苹果多倍体育种体系建立及生物学特性研究.pdf

山东农业大学博士学位论文苹果多倍体育种体系建立及生物学特性研究姓名：姜中武申请学位级别：博士专业：果树学指导教师：束怀瑞;陈学森20080520英文缩写符号及其中英文对照表2 nu n r e d u c e dg a m e t e ，2 n 配子6 - B A6 - B e n z y l a m i n o p u r i n e ，6 ．苄氨基嘌呤A i tA p o s p o r yi n i t i a t o r ，无孢子生殖起始基因A NA n t i p o d a lC e l ln u c l e i ，反足细胞A p vA p o s p o r yp r e v e n t e rg e n e ，无孢子生殖阻止基因C CC e n t r a lC e l l ，中央细胞C C NC e n t r a lC e l lN u c l e u s ，中央细胞核C HC h a l a z a lc h a m b e r ，合点端 D MD e g e n e r a t eM e g a s p o r e s ，退化大孢子E NE g gN u c l e i ，卵核E CE g gc e l l卵细胞F D RF i r s td i v i s i o nr e S t i m t i o n ，第一次分裂重组F MF u n c t i o n a lm e g a s p o r e ，功能大孢子G C ．M SF i n n i g a nT r a c e ，气相色谱质谱联用仪I A A3 - I n d o l ea c e t i ca c i d ，3 ．吲哚己酸III n n e ri n t e g u m e n t ，内珠被M d VM e g a s p o rd e v e l o p m e n tg e n e ，大孢子发育基因 M M CM e g a s p o r eM o t h e rC e l l ，大孢子母细胞M iM i c r o p y l e ，珠孔N A A0 【一N a p h t h a l e n ea c e t i ca c i d ，萘乙酸N UN u c e l l u s珠心O IO u t e ri n t e g u m e n t ，外珠被P AP a r t e cP l o i d yA n a l y s e r ，流式细胞仪P i tP a r t h e n o g e n s i si n i t i a t o rg e n ，单性生殖起始基因P NP o l a rN u c l e u s极核P p vP a r t h e n o g e n s i sp r e v e n t e rg e n ，单性生殖阻止基因SS - g e n o t y p e s ，S - 基因型S NS y n e r g i dN u c l e u s ，助细胞核S D RS e c o n dd i v i s i o nr e s t i t u t i o n第二次分裂重组S yS y n a p t i cm u t a n t ，突触基因T D ZT h i d i a z u r o n苯基噻二唑基脲关于学位论文原创性和使用授权的声明本人所呈交的学位论文，是在导师指导下，独立进行科学研究所取得的成果。

对在论文研究期间给予指导、帮助和做出重要贡献的个人或集体，均在文中明确说明本声明的法律责任由本人承担本人完全了解山东农业大学有关保留和使用学位论文的规定，同意学校保留和按要求向国家有关部门或机构送交论文纸质本和电子版，允许论，，文被查阅和借阅本人授权山东农业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文保密论文在解密后应遵守此规定论文作者签名：盖“导师签名：山东农业大学博士学位论文捅要针对我国苹果主栽品种单一，自主知识产权优良品种贫乏，遗传基础狭窄，育种速度进展缓慢等现实问题，利用2 n 配子创造新的多倍体种质资源，对多倍体品种的生物学特性开展了广泛研究，其目的是为建立苹果高效多倍体育种体系，加快育种速度开展基础性研究工作，为多倍体品种的开发利用提供技术支撑本研究的主要结果和结论如下：1 、以“红将军”苹果作试材，对离体叶片诱导再生不定芽结果表明：试管苗继代培养3 ~ 4 代，当代培养2 5 ～3 0 d ，取顶部嫩叶3 ~ 4 片，叶片近轴面向下接触诱导分化培养基，黑暗培养1 0 - 1 5 d 后，转入光照培养条件下，再生频率达1 0 0 ％。

诱导红将军叶片高频再生的培养基组分是M S + T D Z1 ．0 m g ／L + I A A0 ．7 5m g ／L + 蔗糖3 0 9 ／L ，培养基p H值5 ．8 采用浸渍法诱变叶片再生的秋水仙素的浓度以O ．5 ％，处理时间4 8 h ，叶片诱变率为O ．6 ％混培法以4 0 m g ／L 和5 0 m g ／L 的秋水仙素浓度处理效果最好，诱变率分别为0 ．2 6 ％和O ．3 7 ％2 、平邑甜茶具有很高的无融合生殖能力，但有少量的有性杂交后代，本试验检测了3 0 5 4 株，有性杂交率为4 ．7 ％有性后代的四倍体植株的无融合特性的遗传，是平邑甜茶的雌2 n 配子的染色体组整体遗传的结果石蜡切片发现，平邑甜茶的胚囊具有大孢子母细胞，并有二核胚囊、四核胚囊、八核胚囊各个发育期，但胚囊的发育成熟滞后于盛花期，平邑甜茶的雄花败育不形成小孢子( 花粉) 平邑甜茶有部分大孢子母细胞殖可以减数分裂，减数后的胚囊与外源花粉杂交后，形成的三倍体由于雌2 n 配子的形成滞后于花期，没有授粉机会的雌2 n 配子形成了无融合的三倍体种子，自然开放授粉的F l 后代形成约2 ．5 ％的四倍体。

可通过人工选择性杂交，在F I 后代中选择四倍体的植株，测定无融合能力、抗逆性和嫁接亲合性，进行无融合砧木资源的创新3 、利用不同倍性的苹果品种进行杂交授粉，检测杂交F l 代倍性分离规律，结果表明，不同倍性品种间杂交，F l 代植株多为二倍体，比例在5 0 ％以上四倍体天星×四倍体嘎啦杂交后代中二倍体、三倍体和四倍体的比例分别为1 8 ％、5 4 ％和1 8 ％二倍体烟富4 和四倍体花红杂交F l 代中三倍体植株所占比例为4 7 ．6 ％二倍体与二倍体杂交，三倍体比例约占2 ．5 ％；自然开放授粉三倍体后代低于0 ．2 5 ％三倍体与三倍体品种杂交时可以授粉坐果，但是种子败育率较高三倍体乔纳金与二倍体品种杂交，平均结籽率为2 ．5 粒，杂交F l 代中三倍体所占比例为2 8 ．4 ％天星×四倍体嘎啦、烟富4 ×苹果多倍体育种体系建立和生物学特性研究花红是培育三倍体品种的良好杂交组合多倍体植株倍性不稳定，有自然二倍化的趋势，二倍体是苹果属最稳定的优化倍性状态生产中应用的乔纳金、陆奥、北斗和北海道9 号等三倍体品种都是由母本产生的雌2 n 配子形成的，染色体组整体源自母本四倍体天星×四倍体嘎啦杂交三倍体后代染色体组的3 个S 基因型中的2 个S 基因是源自母本天星。

4 、不同倍性的花粉外观形态、叶绿素含量存在较大差别不同倍性的苹果品种叶片叶绿素含量差异较大，叶绿素含量随着倍性的提高而降低二倍体品种主要是三角型花粉，三倍体品种主要是圆型花粉，方型花粉可以作为多倍体的一个分级辅助指标苹果栽培品种的三、四倍体都有花粉，可以做为授粉品种花粉粒的含量与倍性无显著相关性但无融合生殖类型的平邑甜茶、泰山海棠花药中无花粉粒存在三倍体和四倍体品种花粉萌发孔区别较大，可将四孔花粉作为多倍性分类的辅助指标三倍体的北海道9 号和陆奥的应分划为N 3 - 4 P 4 C 5 类型5 、以乔纳金、王林、红富士作干砧，改接优良早熟苹果品种红露，结果表明：不同倍性干砧对红露苹果的果实硬度、含糖量和香气组成有较大影响富士改接的红露苹果果实硬度最大，可溶性糖含量最高，而乔纳金上果实单果重最大，但硬度与可溶性糖含量最小：不同干砧能显著影响红露果实不同香气类别的含量，其中富士作干砧红露苹果中酯类和醇类含量最高，分别为4 ．5 6 ％和4 2 ．9 3 ％，乔纳金作干砧的红露果实酯类和醇类含量最低，分别为1 ．9 8 ％和2 9 ．7 6 ％选用富士树高接，有利于提高红露果实硬度和风味品质。

关键词：苹果；倍性；S 一基因型；再生体系；平邑甜茶；2 n 配子；无融合生殖山东农业大学博士学位论文·A b s t r a c tT h ea i mo ft h i ss t u d yi st oe s t a b l i s he f f i c i e n ta p p l ep o l y p l o i db r e e d i n gs y s t e ma n ds p e e du pa p p l eb r e e d i n gc a r e e rt h a tw o u l dw o r ko u tf o r t h ee x i s t i n gp r o b l e m so fa p p l ep r o d u c t i o ni no u rc o u n t r y ．T h ee x i s t i n gp r o b l e m sa r em a i n l ya sf o l l o w s ：v a r i e t yo fm a i na p p l ec u l f i v a rf e w n e s s ，i n d e p e n d e n ti n t e l l e c t u a lp r o p e r t yr i g h t ss p e c i e ss h o t ，g e n e t i cf a c t o rs t r a i t n e s sa n dt h ep r o g r e s so fb r e e d i n gt a r d i n e s s ，a n dS Oo n ．I no r d e rt oe x p l o i ta n du t i l i z el r i p l o i dc u l t i v a r s ，i t sb i o l o g i c a lc h a r a c t e r i s t i c sh a db e e ni n v e s t i g a t e d ．T h eg e n e r a li d e ai n c l u d e df o u rs t e p s ．T h ef i r s ts t e pi st os e l e c tt h eb e s td i p l o i dc u l t i v a r sa st h ee x c e l l e n c er e s o u r c e ．T h es e c o n ds t e pi st od o u b l ei ta n dm a k eb e c o m et e t r a p l o i d ．T h e nt h et e t r a p l o i da c r o s s 谢t hd i f f e r e n tp l o i d ya p p l ec u l t i v a r sa n do b t a i nFlh y b r i d s ．T h el a s ts t e pi st od e t e r m i n et h ep l o i d yo fh y b r i d sb yf l o wc y t o m e t r ya n dA S - P C R ．A c c o r d i n gt oS - g e nt y p e ，s e l e c t i n gy o u n gs e e。