艾辛，朱玉葉，蔣建雄，龍衛(wèi)，李莎莎，易自力＊

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝園林學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙410128；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙410128；3.湖南省常德市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，湖南 常德415000）

芒屬（Miscanthus）植物作為極具開(kāi)發(fā)潛力的能源植物之一備受關(guān)注［1－4］。中國(guó)是芒屬植物重要的起源與分布中心，中國(guó)有7個(gè)種［5］，其中芒（M.sinensis）、五節(jié)芒（M.floridulus）、荻（M.sacchariflorus）、南荻（M.lutarioriparus）4個(gè)種作為能源植物開(kāi)發(fā)利用的價(jià)值最大，資源分布范圍廣、蘊(yùn)藏量大，稱為芒屬能源植物（Miscanthusenergy plant，MEP），其多樣性豐富［6－9］。芒屬植物的4個(gè)種各自具有優(yōu)良的特性，但作為能源植物直接利用都存在不足，通過(guò)種間雜交將分散在各個(gè)種中的優(yōu)良性狀聚合在一起，選育出生物產(chǎn)量高，適應(yīng)不良環(huán)境能力強(qiáng)的新品種是芒屬能源植物育種的主要方向。荻是我國(guó)芒屬植物中分布緯度最北、經(jīng)度最西的種類，適應(yīng)惡劣生態(tài)環(huán)境的能力強(qiáng)，地下根狀莖低于－30℃也能安全越冬，而地上部分在低溫來(lái)臨前已自然衰老。研究表明，荻還具有耐中度干旱和瘠薄的能力［10－15］，耐受鹽堿的能力較強(qiáng)［16］，對(duì)重金屬污染的土壤也有一定的修復(fù)能力［17］，其根系的擴(kuò)張能力有利于水土固定［18］，綜合評(píng)價(jià)，荻是一種適應(yīng)惡劣環(huán)境能力強(qiáng)但生物產(chǎn)量較低的芒屬能源植物。五節(jié)芒主要生長(zhǎng)在我國(guó)長(zhǎng)江中下游流域的廣大地區(qū)，對(duì)其生態(tài)生物學(xué)特性［19］、遺傳特性［20－21］、生態(tài)修復(fù)［22－23］及利用價(jià)值［24－25］等方面所做的研究工作表明，五節(jié)芒生物產(chǎn)量高，具有較好的能源利用開(kāi)發(fā)前景。但五節(jié)芒具有不易衰老的特性，雖然利用催熟劑能促進(jìn)其衰老［26］，但這種方法對(duì)五節(jié)芒今后的生長(zhǎng)是否有不良影響還有待觀察。芒屬能源植物的自然衰老性狀是一個(gè)重要性狀，隨著植物的衰老，植物體內(nèi)的水分和礦物質(zhì)的含量明顯減少，有利于收獲、儲(chǔ)藏和燃燒［27］。為了充分利用荻和五節(jié)芒優(yōu)良特性，克服各自的缺點(diǎn)，開(kāi)展了荻和五節(jié)芒的種間雜交工作，首次在全球獲得了荻和五節(jié)芒的種間雜交種群體［28］，雜交種在生長(zhǎng)速度，生物產(chǎn)量、耐旱、耐瘠薄等方面充分地顯示了遠(yuǎn)緣雜種的優(yōu)勢(shì)。植物遠(yuǎn)緣雜交往往存在不親和、雜種不育和雜種后代不稔三大障礙，雜交試驗(yàn)和天然種間雜交種的研究表明芒屬植物種間雜交的障礙不明顯［29］，目前歐美國(guó)家普遍利用的能源植物“奇崗”就是荻和芒的天然三倍體雜交種［30］。芒屬植物種間雜交種雖然具有較大的雜種優(yōu)勢(shì)，但通過(guò)對(duì)雜交種后代基因的分離重組和選擇，能實(shí)現(xiàn)優(yōu)良性狀的聚合，篩選出性狀優(yōu)良的新品種，對(duì)雜交種的開(kāi)花物候和生殖特性的了解對(duì)開(kāi)展雜交種的進(jìn)一步遺傳改良研究非常重要，但到目前為止，有關(guān)芒屬植物種間雜交種在開(kāi)花物候和生長(zhǎng)特性方面的研究還未見(jiàn)報(bào)道，本研究利用五節(jié)芒和荻的人工雜交種群體進(jìn)行開(kāi)花物候、結(jié)實(shí)能力和花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂行為等方面的觀察，旨在為今后進(jìn)一步開(kāi)展芒屬植物種間、種內(nèi)及親子代間有性雜交育種積累基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 供試材料與試驗(yàn)地環(huán)境條件

試驗(yàn)材料為本研究者創(chuàng)建的五節(jié)芒和荻的種間雜交種F1群體，經(jīng)過(guò)SSR分子標(biāo)記和田間形態(tài)學(xué)鑒定的五節(jié)芒與荻雜種植株和2個(gè)親本。親本荻采集于甘肅涇川縣窯店鎮(zhèn)，親本五節(jié)芒采集于湖南邵陽(yáng)市洞口縣。雜種植株群體為112株，只有103株在大田種植。2個(gè)親本均為二倍體（2n＝38）。試驗(yàn)材料于2011年種植于瀏陽(yáng)芒草試驗(yàn)基地，植株生長(zhǎng)旺盛，冬季衰老后割除地上部分，安全越冬。第1年由于受栽培時(shí)間的影響，當(dāng)年8月開(kāi)花，不作為物候期信息進(jìn)行分析，2012年進(jìn)行正式的開(kāi)花物候期和生殖特性觀測(cè)，2013年重復(fù)觀測(cè)1次物候期和其他農(nóng)藝學(xué)性狀。

瀏陽(yáng)芒草試驗(yàn)基地坐落在湖南省瀏陽(yáng)市永和鎮(zhèn)石佳村，栽培地為山地，經(jīng)過(guò)機(jī)械施工平整，土質(zhì)屬于貧瘠的黃壤土，氣候條件為中亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候［31］。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 雜交種F1群體開(kāi)花物候觀察與開(kāi)花數(shù)統(tǒng)計(jì) 從2012年5月初開(kāi)始觀察雜交種和2個(gè)親本的開(kāi)花情況，觀測(cè)指標(biāo)主要有：始花日期、開(kāi)花持續(xù)時(shí)間和終花日期。個(gè)體（株叢）始花日期為單株第1朵花開(kāi)放的日期，終花日期為單株最后1朵花開(kāi)放的日期。個(gè)體總花期長(zhǎng)度為第1朵花開(kāi)到最后1朵花開(kāi)的時(shí)間。群體水平的開(kāi)花物候參數(shù)以所觀測(cè)的全部個(gè)體的平均值計(jì)算，其中，始花日指第1個(gè)植株開(kāi)花日期。參照Dafni［32］的方法，群體水平上5%的個(gè)體開(kāi)花時(shí)視為始花，50%的個(gè)體達(dá)到開(kāi)花高峰時(shí)視為群體開(kāi)花高峰期，95%的植株開(kāi)花結(jié)束時(shí)視為群體花期結(jié)束。芒屬植物是一種多分蘗植物，形成叢生狀，大部分的分蘗都能孕穗開(kāi)花，此處所說(shuō)的個(gè)體水平是指雜交種和它的親本株叢。2013年繼續(xù)觀測(cè)，但只觀測(cè)每個(gè)株叢的孕穗及始花日期，與2012年數(shù)據(jù)進(jìn)行比較驗(yàn)證，由于花期基本一致，而分蘗數(shù)又太多，未進(jìn)行開(kāi)花花序數(shù)的記數(shù)，故相關(guān)計(jì)算以2012年的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。

用同步指數(shù)（synchrony index，Si）檢測(cè)孕抽穗和開(kāi)花同步性高低，具體方法見(jiàn)參考文獻(xiàn)［33］，同步指數(shù)計(jì)算公式如下：

式中，ej表示個(gè)體i和j花期重疊時(shí)間（d），fi表示個(gè)體i開(kāi)花的總時(shí)間（d），n表示群體中個(gè)體總數(shù)。Si的變異范圍為0～1，“0”表示種群內(nèi)個(gè)體花期無(wú)重疊，“1”則表示完全重疊，所有個(gè)體的平均值為該群體的開(kāi)花同步性指數(shù)。

從5－10月對(duì)F1各株叢植株每月開(kāi)花分蘗數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，根據(jù)植株每月開(kāi)花分蘗數(shù)的數(shù)量計(jì)算植株的平均開(kāi)花振幅（mean flowering amplitude），每月開(kāi)花比例＝（每月開(kāi)花分蘗數(shù)/開(kāi)花分蘗總數(shù)）×100%。

1.2.2 花粉育性觀測(cè) 采用I2－KI溶液進(jìn)行花粉育性的測(cè)定。在親本和雜交種的開(kāi)花期，每天早上7點(diǎn)至10點(diǎn)之間選取每株當(dāng)天開(kāi)花的花序。每次隨機(jī)從花序上選取花藥未開(kāi)裂散粉的小穗，從中取出3個(gè)花藥放在載玻片上。在載玻片上滴1～2滴I2－KI溶液，用鑷子將花藥輕輕搗碎，去掉肉眼可見(jiàn)的雜質(zhì)，加上蓋玻片，在Olympus顯微鏡下（100×）觀察。全部染成棕黑色的花粉被認(rèn)為是可育花粉，不染色或染色很淺的花粉為不育花粉。每份材料制作3個(gè)效果優(yōu)良的制片，每片觀察3個(gè)視野，每個(gè)視野能觀察花粉數(shù)30粒以上?？捎ǚ郯俜致剩剑ㄈ旧ǚ蹟?shù)/觀測(cè)花粉數(shù)）×100。

1.2.3 自花授粉和異花授粉結(jié)實(shí)率的測(cè)定 每株叢選取3個(gè)花序，用定制的羊皮紙袋分別對(duì)其套袋，其后不再做任何處理。同時(shí)每株叢隨機(jī)選取3個(gè)花序作為對(duì)照讓其自然授粉。待種子完全成熟時(shí)，將套袋處理的花序和自然授粉的花序分開(kāi)收集，將3個(gè)自交花序上小穗混合均勻，隨機(jī)取300個(gè)小穗進(jìn)行計(jì)數(shù)，重復(fù)3次，自然授粉的花序照此法同樣處理，分別統(tǒng)計(jì)結(jié)實(shí)率，結(jié)實(shí)率＝（結(jié)實(shí)數(shù)/300）×100%。

1.2.4 雜交種F1植株花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂的顯微觀察 取材與后處理：在親本和雜交種的開(kāi)花期，于早上7點(diǎn)左右在田間取材，以旗葉與下一葉葉耳間距為標(biāo)準(zhǔn)，選取不同長(zhǎng)度的幼穗用卡諾氏固定液（無(wú)水乙醇∶冰醋酸＝3∶1）固定24h左右，用95%酒精清洗3次，轉(zhuǎn)入70%酒精中低溫4℃保存?zhèn)溆谩?/p>

制片：用鑷子將1朵小花中雄蕊取出，放在潔凈的載玻片上，滴1滴45%的醋酸將其軟化幾秒，擦去多余液體，再滴1～2滴的改良卡寶品紅染液［34］進(jìn)行染色，加蓋玻片進(jìn)行壓片，吸水紙吸去多余液體。

鏡檢：在Olympus普通光學(xué)顯微鏡（400×或1000×）下鏡檢，尋找減數(shù)分裂中的各個(gè)分裂相并拍照。減數(shù)分裂各時(shí)期分別選取30個(gè)視野，至少觀察200個(gè)細(xì)胞，統(tǒng)計(jì)各時(shí)期的染色體行為異常率，異常率（%）＝（染色體行為異常細(xì)胞數(shù)/各時(shí)期觀察的細(xì)胞總數(shù)）×100%。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Microsoft Excel進(jìn)行花粉育性和結(jié)實(shí)率的描述性統(tǒng)計(jì)分析，用DPS 6.5進(jìn)行開(kāi)花物候、花粉育性與結(jié)實(shí)率的相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 五節(jié)芒與荻雜交種F1群體的開(kāi)花物候

個(gè)體和群體的開(kāi)花物候特征如表1所示，F(xiàn)1群體一般為5月下旬開(kāi)始孕穗，6月中旬開(kāi)始開(kāi)花，花期持續(xù)到10月底，花期持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。F1個(gè)體在始花日期和終花日期上略有不同，始花日期為6月7日至6月21日之間，終花期為10月11日至10月27日之間，開(kāi)花情況具很高同步性。由圖1可見(jiàn)，親本五節(jié)芒的花期分為2個(gè)時(shí)期，第1個(gè)開(kāi)花高峰出現(xiàn)在7月（開(kāi)花分蘗數(shù)占全年開(kāi)花分蘗數(shù)比例為43.75%），第2個(gè)開(kāi)花高峰出現(xiàn)在9月（開(kāi)花分蘗數(shù)比例為50.00%），2個(gè)花期間分隔明顯，不表現(xiàn)為連續(xù)性；親本荻只在6月（開(kāi)花比例為100%）出現(xiàn)1個(gè)開(kāi)花高峰；F1雜種從6月上旬開(kāi)始連續(xù)開(kāi)花直至10月下旬結(jié)束，但仍然可以分為2個(gè)階段即2個(gè)開(kāi)花高峰，呈雙峰曲線，第1次開(kāi)花高峰出現(xiàn)在6月（開(kāi)花分蘗數(shù)平均值為36.34%）與親本荻重合，1個(gè)在9月（開(kāi)花分蘗數(shù)平均值為39.38%）與親本五節(jié)芒重合（圖1）。從孕穗期和始花期的時(shí)間看，雜交種的始花期偏向于早花的荻親本，66.07%的個(gè)體（株叢）花期與親本荻相近，31.25%的個(gè)體花期與親本五節(jié)芒相近，只有2.68%的花期晚于晚花的親本，說(shuō)明早花性狀的遺傳力高。

表1 F1群體個(gè)體水平（n＝103）和群體水平的開(kāi)花物候Table 1 Flowering phenology characteristics of F1population and individual plants（n＝103）

2.2 雜交種F1植株花粉育性研究

利用I2－KI染色法測(cè)定2個(gè)親本和103株F1植株的花粉育性（表2），發(fā)現(xiàn)芒屬植物花粉經(jīng)I2－KI染色后呈較深的顏色，說(shuō)明親本和F1植株花粉中淀粉的含量比較高。親本荻的花粉染色率為（96.11±2.05）%，親本五節(jié)芒第1次開(kāi)花高峰花粉染色率為（75.38±12.44）%，第2次開(kāi)花高峰花粉染色率為（92.32±4.70）%，明顯高于第1次開(kāi)花高峰花粉染色率。F1群體植株平均花粉染色率低于2個(gè)親本，2次開(kāi)花高峰的花粉染色率分別為（50.79±18.61）%，（65.42±14.71）%，第2次開(kāi)花高峰時(shí)的花粉染色率大于第1次開(kāi)花高峰時(shí)的花粉染色率。F1群體個(gè)體間有較大的差異，2次開(kāi)花高峰可育花粉率的變異系數(shù)分別為36.64%，22.48%，雜交種育性降低說(shuō)明了荻和五節(jié)芒的親緣關(guān)系相對(duì)較遠(yuǎn)，可能存在較大的生理差異。

圖1 親本荻、五節(jié)芒和雜種F1個(gè)體開(kāi)花振幅曲線Fig.1 Flowering amplitudes curves of F1population and its parents M.floridulus and M.sacchariflorus

表2 雜交種F1群體花粉育性與結(jié)實(shí)性Table 2 Pollen fertility and natural seed setting rate of F1population %

2.3 雜交種自交結(jié)實(shí)率與天然結(jié)實(shí)率測(cè)定

荻、五節(jié)芒和它們的雜交種植株的花序套袋自交結(jié)實(shí)率均為0，說(shuō)明荻和五節(jié)芒雜交種F1也是高度自交不親和。開(kāi)放授粉的情況下，荻的天然結(jié)實(shí)率為0，五節(jié)芒第1次開(kāi)花高峰期的花序結(jié)實(shí)率極低，為0.33%，第2次開(kāi)花高峰期的花序結(jié)實(shí)率為22.00%。種植在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)校園內(nèi)芒屬植物資源圃的2個(gè)親本卻有很高的天然結(jié)實(shí)率［親本荻為（57.22±11.69）%，親本五節(jié)芒為（62.94±4.47）%］。F1群體內(nèi)株間的天然結(jié)實(shí)率有較大的差異（表2），第1次開(kāi)花高峰期的花序平均天然結(jié)實(shí)率為（7.57±6.82）%，最低為0.00%，最高為36.33%，變異系數(shù)為90.07%，第2次開(kāi)花高峰期的花序平均天然結(jié)實(shí)率為（28.74±12.02）%，最低為1.00%，最高為58.67%，變異系數(shù)為41.81%，說(shuō)明雜交種株間有較大的遺傳差異，群體多樣性高。

表3 F1植株個(gè)體水平的物候指標(biāo)及結(jié)實(shí)率的相關(guān)分析Table 3 Correlation analysis between flowering phenology parameters and seed setting rate of F1individual plants

2.4 雜交種開(kāi)花物候指數(shù)與結(jié)實(shí)率的相關(guān)性

圖2 五節(jié)芒與荻人工雜交種F1花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂（在400×下拍攝）Fig.2 Meiosis of pollen mother cell of F1plants（400×）

五節(jié)芒與荻人工雜交種F1植株個(gè)體水平的始花時(shí)間、花期持續(xù)時(shí)間、開(kāi)花數(shù)目與結(jié)實(shí)率的相關(guān)分析顯示（表3），開(kāi)花數(shù)與花期持續(xù)時(shí)間呈極顯著正相關(guān)，與始花時(shí)間和結(jié)實(shí)率呈正相關(guān)關(guān)系；花期持續(xù)時(shí)間與始花時(shí)間呈極顯著負(fù)相關(guān)，與結(jié)實(shí)率呈正相關(guān)關(guān)系；始花時(shí)間與第1次開(kāi)花高峰結(jié)實(shí)率呈負(fù)相關(guān)，與第2次開(kāi)花高峰結(jié)實(shí)率呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。這表明開(kāi)花數(shù)目多的個(gè)體比開(kāi)花數(shù)目少的個(gè)體花期持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)，結(jié)實(shí)率更高；花期持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)的個(gè)體，始花時(shí)間越早，結(jié)實(shí)率更高；始花時(shí)間早的個(gè)體比始花時(shí)間晚的個(gè)體花期持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)，第2次開(kāi)花高峰后的結(jié)實(shí)率更高。

2.5 雜交種花粉育性與結(jié)實(shí)率的關(guān)系

雜交種花粉的染色率與結(jié)實(shí)率的關(guān)系并不密切，第1次開(kāi)花高峰的花粉染色率與結(jié)實(shí)率之間為負(fù)相關(guān)（r＝－0.1473），第2次開(kāi)花高峰花粉育性與結(jié)實(shí)率之間雖然為正相關(guān)（r＝0.1754），但也未達(dá)到顯著性水平，花粉I2－KI染色率與植株結(jié)實(shí)率之間沒(méi)有相關(guān)性，其可能原因是I2－KI染色法不能有效地反映雜交種的花粉育性和活力水平，且由于芒屬植物自交不親和，自花花粉是否可育與雌蕊能否受精結(jié)實(shí)也沒(méi)有關(guān)系，雌蕊的發(fā)育是否正常值得關(guān)注。

2.6 雜交種F1植株花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂觀察

利用根尖壓片法和流式細(xì)胞儀觀測(cè)親本荻和五節(jié)芒的染色體數(shù)目，2個(gè)親本的倍性均為二倍體，花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂未見(jiàn)異常。選取葉枕距范圍在3～6cm的健壯幼穗可以獲得較好的減數(shù)分裂時(shí)期的各個(gè)分裂相。如圖2所示，觀測(cè)結(jié)果表明F1植株的花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂過(guò)程基本正常，胞質(zhì)分裂為連續(xù)型，即減數(shù)第1次分裂后產(chǎn)生細(xì)胞板，將母細(xì)胞分為2個(gè)子細(xì)胞，即二分體。接著進(jìn)行第2次分裂，形成四分體，四分體為兩側(cè)對(duì)稱型。少數(shù)花粉母細(xì)胞在第2次減數(shù)分裂后期出現(xiàn)染色體分裂不同步（圖2－12），但這一現(xiàn)象出現(xiàn)的比例很小，不同步差異也不大，到第2次分裂末期又趨于同步，即不會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)三分體的現(xiàn)象。

個(gè)別花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂過(guò)程中染色體的異常行為（圖3）包括：在中期I出現(xiàn)部分染色體沒(méi)有排列在赤道板上，而是隨機(jī)分布于赤道板附近（圖3－15），行為異常率為1.5%；后期I正常染色體已趨向兩級(jí)，而落后染色體則分布于兩級(jí)之間形成染色體橋（圖3－16），行為異常率為1；末期I仍可見(jiàn)染色體片段位于兩級(jí)之間（圖3－17），行為異常率為0.5%。

3 討論

根據(jù)中國(guó)植物志［35］記載，荻在原產(chǎn)地的花果期為每年8－10月，五節(jié)芒的花果期為每年的5月到10月。本試驗(yàn)的親本荻在瀏陽(yáng)基地觀察到的始花期在6月上中旬，花期呈單峰曲線，而在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)芒草基地其花期延續(xù)至9月上旬，開(kāi)花花序數(shù)呈雙峰曲線，高峰分別出現(xiàn)在6月上旬和9月上旬。五節(jié)芒花果期從7月一直持續(xù)到10月，呈雙峰曲線，高峰分別出現(xiàn)在7和9月。出現(xiàn)這些情況的原因在于荻是北種南移，并且有研究表明荻是短日照響應(yīng)植物［36］，因此出現(xiàn)了提前開(kāi)花的現(xiàn)象，但在瀏陽(yáng)基地沒(méi)有出現(xiàn)二次開(kāi)花高峰，可能是由于土壤貧瘠缺水所致，沒(méi)有持續(xù)新長(zhǎng)出的分蘗，吳文新和王洪銘［37］研究表明，肥料與水分因素對(duì)菊花（Dendranthemamorifolium）的開(kāi)花期有很大影響。五節(jié)芒從7月開(kāi)始開(kāi)花，出現(xiàn)2次開(kāi)花高峰，這與朱明東等［29］發(fā)現(xiàn)五節(jié)芒的生殖分蘗中下部的節(jié)位會(huì)發(fā)生第2次抽穗開(kāi)花的現(xiàn)象相吻合。五節(jié)芒與荻的雜交種F1群體呈雙峰曲線，花期持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，同步性指數(shù)高，季孔庶等［38］在進(jìn)行鵝掌楸屬（Liriodendron）樹(shù)種物候觀測(cè)時(shí)也發(fā)現(xiàn)雜種花期持續(xù)時(shí)間比雙親的長(zhǎng)，并且雜種和親本的花期之間有較長(zhǎng)交叉時(shí)間。

開(kāi)花物候?qū)χ参锏纳吵晒哂幸欢ㄓ绊懀?9－41］。Augspurger［42］認(rèn)為，植物的開(kāi)花數(shù)是決定其結(jié)實(shí)率的重要因子，在觀察的6種新熱帶灌木的開(kāi)花物候中，有5種植物的個(gè)體開(kāi)花數(shù)與結(jié)實(shí)率呈正相關(guān)。肖宜安等［43］研究發(fā)現(xiàn)瀕危植物長(zhǎng)柄雙花木中，始花日期與結(jié)實(shí)率均呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，始花日期早的比始花日期遲的結(jié)實(shí)率高，而開(kāi)花數(shù)與結(jié)實(shí)率表現(xiàn)出線性正相關(guān)關(guān)系。通過(guò)對(duì)瀏陽(yáng)基地五節(jié)芒與荻人工雜種個(gè)體水平的花期持續(xù)時(shí)間、開(kāi)花數(shù)與結(jié)實(shí)率的關(guān)系及相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)：開(kāi)花數(shù)和花期持續(xù)時(shí)間分別與結(jié)實(shí)率存在正相關(guān)關(guān)系，此結(jié)果與李新蓉等［41］和Augspurger［42］的研究結(jié)果一致。由于芒屬植物存在自交不親和現(xiàn)象，花粉壽命較短，柱頭可授時(shí)間較長(zhǎng)的特性［44］，五節(jié)芒與荻人工雜種在群體開(kāi)花數(shù)多，花期持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的情況下，增加了接受其他基因型花粉的機(jī)會(huì)，從而提高結(jié)實(shí)的機(jī)會(huì)。

2個(gè)親本均是二倍體，而且減數(shù)分裂正常，F(xiàn)1植株減數(shù)分裂基本正常，但因?yàn)槭欠N間雜交種，也有個(gè)別花粉母細(xì)胞出現(xiàn)了染色體異常行為，染色體行為異常率均低于2.0%，這說(shuō)明五節(jié)芒與荻種間基因組具有很高的同源性，可以相互配對(duì)，說(shuō)明五節(jié)芒與荻有很近的親緣關(guān)系。張春等［45］通過(guò)對(duì)擬鵝觀草屬（Pseudoroegneria）與鵝觀草屬（Roegneria）和披堿草屬（Elymus）屬間及種間雜種的花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂觀察，確定了披堿草屬種的St染色體組與Y染色體組具有一定程度的同源性，親緣關(guān)系較近，而與H染色體組的關(guān)系較遠(yuǎn)。對(duì)于五節(jié)芒與荻種間雜種的花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂行為研究還未見(jiàn)報(bào)道，有文獻(xiàn)指出［46］芒屬的19個(gè)連鎖群與高粱（Sorghumbicolor）的10個(gè)連鎖群以2∶1呈相同的線性關(guān)系，表明芒屬植物基因組中存在著完整的全基因組的染色體復(fù)制。而高粱染色體基數(shù)為10［47］，本實(shí)驗(yàn)也不能鑒別雜種F1中配對(duì)的染色體為同源配對(duì)還是異源配對(duì)，可借助基因組原位雜交（GISH）技術(shù)加以鑒別［48］，可能也存在一些片段的重排和變異，導(dǎo)致種間雜種染色體在減數(shù)分裂過(guò)程中的異常行為，其減數(shù)分裂過(guò)程還有待進(jìn)一步深入的研究。從雜交種的花粉育性來(lái)看，雜交種的花粉育性普遍降低，說(shuō)明兩者由于親緣關(guān)系的差異有可能影響到花粉發(fā)育，這與雜交種染色體在減數(shù)分裂過(guò)程的異常行為是否有某種關(guān)系，也有待今后進(jìn)一步的研究。

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