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《山东农业大学》 2007年
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苹果无融合生殖矮化种质创新

沙广利  
【摘要】: 果树砧木对于调控树体的生长势、生态适应性和抗逆性具有决定性作用。我国苹果产量占全国果品总产量的1/4,在新农村建设、农民增收和满足人们日益提高的生活水平等方面具有重要的社会、经济和生态效益。我国目前多采用种子繁殖的乔化砧木进行乔化密植栽培,矮化苹果栽培面积不到总面积的1%,与世界其他苹果主产国90%以上采用矮化、半矮化密植栽培有很大差距,造成这种状况的主要原因是国外的矮化砧木不适应我国生态条件、特别是干旱、瘠薄的土壤条件,因此培育生态适应性强、生产性能好的矮化砧木具有很大的挑战性,生产意义和理论意义巨大。 本研究以无融合生殖资源平邑甜茶(Malus hupehensis)为试材,通过有性杂交和辐射诱变创新无融合生殖矮化种质资源,探讨了致矮的生理生化及分子生物学机制,评价了矮生突变体的致矮效果。主要结果如下: 1.利用无融合生殖砧木资源平邑甜茶与矮化砧木资源M9和B9等有性杂交,获得了一批可以通过种子繁殖的苹果矮生无融合生殖砧木资源。其中,99PMA108无融合生殖率88%-92%,一年生苗木株高27.88cm,干径0.50cm,节间长度1.11cm;平邑甜茶分别为51.80cm,0.66cm和1.70cm。99PCO211花粉量大,无融合生殖率81%-91 %; 04A1ZH-1和04A1ZH-2童期短,仅为2年。 2.以三倍体无融合生殖平邑甜茶突变体A1(3x)为母本与二倍体有性生殖苹果品种“舞美”(2x)的杂交后代中有二倍体(2x)、三倍体(3x)、四倍体(4x)和非整倍体等,表明无融合生殖植物可以产生1x、2x和3x类型的雌配子。 3.通过辐射诱变获得了平邑甜茶无融合生殖矮生突变体,这些突变体在株高、叶片大小和形状、节间长度、一年生枝长度和颜色、果实大小和颜色、种子体积大小、单粒重、层积时间、不同层积时间下的发芽率和出苗率、下胚轴长度和淀粉酶活性等方面发生了明显变化,无融合生殖率在80%-95%之间。 4.辐射诱变矮生突变体对外源赤霉素和多效唑的生长响应降低,表明其体内的赤霉素信号转导机制受阻,喷施GA3后的相对生长量与其内源赤霉素含量成反比。 5.利用RT-PCR和RACE方法从平邑甜茶(Malus hupehensis)中克隆了GAI的两个同源基因MhGAI1和MhGAI2(GenBank登记注册号分别为EF026101和EF495201)。推测的氨基酸序列N端有高度保守的DELLA和VHYNP两个结构域, MhGAI1和MhGAI2基因编码DELLA蛋白。 6.突变体C2的MhGAI2基因在5'端缺失了一个碱基,导致移码突变,使蛋白质序列N端缺失47个氨基酸。 7.突变体A1中GA20ox比野生型中表达上调,LUE1比野生型中表达下调。 8.平邑甜茶矮生突变体影响接穗品种的顶芽形成、节间长度、分枝角度、新梢生长量和短枝率等方面。无融合生殖砧木品系嫁接嘎拉的矮化效果介于M26中间砧嫁接树和平邑甜茶作基砧嫁接树之间,其中A1最矮,株高低于M7中间砧,其次是B1、B2和C3,株高与M7中间砧相当。
【学位授予单位】:山东农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:S661.1

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