【摘 要】
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葡萄（Vitis spp.）是世界四大果树之一,也是我国重要的栽培果树之一。葡萄在我国拥有深厚的历史文化和广阔的种植面积,因其营养丰富和风味优美等特性,深受大家的青睐。目前葡萄育种工作者多以大粒、香味等为目标培育优质无核葡萄新品种。自胚挽救技术在葡萄育种工作中应用以来,已创制了不少新种质。但在葡萄胚挽救过程中常有杂交畸形胚苗的出现,而且其占子代幼苗一定比例,严重影响葡萄胚挽救效率。目前,关于葡萄胚
【基金项目】
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国家自然科学基金（31401834）； 山西农业大学青年拔尖创新人才支持计划（TYIT201401）；
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葡萄（Vitis spp.）是世界四大果树之一,也是我国重要的栽培果树之一。葡萄在我国拥有深厚的历史文化和广阔的种植面积,因其营养丰富和风味优美等特性,深受大家的青睐。目前葡萄育种工作者多以大粒、香味等为目标培育优质无核葡萄新品种。自胚挽救技术在葡萄育种工作中应用以来,已创制了不少新种质。但在葡萄胚挽救过程中常有杂交畸形胚苗的出现,而且其占子代幼苗一定比例,严重影响葡萄胚挽救效率。目前,关于葡萄胚挽救畸形苗的研究和报道较少,且尚未进行葡萄胚挽救畸形苗发生的相关生物信息学研究。因此,探讨葡萄胚挽救畸形苗的形成机理,完善其保存再利用体系,对今后获得更多的胚挽救正常苗具有十分重要的意义。本研究以两个四倍体葡萄为母本,11个葡萄品种为父本,设置16个组合进行杂交。以三个种子败育型无核葡萄‘无核翠宝’、‘丽红宝’和‘晶红宝’为试材,通过石蜡切片法研究其胚发育进程;研究影响无核葡萄胚挽救效率的相关因子（采样时期、胚珠培养时间、萌发培养基和外源物质）;利用胚挽救技术,培养和保存无核葡萄胚挽救试管苗,对胚挽救过程中发生的畸形苗进行分类和转化利用。以子叶畸形型畸形苗和单子叶型畸形苗为试材,以正常试管苗为对照,通过生物信息学技术探究影响胚挽救苗畸形的原因,以期为今后深入研究胚挽救畸形苗提供理论参考。主要研究结果如下:（1）16个杂交组合中,‘户太8号’ב北冰红’的杂交亲和性最强。胚珠石蜡切片结合其离体培养试验得出:三个山西省自育无核葡萄‘无核翠宝’、‘晶红宝’、‘丽红宝’的胚败育时期分别为DAF 36 d～37 d、DAF 42 d、DAF 32 d。离体培养3个无核葡萄胚败育时期的胚珠能获得较高的胚发育率,且离体培养10周是最佳培养时间。胚萌发培养基中添加0.5 g/L葡萄汁和0.5 g/L香蕉泥适宜胚的萌发;激素和天然营养物的组合更利于胚萌发,最佳组合为0.1 mg/L IAA+0.2 mg/L6-BA+0.5 g/L葡萄汁。不同形态胚的萌发效果不同,子叶形胚在M10培养基上的萌发成苗效果最高,萌发率和成苗率均高达100%,且没有畸形苗的发生。（2）根据葡萄胚挽救畸形苗的表观形态,将其分为6大类:（1）单子叶型畸形苗;（2）无生长点苗;（3）双子叶畸形型畸形苗（子叶畸形苗）;（4）白化苗;（5）徒长苗;（6）停止生长苗。在畸形苗的转化试验中发现,S2和S3培养基适合畸形苗的转化,其中添加0.2 mg/L NAA的转化效果要优于添加2 mg/L 6-BA和2 mg/L IAA。无生长点型畸形苗不易转化正常。（3）利用转录组测序技术,对正常苗、单子叶畸形苗和子叶畸形苗3种葡萄胚挽救苗进行测序,共发现596个差异表达基因表达。筛选的12个DEGs GO功能富集表明这些蛋白质主要包括植物蛋白激酶、细胞色素P450和乙醛酸体苹果酸脱氢酶等,其中3个DEGs未表征。分析表明,无核葡萄胚挽救苗畸形的发生与碳代谢,光合作用等相关基因表达相关。其中碳代谢中的苹果酸脱氢酶基因VIT＿03s0088g01190下调,丝裂原活化蛋白激酶基因VIT＿17s0000g01970下调,这些基因表达的变化影响胚胎子叶的分化及植物的生长发育。最后通过q RT-PCR进一步检测了5个差异表达基因,其表达趋势与测序结果相一致,表明转录组结果具有可靠性。
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