金柑屬種質資源評價及多倍體種質創(chuàng)新研究.pdf

1、金柑屬(Fortunella Swingle)是蕓香科(Rutaceae)柑橘亞科(Aurantioideae)植物，共有6個種1個變種。金柑為栽培種類的統(tǒng)稱，一年可多次開花結果。果實色艷形美，營養(yǎng)豐富，有吉祥喜慶之寓意，是鮮食、加工和觀賞的多用型果樹。金柑屬所有種均原產我國，然而目前栽培的金柑品種較少，鮮食以金彈為主，品種單一，限制了產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
　　 為了更好的保護和創(chuàng)新利用金柑屬種質資源，探索金柑多倍體育種的有效途徑

2、，本研究在調查、收集金柑種質資源的基礎上，根據形態(tài)特征和SCoT分子標記結果對其進行了聚類分析，并觀察了陽朔金柑、金棗、長壽金柑和融安滑皮金柑等品種的雌雄配子發(fā)育過程、減數分裂行為、2n花粉自然發(fā)生率，確定誘導2n配子的適宜時期和方法；以不同秋水仙素濃度及處理時間對陽朔金柑、金棗的花蕾進行2n雌雄配子誘導，用誘導的2n雌雄配子與未處理的雌雄配子進行雜交，同時，以種子為材料進行多倍體誘導，并對新創(chuàng)造的四倍體陽朔金柑新種質進行遺傳特性分析和

3、有性雜交。主要研究結果如下：
　　 1、通過實地考察、通訊等方式調查并收集了國內外金柑屬種質資源42份，包括國內栽培品種資源、國外引進資源、野生資源和人工創(chuàng)造新種質四種類型。
　　 2、對其中25份種質資源進行形態(tài)分類，結果顯示：在歐氏距離D=10.3處，25份資源Q型聚類能區(qū)分野生資源和栽培資源，并能按產品用途區(qū)分；在歐氏距離D=10.2處，23個主要性狀的R型聚類可分為3組，從聚類結果看，年開花次數，花性，花瓣顏色，

4、花柱狀態(tài)，花著生狀態(tài)，花著生位置，花瓣數等8個性狀的歐氏距離一樣，說明利用這些性狀來鑒別金柑種質資源可靠性差；其余性狀均能分辨所屬類型，因此，選用這些性狀對金柑屬資源進行遺傳多樣性分析是合理的。綜合形態(tài)觀察描述、Q型系統(tǒng)聚類及R型聚類分析結果，認為金柑花的形態(tài)、開花習性和成熟期等性狀差異不明顯，不宜作為金柑種質資源分類的主要依據，但其果實形態(tài)和葉片形態(tài)可以作為種質資源分類的主要標志。
　　 3、采用SCoT分子標記方法，對26份

5、金柑屬種質資源進行的分子分類結果表明：從76條引物中篩選出8條多態(tài)性好、擴增清晰的引物，共擴增出63條條帶，其中48條具有多態(tài)性，多態(tài)性帶比率為76.2%。UPGMA聚類分析結果顯示：26份金柑種質資源的遺傳相似系數在0.67～1.00之間，在遺傳系數為0.68水平處將26份資源分成了兩大類，第1類包括越南金柑1～5號和四季桔共6份資源，第2類包括除第1類以外的金柑屬的所有資源；而在遺傳系數為0.85水平處將26份資源分成了6組。聚類結

6、果基本支持了形態(tài)學分類及ISSR的聚類結果，說明SCoT分子標記適用于金柑種質資源的遺傳多樣性和親緣關系分析。
　　 4、根據形態(tài)分類和分子標記結果，認為中越邊境野生金柑資源(山桔)應為金柑屬的新種類或變種，并提出了分類建議和詳細的性狀描述。這一結果國內外未見報道。
　　 5、對金柑2n花粉的自然發(fā)生率進行了觀察，發(fā)現部分金柑品種有自然2n花粉存在，但比率很低，其中金棗的2n花粉自然發(fā)生率為0.42%，融安滑皮金柑的2n

7、花粉自然發(fā)生率為0.30%，陽朔金柑和長壽金柑沒有發(fā)現2n花粉，可見，自然2n花粉難滿足多倍體育種的需要，育種上的應用需要進行人工誘變。
　　 6、對花粉母細胞的減數分裂過程及其與2n雄配子誘導的關系進行了研究，發(fā)現金柑屬不同品種花粉母細胞減數分裂過程基本一致，但各品種的分裂時期與其花蕾形態(tài)及大小的相關性卻隨著品種的不同而不同。金棗、陽朔金柑、融安滑皮金柑及長壽金柑的花蕾縱徑分別為0.197～0.271cm、0.200～0.28

8、0cm、0.203～0.270cm和0.206～0.269cm時，花蕾形態(tài)為近球形，白色，此時為花粉母細胞減數分裂Ⅰ前期，是各品種誘導2n雄配子的最佳時期。
　　 7、對胚囊母細胞的減數分裂過程及其與2n雌配子誘導的關系進行了研究，發(fā)現不同金柑品種雌配子發(fā)育過程及其與花蕾形態(tài)有密切相關性，不同品種在同一發(fā)育時期其花蕾縱徑大小不同，大孢子減數分裂Ⅰ前期時，金棗、陽朔金柑、融安滑皮金柑及長壽金柑的花蕾縱徑分別為：0.207～0.29

9、1cm、0.250～0.306cm、0.270～0.310cm和0.246～0.312cm，此時是誘導2n雌配子的最佳時期。
　　 8、對金柑雌雄配子發(fā)育時期進行的觀察表明：雌雄配子發(fā)育過程不同步，花粉母細胞減數分裂Ⅰ前期早于胚囊母細胞減數分裂Ⅰ前期，這給2n雌雄配子誘導造成一定困難；花粉的開始成熟期早于胚囊最早成熟期。
　　 9、用秋水仙素誘導2n雄配子的研究表明：0.10%、0.20%、0.25%和0.30%的秋水仙

10、素濃度和48h、72h和96h的處理時間組合分別處理金棗、陽朔金柑和融安滑皮金柑花蕾均能產生一定比率的2n花粉；金棗、陽朔金柑和融安滑皮金柑的最高2n花粉誘變率分別為4.69%、2.78%和3.06%；最佳秋水仙素濃度和處理時間組合分別為0.25%、72h，0.3%、72h和0.3%、96h。
　　 10、三倍體誘導的研究表明：以金棗、陽朔金柑和融安滑皮金柑為母本(n雌配子)，分別用各品種2n花粉誘變率最高組合的花粉授粉，經過對

11、種子根尖染色體檢測，所有種子染色體數均為18，未發(fā)現多倍體。以金棗2n雌配子誘導作母本與n雄配子雜交共獲得115個果，312粒種子，其中30%的果實無核。經過對所有種子根尖染色體檢測，發(fā)現0.25%秋水仙素處理72h后作母本雜交和處理96h自交的種子各獲得1個染色體數為27的三倍體，2n雌配子誘變率分別為1.7%。陽朔金柑2n雌配子誘導后雜交共獲得127個果，423粒種子，經過對所有雜交種子根尖染色體檢測，沒有發(fā)現多倍體種子。說明利用2

12、n配子創(chuàng)造三倍體的效果受到品種的胚性、2n配子性別和胚早期敗育等因素的影響，其中，單胚品種的2n雌配子利用效果最好。
　　 11、四倍體誘導的研究表明，以不同秋水仙素濃度和處理時間誘導陽朔金柑和金棗萌動種子，結果顯示：不同處理組合均發(fā)生不同程度的變異，不同處理濃度的變異率不同，同一處理濃度不同的浸泡時間變異率的變化趨勢也不同，0.1%～0.2%較低濃度秋水仙素處理24h～48h的效果較好，各獲得1個四倍體變異，還有7個植株性狀變

13、異單株。
　　 12、對新創(chuàng)造的四倍體陽朔金柑新種質進行的遺傳研究表明：四倍體陽朔金柑染色體4X=36，為同質量突變體；植株生長勢較強，葉片濃綠，葉緣波浪形皺褶，花蕾橫徑較大，花粉母細胞減數分裂粗線期觀察到雙核細胞，四分體時期出現二分體、三分體現象；花粉發(fā)芽率降低，花粉粒較大，花粉形態(tài)與其起源二倍體陽朔金柑有明顯差異，但花瓣色澤，花瓣數，花器構造，雄蕊數等性狀與二倍體陽朔金柑無明顯差異；單位葉面積氣孔數顯著減少：第一批花現蕾期比

14、二倍體金柑的遲，果實橢圓形，果面油胞多且大，可溶性固形物16%～18%，平均種子數為0.9粒，多胚，果實性狀模糊評級達優(yōu)秀。綜合分析認為，該四倍體陽朔金柑除了可作三倍體育種親本外，經選育，有望直接用于生產。從該四倍體金柑自花授粉實生后代獲得2個三倍體(3X=27)。此結果國內外未見報道。
　　 13、以四倍體陽朔金柑與二倍體金柑雜交，結果表明：所有雜交組合均能獲得雜種果實，金柑種間、種內雜交均能親和，但坐果率和結籽率不高。坐果率