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《山东农业大学》 2008年
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苹果多倍体育种体系建立及生物学特性研究

姜中武  
【摘要】: 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2n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25~30d,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10~15d后,转入光照培养条件下,再生频率达100%。诱导红将军叶片高频再生的培养基组分是MS+TDZ 1.0mg/L+IAA 0.75 mg/L+蔗糖30g/L,培养基pH值5.8。采用浸渍法诱变叶片再生的秋水仙素的浓度以0.5%,处理时间48h,叶片诱变率为0.6%。混培法以40mg/L和50mg/L的秋水仙素浓度处理效果最好,诱变率分别为0.26%和0.37%。 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3054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2n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2n配子的形成滞后于花期,没有授粉机会的雌2n配子形成了无融合的三倍体种子,自然开放授粉的F1后代形成约2.5%的四倍体。可通过人工选择性杂交,在F1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F1代倍性分离规律,结果表明,不同倍性品种间杂交,F1代植株多为二倍体,比例在50%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18%、54%和18%。二倍体烟富4和四倍体花红杂交F1代中三倍体植株所占比例为47.6%。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0.25%。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F1代中三倍体所占比例为28.4%。天星×四倍体嘎啦、烟富4×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2n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N3-4P4C5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4.56%和42.93%,乔纳金作干砧的红露果实酯类和醇类含量最低,分别为1.98%和29.76%。选用富士树高接,有利于提高红露果实硬度和风味品质。
【学位授予单位】:山东农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:S661.1

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7 杨俊玲;苹果花叶病毒(ApMV)和李属矮缩病毒(PDV)RT-PCR检测体系的研究[D];内蒙古农业大学;2004年
8 梁爽;苹果树叶片氮素、叶绿素及水分含量的高光谱估测[D];山东农业大学;2013年
9 马川;苹果、枣花孕育相关基因的克隆和功能表达研究[D];河北农业大学;2010年
10 孙庆华;不同倍性苹果花芽细胞学的比较研究[D];中国农业大学;2003年
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