棗(Zizyphus jujuba Mill.)是鼠李科(Rhamnaceae)棗屬(Zizyphus)植物,是我國傳統(tǒng)的重要干果樹種,其年產(chǎn)位居全國經(jīng)濟林干果之首。但棗果實多無種仁的現(xiàn)象在很大程度上限制著棗雜交育種進程。因此,研究棗自交不親和性對棗樹的雜交育種工作具有重要的意義。本研究一方面通過設(shè)計不同的自交、異交授粉組合,利用熒光顯微觀察和石蠟切片技術(shù)探索棗品種自交、異交授粉后的親和性;另一方面利用已知棗S-RNase基因設(shè)計正、反引物,通過PCR特異性擴增、目的片段回收、克隆、測序、同源性檢測、序列比對分析、系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建等技術(shù)鑒定32個棗品種和11個酸棗類型的S-RNase基因,并確定它們的基因型。以期為我國棗樹雜交育種的優(yōu)良親本選擇提供理論依據(jù)和指導(dǎo)。主要結(jié)果如下:(1)利用S-RNase基因設(shè)計特異性引物克隆基因全長,從32個棗品種和11個酸棗類型中共鑒定到4個S-RNase等位基因JZS11-RNase(S11)、JZS12-RNase(S12)、JZS13-RNase(S13)、JZS14-RNase(S14)。其中S11與GenBank上已登錄的XP_015875313基因相似性為100%,確定為同一基因。其余3個基因S12、S13、S14與XP_015875313的相似性分別為85%、86%和86%,具有高度同源性。確定為新的基因,登錄到Genebank的ID分別為MG553632、MG53633和MG553634。其次,棗S-RNase基因與薔薇科、茄科、蕓香科等植物的相似性很低,不具有同源性,但均屬于T2家族成員。(2)以冬棗、灰棗、襄汾圓棗、蜂蜜罐、晉棗、延川老牙酸棗和永濟蛤蟆棗為材料,設(shè)計自交與異交組合。利用熒光顯微技術(shù)觀察授粉后花粉萌發(fā)及花粉管的生長情況,結(jié)果表明,冬棗和灰棗自交組合,授粉后2 h花粉粒在柱頭上正常萌發(fā),授粉后24 h花粉管生長至花柱1/3處,授粉后48h花粉管生長至花柱中部時即停止生長,表現(xiàn)出自交不親和性;異交組合蜂蜜罐×襄汾圓棗、蜂蜜罐×延川老牙酸棗、灰棗×?xí)x棗和襄汾圓棗×永濟蛤蟆棗,授粉后2 h花粉粒在柱頭上正常萌發(fā),授粉后24 h花粉管生長至花柱1/2處,授粉后48 h花粉管生長至花柱基部,授粉后72h花粉管即穿透花柱基部,表現(xiàn)出異交親和性。(3)利用石蠟切片技術(shù),研究授粉組合授粉后13 d子房膨大情況,結(jié)果表明,授粉組合蜂蜜罐×襄汾圓棗的胚胎發(fā)育狀況良好,處于合子橫向分裂后,為小球型胚形成階段,胚囊的發(fā)育處于胚乳游離核階段,此時胚乳游離核的密度達(dá)到最大值;灰棗自交組合出現(xiàn)因授粉不良導(dǎo)致的胚敗育現(xiàn)象,表現(xiàn)為子房內(nèi)未觀察到受精現(xiàn)象,成熟的胚囊結(jié)構(gòu)逐漸萎縮退化,胚囊內(nèi)的卵細(xì)胞、助細(xì)胞等卵器解體,胚囊腔與外珠被皺縮。綜上所述,棗有自交不親和和異交親和兩種類型,其自交不親和機制屬于合子前自交不親和類型;而部分組合表現(xiàn)出的親和現(xiàn)象,表明在授粉組合設(shè)計時,需要綜合考慮雌蕊S-RNase基因和花粉SFB基因。本研究明確了棗果實低含仁率,首先是由自交不親和特性決定,其次則要考慮胚胎發(fā)育不良所引起的胚敗育問題。為棗樹定向育種及優(yōu)良親本的選擇起到了重要的指導(dǎo)意義。
【學(xué)位單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S665.1
【部分圖文】：

向與 SFB 基因相反（林蔚等 2017）。根據(jù) S-單倍型判斷，SFB 存的 S 位點區(qū)域，抑制了基因的重組，從而保證自交不親和機99）。表 1-1 9 個李屬 SFB/SLF 基因推到氨基酸序列比對able1-1. Amino acid sequence homology of the 9 SFB/SLF gene of the PrunB6 PaSFBa PdSFBb PdSFBc PdSFBd PmSLF1 PmSLF.5 68.8 77.2 78.5 76.6 81.9 78.1 69.3 78.2 76.5 78.0 80.3 80.1 69.0 70.1 68.4 70.7 71.1 75.6 76.4 80.6 79.3 75.8 80.3 80.5 80.1 76.9 81.3

技術(shù)路線

Note: A and B, C and D, E and F, G and H as optimization system one, two, three and four in turn.2.2 自交與異交授粉組合花粉萌發(fā)及花粉管生長的動態(tài)觀察授粉后的雌蕊經(jīng)苯胺藍(lán)染色，其花粉粒和花粉管在紫外光的激發(fā)下呈現(xiàn)強烈的藍(lán)綠熒光，可觀察到其花粉粒在柱頭上萌發(fā)和花粉管的生長情況。冬棗和灰棗自交授粉組合在授粉后 3 h ，可觀察到柱頭上有花粉粒開始萌發(fā)（圖-1-A），但冬棗自交組合的花粉粒萌發(fā)數(shù)量要明顯小于灰棗自交組合，這可能是由于冬的花粉高度不育所導(dǎo)致的；授粉后 6 h，可觀察到花粉管順利通過柱頭乳突細(xì)胞侵入頭，向花柱通道中生長（圖 3-1-B）；授粉后 24 h，可觀察到花粉管生長至花柱約 1/3（圖 3-1-C），；授粉后 48 h，可觀察到花粉管生長至柱頭 1/2 處（圖 3-1-D）；授粉后2 小時、96 h 花粉管的生長仍保持在花柱 1/2 處，基本處于停滯狀態(tài)（圖 3-1-E、F）。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2835421