仁用杏自交不亲和的授粉特性和S基因型鉴定研究

1、仁用杏自交不亲和的授粉特性和S基因型鉴定研究仁用杏是我国六大木本粮油树种之一,也是重要生态经济树种之一。目前制约仁用杏生产的关键问题是产量不高,且不稳定。造成这种现象的主要原因是绝大多数品种的自交不亲和。而品种间的亲和性取决于两个品种的S基因型,S基因型相同则不亲和,反之则亲和。本研究拟从仁用杏自交不亲和的授粉特性和分子水平两方面出发,一方面探索仁用杏授粉受精的影响因素;另一方面通过S基因型的鉴定,构建仁用杏杂交组合数据库,为仁用杏育种和生产的有效控制提供指导。本研究所取得的主要结果如下:(1)以仁用杏的主要资源西伯利亚杏为实验材料,研究发现,86.27%的西伯利亚杏雌蕊败育率低于90%,完全

2、花比例较高;73.53%西伯利亚杏的单朵花花粉量集中在1x1045X104之间，相对来说比较集中；86.27%的西伯利亚杏花粉活力低于50%,且寿命较短。从花粉活力的结果来说,这项指标是影响杂交育种的关键因素。我们应把花粉活力高,且活力保持时间长的资源作为选育的重点。花苞在将开未开时,柱头已经具备一定的可授性,开花后14天内柱头可授性保持较高水平,第5天开始有下降趋势。同时,对西伯利亚杏不同花色、花大小、完全花比率、长势与花粉量、花粉活力之间的相关性,及花粉活力高低与花粉管在花柱内萌发长度的相关性进行分析,发现检测指标之间无相互影响。(2)自交试验的荧光显微观察结果显示,授粉后16h,96.0

3、8%的资源花粉管在花柱上部；授粉后24h,74.51%的资源花粉管的仍在花柱上部；授粉后48h,35.29%的资源花粉管到达花柱中部;授粉后80h,花粉管到达花柱下部的资源约50%,但受精胚珠数为0。由此可见,西伯利亚杏基本上自交不亲和。高的S-RNase引物和6对多态性高的SFB引物，说明蔷薇科S-RNase基因型鉴定引物在仁用杏上具有通用性；同时根据NCBI中已发表的杏属S-RNase?口SFES因的全长，自行设计了112对S-RNase和SFB基因型鉴定引物，筛选出多态性高、电泳谱带清晰、谱带分离好的S-RNase引物12对和SFB引物4对。利用蔷薇科筛选的和自行设计的9对S-RNase

4、和SFB基因型鉴定引物确定了我国90份仁用杏主栽品种或优株的S基因型，其中86份样品确定了其S基因型，即2个S基因,4份样品仅确定其中一个S基因。同时也鉴定了3个新的S-RNase基因和1个新的SFB基因，依次是S67-RNaseS68-RNaseS69-RNas琲口SFB62研究中发现龙王帽、12025、12027、12035、12039、12114和北杂具有相同的S基因型S9s67;超仁、PT8、PT8。、F24、F26具有相同的S基因型S8S11等。相同的S基因型的品种或优株之间进行授粉结实率极低,生产上应避免它们之间相互授粉。(5)供试90份仁用杏样品中,共涉及到32个不同的S基因,不

5、同的S基因在仁用杏上出现的频率不同，其中S9-RNaseS67-RNase和S11-RNase出现在频率最高,S36-RNase、S15-RNase、S52-RNase、S18-RNase、S22b-RNase、S13-RNase和SFB70出现在频率最低。S9-RNase因在甜仁仁用杏资源中出现在频率最高，而苦仁仁用杏资源中S基因频率最高的是S9-RNase和S11-RNase)不管是国内仁用杏资源还是国外新西兰杏资源，均具有共同的S基因S2-RNaseS8-RNaseS11-RNase等。进一步证明了S基因的分化应该在杏属各个种形成之前。针对仁用杏S-RNase和SFB基因的系统进化研究基础还比较薄弱，本研究构建了杏属的化关系。(6)以完整鉴定的86份仁用杏品种或优