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海滨锦葵为锦葵科海滨锦葵属多年生草本植物,自然分布于美国含盐沼泽地带,作为开发利用盐碱滩涂的候选物种之一,1992年被引入中国。十几年的试验表明,它能在我国滩涂区正常生长结实,是优良的耐盐经济植物,特别是作为油料、食品、饲料和保健品开发的潜力很大。海滨锦葵自然生长群体由于个体间经济性状差异显著,总产量较低,品质不一,降低了其推广应用价值,急需进行遗传改良。本论文以海滨锦葵遗传育种改良和综合开发利用为中心,开展以下的研究工作:观察记录与杂交工作相关的花期生态学研究内容;采用无菌苗茎段微扦插技术建立海滨锦葵种苗快速繁殖体系:利用RAPD分子标记对海滨锦葵杂交子一代进行分子鉴定,区分真假杂交个体;利用表型选择和半双列杂交育种技术,选育了高产优质海滨锦葵品系;建立基于油料籽饼含油量国家标准测定方法的,适合测定海滨锦葵种子含油量的实验室方法;实现海滨锦葵种子油转化生物柴油;利用微波辅助萃取方法测定海滨锦葵根部总黄酮含量。以上工作为海滨锦葵优良新品系的培育奠定基础,为海滨锦葵综合利用拓展道路,对合理、高效开发利用滩涂资源有重要意义。
(1) 观察发现,海滨锦葵盛花期在8月中下旬,这一时期传粉昆虫数量较多,单位时间单花受访频率在0.40左右,远高于7月下旬的0.24。校内试验地植株的果实、茎和滩涂区自然生长群体的花分别受到蚜虫和鳞翅目幼虫、蓟马等昆虫的摄食危害。
(2) 采用了微扦插快繁技术,克隆了获选F2代种子无菌萌发所得84棵幼苗,作为QTL作图群体以及后续研究材料。实验中确定了种子萌发前的无菌处理方法,探索了适合海滨锦葵微扦插的培养基配方,探明了海滨锦葵微扦插时诱导、启动、分化各期的需时,总结了培养时适宜的光温条件。
(3) 利用RAPD分子标记对子一代杂交个体真假进行分子鉴定。组合Hy103×Hh182的8个杂交后代均表现父本特征带,是真杂种;组合S1hy353×B1ho301的40个后代中34个F1代个体数表现父本特征带,为真杂种,另外6个未扩增出父本特征带的子一代个体为假杂种。
(4) 通过海滨锦葵7个亲本半双列杂交的遗传分析获得了主要经济性状的遗传参数。单株种子产量的狭义遗传力为0.14,广义遗传力为0.52,杂种优势为1.57。21个双列杂交组合的子代单株种子产量从原来未选择群体的4.24 g提高到7.14 g,增幅达68.39%。
(5) 以《中华人民共和国国家标准—GB/T 10359-1989-油料饼粕含油量测定法》为参照,选用石油醚进行海滨锦葵种子含油量的抽提测定。40个海滨锦葵初选单株种子含油量范围在15.32~19.05 g之间,平均值17.30,无显著差异(变异系数为5.29%)。
(6) 利用合作单位设备,以海滨锦葵种子油经化学法改性制成品质优良的生物柴油。所获生物柴油除闪点、冷凝点与运动粘度外,其余检测指标表现均符合或优于德国工业标准要求。尤其是硫含量仅0.0003%,远低于标准最高要求,环保价值出众;十六烷值达到56,高于两个标准要求的49,可燃性、动力性、可靠性好、对发动机损伤小。
(7) 采用微波辅助萃取法,首次测定了海滨锦葵根部总黄酮含量。通过计算得出,海滨锦葵根茎、侧根、须根部位总黄酮含量分别为0.291%、0.333%和0.349%,平均0.324%,接近大豆和沙棘当中黄酮含量,低于银杏叶。