园林植物遗传育种学实验指导书

《园林植物遗传育种学》课程实验指导书园林专业杨泉女邓日烈刘晓辉编佛山科学技术学院生命科学学院园艺系2008年5月1目录实验一、园林植物品种性状的描述……………………………………………………2实验二、园林植物种质资源调查………………………………………………………3实验三、花粉生活力的鉴定……………………………………………………………5实验四、园林植物开花习性的观察与授粉技术………………………………………7实验五、人工诱发植物多倍体…………………………………………………………9实验六、植物培养基的配制与灭菌……………………………………………………11实验七、园林植物的组织培养…………………………………………………………132实验一、园林植物品种性状的描述植物表型变异类型的观察植物表型变异的研究是进行表型选择的工作基础，经过表型选择出来的类型r一般就直接称为优良类型，这些优良类型一方面可直接供生产之需，另一方面可作为该植物种进一步改良的原始材料。一、实验目的通过实验初步掌握植物表型变异类型划分的原理和方法。二、实验用具手持放大镜、铅笔、绘图纸、枝剪、小刀、米尺。三、实验材料各种树木和花卉品种。四、实验内容(一)树木形态特征变异的观察(1)叶子形态特征的变化。许多乔灌木树种叶子的结构和色泽存在一定的变化，并在绿化事业上广泛应用着，如园柏的针叶有刺叶和鳞叶之分；槭树和黄卢的红叶中，存在深红、淡红和黄色三种类型；李子树中还发生了保持全年树叶紫红的变异，这就是红叶李；各种杨树、柳树的叶形和叶片大小也存在着一定的差异。(2)果实(球果)形态特征的变异。果实(球果)是树木重要的繁殖器官，也是划分种、品种和类型的重要的性状特征。核桃果实按形状可划分为：尖顶、卵果、长果、圆果、方果等五种类型：按种壳光滑程度可分为光、中等光滑和有皱沟三种类型：接种壳厚度及其内壁构造(内壁褶、内壁膜、种壳)可划分为露仁、薄壳、锦仁、夹绵、夹仁、节子等六大类型。(3)树皮形态特征的变化。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。3实验二、园林植物种质资源调查一、实验目的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。四、实验内容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4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）1.一般特性：灌木，高2－3米。2.叶：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。3.花：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。4.花期：5月。5.果：球形，直径8－10毫米。6.生态分布：中国和日本。7.备注：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。艳山姜（Alpiniazerumbet'variegata'）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。5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。6（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。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。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(％)123发芽数/总数发芽率发芽数/总数发芽率发芽数/总数发芽率7实验四、园林植物开花习性的观察与授粉技术一、实验目的通过对园林植物花器结构及开