龙眼及属间杂种2n花粉的诱导和三倍体种质的创制

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龙眼(Dimocarpus longan Lour.)是无患子科龙眼属的常绿乔木,原产于我国南方热带亚热带地区,是华南地区的一种重要的经济果树,具有很高的营养价值。但其果实偏小,可食率较低,市场上缺乏焦核无核品种等因素制约了龙眼产业的发展,因此通过三倍体育种培育无核龙眼具有重要的意义。在本研究中,利用龙眼主栽品种‘石硖’及课题组创制具有优良性状的龙眼荔枝属间杂种‘石紫19号’作为材料,通过诱导2n花粉进行有性人工自交的方法创制出稳定的三倍体。主要研究内容如下:(1)为了确定诱导2n花粉的最佳时期,研究了龙眼小孢子母细胞减数分裂阶段与雄花蕾横径大小的相关性。结果表明,当雄花蕾横径在1.5 mm至1.8 mm之间,大多数小孢子母细胞处于减数分裂的粗线期到终变期,此时诱导效果最佳。(2)在上述最佳诱导时期,利用秋水仙素棉浸法、秋水仙素注射法和高温法三种方法对雄花蕾进行不同处理,以期获得最佳的2n花粉诱导组合。结果表明三种方法中,高温法诱导后雄花蕾损伤小且获得的2n花粉率最高,达7.95%,是对照的6.74倍。(3)根据2n花粉体积一般为正常花粉的1.28倍的特性,通过调节流式细胞仪的阈值及各参数PMT值,利用流式细胞术建立快速检测花粉中2n花粉率的方法体系。结果表明当阈值为1038,GFP、SSC、FSC的PMT值分别为40.05、28.04、2.5时,微粒信号成群明显且稳定。将检测结果与显微测量法和四分体时期异常分体比例估算法结果比较,显示三种方法统计所得的2n花粉率无显著差异,表明利用流式细胞术检测2n花粉率不仅方便快捷,且结果可靠。(4)利用流式细胞术建立了一种分选龙眼2n花粉的方法体系,分选结果表明该方法分选速率快,分选出的大花粉平均直径是正常花粉的1.28倍,2n花粉率比筛选前提高至少5倍,且29.25%的花粉保留发芽力。(5)利用分选出的2n花粉在雌花盛开期间采用毛笔点授的方法对龙眼及其属间杂种雌花蕾进行人工授粉,获得884株‘石硖’人工自交后代(简称自交后代)和2778株‘石紫19号’自交后代,利用根尖染色体计数法对自交后代进行初步的倍性鉴定,发现4株‘石硖’三倍体(2n=3x=45)自交后代和3株‘石紫19号’三倍体(2n=3x=45)自交后代。(6)以初步鉴定的三倍体自交后代小苗嫩叶细胞核为材料,正常二倍体龙眼及其属间杂种为对照,利用流式细胞术进行倍性确定,结果显示6株初步鉴定的三倍体龙眼及其属间杂种细胞核的G0+G1峰的荧光均值均约为对照组的1.5倍,表明初步鉴定的6株存活的龙眼及其属间自交小苗确定为三倍体。本研究首次利用诱导2n花粉并结合流式细胞术的方法创制出龙眼及其属间杂种三倍体,对龙眼创制多倍体具有指导意义。
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