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杂交育种是培育果树新品种的最主要途径。然而，枣树花朵小、去雄难、坐果率低、胚败育严重，常规人工去雄授粉的杂种获得率只有万分之一左右，致使枣杂交育种工作进展非常缓慢，性状分离和遗传规律研究十分薄弱。本研究以枣的2个雄性不育种质(‘JMS1’、‘JMS2’)、5个各具特色优异种质(‘蜂蜜罐’、‘无核丰’、‘交5’、‘灰枣’、‘中秋红’)、3对二、四倍体种质(‘临猗梨枣’、‘冬枣’、‘邢0604’及其同源四倍体)及两个酸枣优良类型‘邢16’和‘邢27’共计15个基因型为试材，采用免去雄和罩网控制杂交方法，构建了16个双亲及多亲本杂交组合，获得7个杂交后代群体，初步建立起枣树高效规模化杂种创制技术体系;进而以获得的雄性不育种质杂交后代群体为材料，进行了SSR位点和部分性状的遗传分析;首次通过二、四倍体杂交创制了三倍体和四倍体新种质，并初步研究了二、四体杂交后代SSR位点、倍性及表型性状的遗传特点。主要研究结果如下:
1.明确了15个供试亲本在南疆的物候期和育性表现。根据物候期时间选择控制杂交在5月上中旬罩网隔离，5月下旬～7月上旬放蜂辅助传粉。‘JMS2’的雄性不育性状在南疆地区表现稳定，‘JMS1’和‘冬枣’的单药花粉量和花粉活力均极低、亦可视为雄性不育品种，同时，三者含仁率高，果实品质佳，是理想的免去雄母本。‘邢16’、‘邢27’、‘邢0604’、‘中秋红’、‘无核丰’及‘交5’适宜作为杂交父本。3个四倍体种质均具有一定的花粉量、较高的花粉活力和极低的含仁率，适宜选作杂交父本开展多倍体杂交育种。发现‘JMS2’的单果重、果实纵横经和单核重等性状有花粉直感现象，‘JMS2’和‘JMS1’具有单性结实和自花不育性特性。
2.以雄性不育种质(‘JMS1’、‘JMS2’和‘冬枣’)为母本，在罩网隔离控制杂交条件下配置了16个双亲或多亲杂交组合，批量获得7个组合的杂交后代。分别以‘JMS2’、‘JMS1’为母本构建的6个双亲杂交组合，3年共获果实15097个，其中3296个含有种仁，以‘JMS2’的含仁率最高，经培养有1079个杂种萌发出苗，成苗833株;以‘冬枣’为母本构建的3个双亲杂交组合，3年共得果实24233个，得种仁650个，经培养有397个萌发出苗，成苗364株。最终构建了4个杂交后代群体，其中‘JMS2’ב邢16’杂交后代602株，‘JMS2’ב交5’杂交后代221株，‘冬枣’ב无核丰’杂交后代111株，‘冬枣’ב辰光’的二、四倍体间杂交后代197株。分别以‘JMS2’和‘冬枣’为母本配置了多亲本杂交大组合7个，2年共获得果实19138个，种仁2698个，成苗893株。最终构建了3个半胞后代群体，其中‘冬枣’的半胞后代531株、‘JMS2’的半胞后代124株、‘中秋红’的半胞后代121株。经SSR鉴定，‘JMS2’ב邢16’和‘JMS2’ב交5’的杂交后代株系全部为杂种，以雄性不育种质‘JMS2’为母本时无需进行杂种后代鉴定。
3.对影响杂种得率的多个因素进行了研究，优化了枣树控制杂交技术。以‘JMS2’为母本的双亲杂交组合，母本与父本配置比例以1∶1～3∶1为宜;以‘冬枣’为母本时，母本与父本以1∶1配置最佳。环剥处理可以大幅提高‘冬枣’坐果率和单株得籽量。选用50目白色纱网布为罩网材料和空间较大的网室有利于蜜蜂传粉活动。蜜蜂传粉呈现明显的双峰曲线，在晴天11:00～14:00和16:00～20:00传粉蜜蜂较多，18:00(相当于在内地16:00)为传粉活动最高峰。穴盘基质播种培养杂种较组培方法简便易行且成苗率高，适用于规模化杂种苗的培养。设施日光温室结合沙培槽栽培可实现2年生杂交实生单株一年二批次开花结果。
4.建立起融雄性不育种质利用、高亲和力杂交组合选配、罩网隔离蜜蜂辅助控制杂交、杂种SSR分子鉴定、温室加代评价等于一体的枣树规模化高效杂交育种技术体系，将育种周期(从控制杂交到后代果实性状初步鉴定)缩短到30个月。
5.揭示了‘JMS2’ב邢16’杂交后代中SSR标记和重要性状的分离特点。以179株杂交后代为材料，利用21对SSR引物进行扩增，共检测到多态性位点24个，多态性比率为52.17％。经UPGMA聚类分析，在相似系数0.70处可分为3类，其中96.09％的子代与母本‘JMS2’聚为第1大类，表明杂交后代与母本遗传相似度较高。根据杂交后代分离比例推测叶片平展度的平展与卷曲、叶片形态的卵圆与卵状披针形、开花时间的日开型与夜开型是等位基因控制的质量性状。8个叶长、叶宽等叶片性状和8个新生枝粗、新生枝高等枝干性状均出现广泛分离，其中锯齿平均长度、叶绿素含量、二次枝枣吊数和二次枝针刺长均高于亲中值，其它性状均低于亲中值，该16个性状属于多基因控制的数量性状。二年实生杂交后代开花株率为61.45％，所有开花单株中未发现雄性不育类型，推测‘JMS2’的雄性不育性状为纯合隐性性状。杂交后代果实出现4种形态分离，其中以扁圆形和长圆形为主。F1代单果重、果实横径、果实纵径和果型指数的均值明显低于亲中值。杂交后代的果核出现了椭圆形和酸枣所特有的圆形形态。
6.揭示了‘JMS2’ב交5’杂交后代中重要性状分离特点。杂交后代各性状广泛分离，二年生杂交后代实生苗的开花株率为43.48％，F1单株均表现可育，进一步证明‘JMS2’的雄性不育性状为纯合隐性性状。F1代果实与父本果型相似，其单果重和纵横经较‘JMS2’ב邢16’的F1代果实明显变大。
7.揭示了‘冬枣’(二倍体)ב辰光’(四倍体)杂交后代的倍性及叶片性状分离特点。经流式细胞仪倍性鉴定，197株杂交后代中四倍体8株、三倍体25株、二倍体164株，分别占4.06％、12.69％和83.25％，表明以二倍体为母本与四倍体杂交是获得多倍体种质的有效方式。此外，获得‘辰光’的自然杂交三倍体1株。三倍体杂交后代的叶片形态、叶片颜色和叶片厚度性状与四倍体父本表现相近，其叶形指数、锯齿数、气孔大小和气孔密度性状与二倍体杂交后代呈极显著差异，这些性状特点可用于区分杂交后代的倍性。经SSR分析，多倍体子代和二倍体子代均出现了条带的缺失或增加，父本与母本的特异标记传递是随机的，亲本标记数在后代中的传递与倍性无关。经UPGMA遗传聚类分析显示，杂交子代及亲本在相似系数0.56处聚为3大类，其中8株四倍体子代、13株三倍体子代和47株二倍体子代与四倍体父本‘辰光’聚为第一类，表明多倍体子代与四倍体父本的遗传相似度较高。
1.明确了15个供试亲本在南疆的物候期和育性表现。根据物候期时间选择控制杂交在5月上中旬罩网隔离，5月下旬～7月上旬放蜂辅助传粉。‘JMS2’的雄性不育性状在南疆地区表现稳定，‘JMS1’和‘冬枣’的单药花粉量和花粉活力均极低、亦可视为雄性不育品种，同时，三者含仁率高，果实品质佳，是理想的免去雄母本。‘邢16’、‘邢27’、‘邢0604’、‘中秋红’、‘无核丰’及‘交5’适宜作为杂交父本。3个四倍体种质均具有一定的花粉量、较高的花粉活力和极低的含仁率，适宜选作杂交父本开展多倍体杂交育种。发现‘JMS2’的单果重、果实纵横经和单核重等性状有花粉直感现象，‘JMS2’和‘JMS1’具有单性结实和自花不育性特性。
2.以雄性不育种质(‘JMS1’、‘JMS2’和‘冬枣’)为母本，在罩网隔离控制杂交条件下配置了16个双亲或多亲杂交组合，批量获得7个组合的杂交后代。分别以‘JMS2’、‘JMS1’为母本构建的6个双亲杂交组合，3年共获果实15097个，其中3296个含有种仁，以‘JMS2’的含仁率最高，经培养有1079个杂种萌发出苗，成苗833株;以‘冬枣’为母本构建的3个双亲杂交组合，3年共得果实24233个，得种仁650个，经培养有397个萌发出苗，成苗364株。最终构建了4个杂交后代群体，其中‘JMS2’ב邢16’杂交后代602株，‘JMS2’ב交5’杂交后代221株，‘冬枣’ב无核丰’杂交后代111株，‘冬枣’ב辰光’的二、四倍体间杂交后代197株。分别以‘JMS2’和‘冬枣’为母本配置了多亲本杂交大组合7个，2年共获得果实19138个，种仁2698个，成苗893株。最终构建了3个半胞后代群体，其中‘冬枣’的半胞后代531株、‘JMS2’的半胞后代124株、‘中秋红’的半胞后代121株。经SSR鉴定，‘JMS2’ב邢16’和‘JMS2’ב交5’的杂交后代株系全部为杂种，以雄性不育种质‘JMS2’为母本时无需进行杂种后代鉴定。
3.对影响杂种得率的多个因素进行了研究，优化了枣树控制杂交技术。以‘JMS2’为母本的双亲杂交组合，母本与父本配置比例以1∶1～3∶1为宜;以‘冬枣’为母本时，母本与父本以1∶1配置最佳。环剥处理可以大幅提高‘冬枣’坐果率和单株得籽量。选用50目白色纱网布为罩网材料和空间较大的网室有利于蜜蜂传粉活动。蜜蜂传粉呈现明显的双峰曲线，在晴天11:00～14:00和16:00～20:00传粉蜜蜂较多，18:00(相当于在内地16:00)为传粉活动最高峰。穴盘基质播种培养杂种较组培方法简便易行且成苗率高，适用于规模化杂种苗的培养。设施日光温室结合沙培槽栽培可实现2年生杂交实生单株一年二批次开花结果。
4.建立起融雄性不育种质利用、高亲和力杂交组合选配、罩网隔离蜜蜂辅助控制杂交、杂种SSR分子鉴定、温室加代评价等于一体的枣树规模化高效杂交育种技术体系，将育种周期(从控制杂交到后代果实性状初步鉴定)缩短到30个月。
5.揭示了‘JMS2’ב邢16’杂交后代中SSR标记和重要性状的分离特点。以179株杂交后代为材料，利用21对SSR引物进行扩增，共检测到多态性位点24个，多态性比率为52.17％。经UPGMA聚类分析，在相似系数0.70处可分为3类，其中96.09％的子代与母本‘JMS2’聚为第1大类，表明杂交后代与母本遗传相似度较高。根据杂交后代分离比例推测叶片平展度的平展与卷曲、叶片形态的卵圆与卵状披针形、开花时间的日开型与夜开型是等位基因控制的质量性状。8个叶长、叶宽等叶片性状和8个新生枝粗、新生枝高等枝干性状均出现广泛分离，其中锯齿平均长度、叶绿素含量、二次枝枣吊数和二次枝针刺长均高于亲中值，其它性状均低于亲中值，该16个性状属于多基因控制的数量性状。二年实生杂交后代开花株率为61.45％，所有开花单株中未发现雄性不育类型，推测‘JMS2’的雄性不育性状为纯合隐性性状。杂交后代果实出现4种形态分离，其中以扁圆形和长圆形为主。F1代单果重、果实横径、果实纵径和果型指数的均值明显低于亲中值。杂交后代的果核出现了椭圆形和酸枣所特有的圆形形态。
6.揭示了‘JMS2’ב交5’杂交后代中重要性状分离特点。杂交后代各性状广泛分离，二年生杂交后代实生苗的开花株率为43.48％，F1单株均表现可育，进一步证明‘JMS2’的雄性不育性状为纯合隐性性状。F1代果实与父本果型相似，其单果重和纵横经较‘JMS2’ב邢16’的F1代果实明显变大。
7.揭示了‘冬枣’(二倍体)ב辰光’(四倍体)杂交后代的倍性及叶片性状分离特点。经流式细胞仪倍性鉴定，197株杂交后代中四倍体8株、三倍体25株、二倍体164株，分别占4.06％、12.69％和83.25％，表明以二倍体为母本与四倍体杂交是获得多倍体种质的有效方式。此外，获得‘辰光’的自然杂交三倍体1株。三倍体杂交后代的叶片形态、叶片颜色和叶片厚度性状与四倍体父本表现相近，其叶形指数、锯齿数、气孔大小和气孔密度性状与二倍体杂交后代呈极显著差异，这些性状特点可用于区分杂交后代的倍性。经SSR分析，多倍体子代和二倍体子代均出现了条带的缺失或增加，父本与母本的特异标记传递是随机的，亲本标记数在后代中的传递与倍性无关。经UPGMA遗传聚类分析显示，杂交子代及亲本在相似系数0.56处聚为3大类，其中8株四倍体子代、13株三倍体子代和47株二倍体子代与四倍体父本‘辰光’聚为第一类，表明多倍体子代与四倍体父本的遗传相似度较高。