棗樹2n花粉產(chǎn)生的細(xì)胞學(xué)機(jī)制及誘導(dǎo)技術(shù)研究.pdf

1、多倍體在植物界廣泛存在,其在物種演化和植物分類領(lǐng)域中起著重要的作用,在已知棗(Ziziphus jujuba Mill.)種質(zhì)資源中,贊皇大棗是唯一的自然三倍體,表現(xiàn)果大、高產(chǎn)和適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)；棗近緣種毛葉棗(Ziziphus mauritiana Lam.)的栽培品種多為四倍體,也表現(xiàn)相似的優(yōu)點(diǎn),因此對(duì)棗樹進(jìn)行多倍化研究具有廣闊的前景。多倍化一般分為無性多倍化(體細(xì)胞染色體加倍獲得多倍體)和有性多倍化(借助2n配子在種內(nèi)或者種間交配獲

2、得多倍體),無性多倍化一般通過使用減數(shù)分裂抑制劑,如秋水仙素、氨磺樂靈、氟樂靈等來促使體細(xì)胞染色體加倍,由于缺乏親本間染色體的重組,從而限制了遺傳多樣性的發(fā)生；利用有性多倍化途徑進(jìn)行多倍體育種比無性多倍化具有更高的效率。目前已經(jīng)在觀賞植物、谷物、馬鈴薯、果樹以及其它多種作物中利用2n配子獲得了有性多倍體。本研究通過對(duì)棗樹2n花粉發(fā)生的細(xì)胞學(xué)機(jī)制及2n花粉的誘導(dǎo)技術(shù)等進(jìn)行研究,以期為利用2n花粉進(jìn)行棗的有性倍性育種提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)指導(dǎo)。

3、主要研究結(jié)果如下:
　　 1.研究了自然條件下2n花粉比例較高的‘鈴鈴棗’的2n花粉發(fā)生的細(xì)胞學(xué)機(jī)制?！忊彈棥瘻p數(shù)分裂終變期有12個(gè)二價(jià)體,減數(shù)第一次分裂表現(xiàn)正常；但是,在減數(shù)第二次分裂的中期Ⅱ,紡錘體定位異常,除正常定位的垂直紡錘體外,還出現(xiàn)平行紡錘體和三極紡錘體。垂直紡錘體、三極紡錘體和平行紡錘體比例分別為72.93％、17.22％和9.85％。垂直紡錘體和三極紡錘體分別形成四分體和三分體,而平行紡錘體分為兩類:Ⅰ和Ⅱ,只

4、有平行紡錘體Ⅱ(融合紡錘體)與二分體之間是顯著相關(guān)的,這意味著只有融合紡錘體導(dǎo)致了二分體的發(fā)生,而平行紡錘體Ⅰ只形成了‘田’字形的四分體。四分體時(shí)期觀察到四分體、三分體和二分體比例分別為80.99％、16.40％和2.61％,理論上1個(gè)四分體產(chǎn)生4個(gè)n花粉,1個(gè)三分體產(chǎn)生1個(gè)2n花粉和2個(gè)n花粉,1個(gè)二分體產(chǎn)生2個(gè)2n花粉,由此估測2n花粉比例為5.71％,而實(shí)測2n花粉比例為6.15％,二者之間沒有顯著差異。表明,‘鈴鈴棗’中期Ⅱ平行

5、紡錘體和三極紡錘體的出現(xiàn)導(dǎo)致了二分體和三分體的發(fā)生進(jìn)而導(dǎo)致了2n花粉的形成。這種類型的2n花粉為FDR型,具有較高的育種價(jià)值。自然條件下不能產(chǎn)生2n花粉的‘辣椒棗’,減數(shù)分裂過程表現(xiàn)正常,四分體時(shí)期無三分體和二分體出現(xiàn)。
　　 2.利用涂抹法研究了自然條件下2n花粉比例低的‘贊皇大棗’和自然條件下無2n花粉產(chǎn)生的‘辣椒棗’較適宜的2n花粉誘導(dǎo)時(shí)間和秋水仙素濃度。結(jié)果表明,‘贊皇大棗’較適宜的2n花粉誘導(dǎo)時(shí)間為花前16 d(花蕾大

6、小為1.82mm),濃度為0.1％時(shí),2n花粉比例從0.02％提高到1.18％；‘辣椒棗’較適宜的2n花粉誘導(dǎo)時(shí)間為花前15 d～18 d(花蕾大小為1.69mm),濃度為0.1％時(shí),2n花粉比例從0提高到0.03％。但是不同秋水仙素濃度(0.1％～0.7％)的誘導(dǎo)效果沒有顯著差異。
　　 3.借助涂抹法,利用0.5％秋水仙素對(duì)優(yōu)良父本‘不落酥’、‘相棗’、‘灰棗’、‘壺瓶棗’、‘大荔龍棗’、‘磨盤棗’進(jìn)行了2n花粉誘導(dǎo)。結(jié)果表

7、明,‘不落酥’花前18 d(花蕾大小為0.90mm)的2n花粉誘導(dǎo)效果顯著好于其它日期,2n花粉比例可達(dá)4.97％；‘灰棗’花前15 d～18 d(花蕾大小1.29mm)的2n花粉誘導(dǎo)效果好于其它日期,2n花粉比例可由0提高到2.48％；‘相棗’花前15 d～19 d(花蕾大小為1.60mm和1.06mm)的2n花粉誘導(dǎo)效果好于其它日期,2n花粉比例可由0提高到0.49％；經(jīng)過秋水仙素處理的‘壺瓶棗’,只在5月31日觀察到3個(gè)2n花粉；

8、經(jīng)秋水仙素處理的‘磨盤棗’和‘大荔龍棗’均未獲得2n花粉。二者2n花粉誘導(dǎo)效果不好,可能是由于品種花蕾過大或過小導(dǎo)致錯(cuò)過了適宜的誘導(dǎo)時(shí)期。綜上,花前15d～19d為較適宜的2n花粉誘導(dǎo)時(shí)間,具體時(shí)間因品種而略有不同。
　　 4.鑒于涂抹法的2n花粉誘導(dǎo)效果不佳,研發(fā)了基于微創(chuàng)技術(shù)的棗樹2n花粉誘導(dǎo)技術(shù),建立了棗樹雜交育種優(yōu)良親本‘蜂蜜罐’(自然條件下不產(chǎn)生2n花粉)的2n花粉高效誘導(dǎo)技術(shù)。具體操作為:******。蕾裂期檢測2n