的顺序进行测量。
首先远观树形及长势，然后测量树高、树径、冠幅，接着进行主枝主干、一二年生枝、叶片、花、果实与种子的观察测量。
对于乔木株高的测量需用带有尺寸的标杆，标杆从树冠内部向上伸至与树同高，标杆与地面间的距离用皮尺测量。
冠幅的测量采用两个标杆垂直指向树冠最外围东西南北四个方向的枝条末端，测量标杆间的距离。
叶片大小采用叶长乘叶宽的方式表示。
3、填写调查纪录表
根据表1的内容对木本花卉测量数据进行纪录，室外实验纪录应用铅笔，避免沾水而字迹模糊，回到室内后整理。
表1 木本花卉品种性状调查记载
编号
记 载 内 容
备注
植株情况
1
生态型
ａ.乔木; ｂ.小乔木; ｃ.灌木状
2
生长势
ａ.强壮; ｂ.中等; ｃ.衰弱
3
树高
ｍ
干高
㎝
地径
㎝
胸径
㎝
4
冠形
树冠紧密度
5
树冠幅度
东西向ｍ; 南北向 ｍ
主干、主枝状况
6
树皮颜色
开裂方式
7
皮孔密度
皮孔形状
一、二年生枝条性状
8
一年生枝
平均长度
㎝
节间平均长
㎝
嫩枝色泽
皮孔密度
毛被物
9
二年生枝
平均长度
㎝
节间平均长
㎝
色泽
皮孔密度
叶的性状
10
叶片大小
叶 形
11
叶片质地
叶片触觉
12
叶脉
侧脉、网脉明显度
13
叶缘
锯齿形状
14
叶缘波曲度
叶面凹曲度
15
叶尖
叶基部
16
新叶叶色
成年叶叶色
17
叶柄平均长
叶柄色泽
花的性状
18
花序是否具伸长总轴
花序类型
19
每花序着花量
最 多
朵
最 少
朵
平 均
朵
20
整株着花密度
21
香气
22
每百朵鲜花重
ｇ
23
花序总梗长度
～㎝
柔毛
ａ.有; ｂ.无
24
花梗长
㎜
色泽
25
花萼
色泽
26
花瓣开裂
裂瓣深度
花瓣形状
花冠形状
27
花冠直径
花色
28
雄蕊
子房
果实种子性状
29
是否结实
果实形状
30
果实颜色
果实大小
31
成熟期
鲜果千粒重
32
种子形状
种子千粒重
（二）草本花卉生物学性状调查
1、试验材料选择
根据实验时间选择正开花的草本观赏植物植株，同一个种的不同品种，要求所选植物为同一批种苗的不同品种，相同培育方法，每个品种应该有10株以上重复。
春季实验可选用报春、雏菊、金盏菊、瓜叶菊、水仙、石蒜、郁金香、风信子等，夏秋季可选用大丽菊、百合、萱草、蜀葵、金鱼草、天竺葵、美女樱等。
每个植物个体编号，每个品种记为一组。
2、调查测量
草本花卉的性状调查重点在花与叶尤其是花，在草花的品种分类上经常用到花期、花色、花型、花大小、花瓣数、雄蕊数量以及株型、叶形、分枝等作为分类标准。
不同的花卉具有不同的分类标准，在进行花卉生物学形状调查统计之前应就所选择的实验花卉的品种分类标准编制相应的调查表，表2为基本格式。
调查测量根据相应花卉表格的内容进行，叶的性状部分如果出现异型叶应分别测量（比如毛茛科、报春花科、菊科的部分花卉存在基生叶与茎生叶的区别）。
3、填写调查纪录表
根据表2的内容（或针对实验花卉另外编制的调查表）对木本花卉测量数据进行纪录，室外实验纪录应用铅笔，避免沾水而字迹模糊，回到室内后整理。
对调查表中主要的性状差异进行分析。
四、作业
选择几种花卉种类进行调查统计，对统计结果进行分析，利用品种分类检索表为调查到的花卉进行品种鉴定。
或者对已知品种名称的花卉通过调查的性状编制品种分类检索表。
表2草本花卉生物学特性调查表
编号
记 载 内 容
备注
植株情况
1
生态型
ａ匍匐； ｂ.直立； ｃ.莲座状；d.倾卧；e.缠绕
2
生长势
ａ.强壮；ｂ.中等；ｃ.衰弱
3
株高
㎝
冠幅
㎝
4
冠形
树冠紧密度
5
分枝
叶的性状
6
叶片大小
叶形
7
叶片质地
叶片触觉
8
叶脉
侧、网脉明显度
9
叶缘
叶色
10
叶缘波曲度
叶面凹曲度
11
叶尖
叶基部
花的性状
12
花序类型
13
每花序着花量
最 多
朵
最 少
朵
平 均
朵
14
整株着花密度
15
花香及程度
16
花序总梗长度
～㎝
柔毛
ａ.有; ｂ.无
17
花梗长
㎜
色泽
18
花萼
色泽
19
花瓣开裂
裂瓣深度
花瓣形状
花瓣数量
20
花冠直径
花冠形状
21
花期
花色
22
雄蕊
子房
实验二园林植物优良单株的选择
一、实验目的
熟悉和掌握园林植物优良单株选择的原理和方法。
二、实验材料
桂花、石竹、百日草等。
三、实验用具
皮尺、测高器、围尺、滑杆、标签、记录板等。
四、实验原理
园林植物的群体中经常存在一些变异类型。
在相对一致的栽培与环境条件下，这些变异个体的性状表现存在着不同程度的差异。
按照一定的标准，通过合理的方法将综合性状表现好的优良单株选择出来，可大大提高其观赏和应用价值，可能获得优新株系或品种。
五、方法与步骤
一）方法：
百分制综合评分法
二）步骤：
1．踏查：
对选区内所有桂花植株的变异状况进行普遍的调查，做到心中有数。
2．拟定选择标准：
在踏查的基础上，根据实际情况拟定合适的选择标准和评分办法。
3．初选：
根据株选标准对选区内的植株进行测量、登记和评分，推出优良的候选单株。
4．复选：
在各组初选的基础上，全班进行复选，选出特优者；
5．遗传鉴定：
从中选的优树上采条繁殖，进行无性系鉴定；或者对种子后代进行鉴定。
6．决选：
经观测确定优良遗传特性是稳定可靠的，即可投入生产。
六、作业与思考题
1．对10株以上的桂花进行观测记载，填写好单株记载表（要求有原始数据表和评分表）。
2．对选出的优良单株进行描述介绍。
3．根据生产应用实际，制定出1种草花的单株选择评分标准。
附：
桂花单株选择标准及评分办法
一、冠形（20分）
球形或半球形16～20分；卵圆形10～15分；不规则形1～9分。
二、冠幅与树高比（15分）
冠幅/树高>1/210～15分；冠幅/树高<1/21～9分。
三、树冠浓密度（10分）
浓密7～10分；中等4～6分；稀疏1～3分。
四、生长势（10分）
生长旺盛7～10分；生长中等4～6分；生长势差1～3分。
五、花多少（20分）
花量大15～20分；花量中等10～14分；花量少1～9分。
六、花香气（10分）
香气浓7～10分；香气一般4～6分；香气淡1～3分。
七、花期（15分）
开花早、花期长10～15分；花期中等6～9分；开花晚、花期短1～5分。
附表1：
桂花单株选择原始数据记载表
植株编号
冠形
冠幅
（m）
树高
（m）
树冠
浓密度
生长势
（地径）cm
花量
香气
花期
备注
1
2
3
4
5
……
附表2：
桂花单株选择评分表
项目
得分
编号
树体（55分）
花朵（30分）
花期
15分
综合评分
冠形
20分
冠幅/树高
15分
树冠浓密度
10分
生长势
10分
花多少
20分
花香气
10分
1
2
3
4
5
……
实验三花粉贮藏及花粉生活力的测定
为了避免杂交工作时失误，使用外地寄来的花粉、贮藏的花粉、新采的花粉，授粉前必须测定花粉的生活力，这样有利于对杂交结果的分析。
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
一、实验目的
掌握花粉贮藏及花粉生命力鉴定的方法和原理。
二、实验材料
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0.832gNa2HPO4·2H2O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。
② 制片：
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
花粉总数
其中
红色
黄色
生活力
红色
黄色
生活力
红色
黄色
生活力
培养基法测定结果记载表
花粉来源
培养基浓度
各视野中花粉粒数量及发芽率
平均生活力（％）
1
2
3
发芽数/总数
发芽率
发芽数/总数
发芽率
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。
实验四园林植物花器结构及开花授粉习性的观察
一、实验目的
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。
二、实验材料
悬铃木、月季、菊花、矮牵牛、石竹、金鱼草等园林植物。
三、实验用具
放大镜、解剖针、镊子、剪刀、直尺、记录板等。
四、实验原理
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，选育自交系等提供理论指导。
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：
查阅资料了解几种园林植物开花授粉的相关知识。
2．分组：
每3～4人为1组，领取实验工具。
实验五园林植物有性杂交技术
一、实验目的
通过实验，学习并掌握去雄、套袋、授粉等有性杂交技术，为开展园林植物杂交育种工作打下初步基础。
二、实验材料
矮牵牛、金鱼草、月季、菊花等植物的不同品种。
三、实验用具
镊子、毛笔、花粉瓶、标牌、隔离纸袋、回形针、酒精、记录本等。
四、实验原理
有性杂交是基因重组的过程。
通过杂交可以把亲本双方控制不同性状的有利基因综合到杂种个体中，使杂种个体不仅具有双亲的优良性状，而且在生长势、抗逆性、生产力等方面甚至超越其亲本，从而获得某些性状更符合人类需要和育种目标的新品种。
五、实验方法与步骤
1．亲本的选择与选配根据育种目标和亲本选择、选配的原则选择和选配亲本。
2．亲本植株和花朵的选择
选择发育正常、生长健壮、无病虫害且具有本品种典型特征的植株作为杂交亲本植株。
杂交母株应选开花结实正常的优良单株，在母株数量较多时，一般不要在路旁或人流来往较多的地方选择，以确保杂交工作的安全。
杂交的花朵以选择健壮花枝中上部即将开放的花蕾为好，每株（或每枝）保留3～5朵花，种子和果实小的可适当多留一些，多余的花蕾、已开放的花朵、果实全部摘去，以保证杂交果实的顺利生长与成熟。
3．花期调整
杂交时，如果选择的两个亲本存在花期不遇现象，则需对其开花期进行调整或收集父本花粉贮藏。
在调整花期前，首先应弄清楚影响植物花期的主导因子，然后再采用相应的措施进行调整。
如可通过采取适当的栽培措施，调节温度、光照或采用植物生长调节剂等手段对植物进行处理，使开花时期能满足杂交要求。
4．去雄、套袋
两性花的品种为防止自交，杂交前需将花蕾中未成熟的花药除去。
去雄时，剥开花瓣用镊子夹住花丝，将雄蕊全部除去，同时注意尽量不要碰伤雌蕊。
去雄过程中，如果工具被花粉污染，须用70%以上的酒精消毒，去雄后立即套袋隔离以免其他花粉干扰。
风媒花用纸袋，虫媒花可用细纱布袋。
袋子一般两端开口，套上后上端向下卷折，用回形针夹住，下端扎在花枝上，扎口周围最好垫上棉花，防止夹伤花枝。
对于不需要去雄的母本花朵，也必须套袋，以防外来花粉影响。
套袋后挂上标牌，注明母本名称和去雄日期。
5．花粉采集贮藏
为了保证父本花粉的纯度，在授粉前应对将要开放的发育良好的花蕾或花序先行套袋隔离（已开放的花朵摘除），以免掺杂其他花粉。
待花药成熟散粉时，可直接采摘父本花朵，对母体进行授粉；也可把花朵或花序剪下，于室内阴干后，收集花粉备用。
对于双亲花期不能相遇或亲本相距较远的植物种类，如果父本先于母本开花，可将父木花粉收集后妥善贮藏或运输，待母本开花时再进行授粉，从而打破杂交育种中双亲时间上和空间上的隔离，扩大杂交育种范围。
6．授粉
待母本柱头分泌粘液或发亮时，即可授粉。
授粉工具可用毛笔、棉球等，或者用镊子夹住父本已开裂花药的花丝轻轻碰触母本柱头；对于风媒花，由于花粉多而且干燥，可用喷粉器授粉。
为确保授粉成功，可重复授粉2～3次。
授粉工具授完一种花粉后，必须用酒精消毒，才能授另一种花粉。
授粉完成后立即封好套袋，并在挂牌上标明父本名称、授粉日期、授粉次数等。
数日后如发现柱头萎蔫、子房膨大，便可将套袋除去，以免妨碍果实生长。
7．杂交后的养护管理
杂交后要细心管理，创造良好的、有利于
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