杂交菊花‘燕农红雪’ב燕农橙黄’及其亲本对盐和冷胁迫的响应机制与抗性育种研究

本研究针对低温与盐胁迫严重影响菊花生长发育及地理分布的问题，通过杂交育种获得‘燕农红雪’ב燕农橙黄’后代，利用SRAP分子标记鉴定杂交真实性，分析其形态特征及抗性相关生理指标。研究发现杂交后代花序直径、叶片大小显著优于亲本，盐胁迫下SOD、POD、CAT酶活性及脯氨酸(Pro)含量显著高于母本，且盐响应基因(CmSOS1/CmSOS2/CmSOS3)和冷响应基因(CmICE/CmCBF1)表达量显著上调。该研究为兼具观赏性与抗逆性的地被菊新品种选育提供理论依据。

　　

菊花作为重要的观赏植物，其园林应用常受盐碱化和低温胁迫限制。东北地区冬季严寒与土壤盐渍化并存，导致传统菊花品种出现叶片萎蔫、开花延迟甚至整株死亡。虽然转基因技术可提高抗性，但生态风险制约其应用。杂交育种能整合双亲优良性状，但关于菊花杂交后代同时耐受盐/冷胁迫的研究仍属空白。

延边大学农学院的研究人员以抗性强品种‘燕农橙黄’为父本、观赏性佳的‘燕农红雪’为母本进行杂交，通过SRAP分子标记（多态性位点66.67%-100%）验证杂交真实性。研究发现杂交后代叶片长度(4.37 cm)、花序直径(4.63 cm)等性状呈现超亲优势。在200 mM NaCl处理下，杂交后代SOD活性达母本的1.52倍，CmHKT基因表达量提升1.44倍；-5°C低温胁迫时，其CmLEA基因表达量较母本增加1.74倍，DAB染色显示氧化损伤显著减轻。相关成果发表于《Scientia Horticulturae》。

研究采用以下关键技术：① SRAP-PCR鉴定杂交后代遗传多样性；② 水培系统模拟盐胁迫（0-200 mM NaCl梯度处理）；③ 人工气候箱控温实验（10°C至-5°C）；④ 火焰分光光度法测定Na⁺/K⁺含量；⑤ RT-qPCR分析盐/冷响应基因表达。

3.1 杂交真实性鉴定

通过13对SRAP引物扩增出123条带，发现33条父本特异性条带，Shannon指数均值0.59，证实杂交成功且遗传变异丰富。

3.2 形态特征分析

杂交后代叶片宽度(3.35 cm)呈现88.76%的中亲优势率，但管状花数量(-57.14%)出现负向超亲分离，表明性状遗传的复杂性。

3.3 盐胁迫生理响应

200 mM NaCl处理下，杂交后代CAT活性(18.7 U/g)显著高于母本(12.3 U/g)，MDA含量降低34.5%，NBT染色显示超氧自由基积累较少。

3.4 盐响应基因表达

盐胁迫诱导杂交后代CmSOS2表达量达母本的2.4倍，同时Na⁺/K⁺比维持0.85，优于母本的1.62，证实SOS通路激活改善离子稳态。

3.5 低温胁迫响应

-5°C处理时杂交后代Pro含量(28.6 μg/g)比母本高42%，CmCBF1表达量提升1.41倍，ICE-CBF调控网络增强冷适应性。

3.6 冷响应基因调控

低温诱导杂交后代CmLEA基因显著上调，其编码的胚胎发育晚期丰富蛋白(LEA)可稳定细胞膜结构，减轻低温损伤。

该研究首次揭示地被菊杂交后代通过协同调控SOS和ICE-CBF两条通路增强复合抗性。杂交后代不仅继承父本抗逆性，还保留母本观赏特性，其中CmHKT1介导的Na⁺外排和CmLEA介导的细胞保护机制是抗性提升的关键。研究为东北等高寒盐碱地区园林植物选育提供新种质，同时建立的SRAP标记体系可为菊花分子育种提供技术参考。未来可进一步探究糖代谢与细胞分裂素在杂交优势形成中的作用。