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梨是世界及我国主栽果树之一,绝大多数品种自花授粉不能结实,相同S基因型品种间异花授粉也不能结实,在生产上必须合理配置授粉树才能获得目标产量和果实品质。自交不亲和S基因型的确定,对于沙梨授粉品种选择及其育种亲本选配具有重要意义。然而,中国沙梨品种的S基因型鉴定却很少报道。利用S基因特异性PCR-RFLP技术,对23个沙梨品种的S基因型进行了鉴定。结果表明:
1.采用CTAB法提取的沙梨基因组总DNA,大部分OD<,260>/OD<,280>在1.8左右,产率在200μg/g鲜重叶片以上,RNA去除干净,DNA无降解,能够用于本试验的后续分子生物学实验分析;
2.5个S基因型已知的日本沙梨品种,其鉴定结果与已知相符;
3.采用S基因特异性PCR-RFLP技术鉴定了18个未知S基因型沙梨品种的S基因型,其结果如下:金水1号(S<,7>S<,x>)、金水2号(S<,3>S<,y>)、江岛(S<,5>S<,8>)、华梨1号(S<,1>S<,3>)、湘南(S<,1>S<,3>)、翠冠(S<,1>S<,4>S<,5>)、杭青(S<,3>S<,7>)、西子绿(S<,1>S<,4>)、新杭(S<,1>S<,3>)、清香(S<,3>S<,7>)、三花(S<,7>S<,z>)、黄蜜(今村夏)(S<,1>S<,6>)、黄花(S<,1>S<,2>)、二宫白(S<,3>S<,w>)、华梨2号(S<,3>S<,4>)、宝珠梨(S<,7>S<,a>)、苍溪雪梨(S<,5>S<,b>)、灌阳雪梨(S<,7>S<,c>);
4.通过亲本S基因型分析,9个中国杂交沙梨品种,除华梨1号外,其余8个通过PCR-RFLP鉴定的S基因型均与亲本S基因型相符;所鉴定的华梨1号S基因型与其母本湘南同为S<,1>S<,3>,田间授粉试验结果也证明其异交不亲和;
5.通过F<,1>代S基因型分析,初步确定三花S<,z>为S<,2>,则三花S基因型为S<,2>S<,7>;
6.田间授粉试验结果表明,S基因型相同的华梨2号(S<,3>S<,4>)与新世纪(S<,3>S<,4>)异交,表现为不亲和,说明利用PCR-RFLP鉴定中国沙梨品种S基因型是准确可行的,通过本试验鉴定的华梨2号S基因型是正确的;
7.通过田间授粉试验对苍溪雪梨和灌阳雪梨的自交亲和性进行了检测,结果表明,苍溪雪梨自交花朵座果率为0%,灌阳雪梨为8.3%,在生产上均认为是自交不亲和;对于苍溪雪梨和灌阳雪梨,人工授粉花朵座果率显著高于自然授粉,人工授粉可显著提高苍溪雪梨和灌阳雪梨座果率;
8.对S<,y>、S<,a>、S<,b>及S<,c>进行了克隆、测序及序列分析,发现S<,y>与赵县大鸭梨S<,21>基因为同一S基因;S<,a>与杂交梨柠檬黄品种S<,33>基因为同一S基因;S<,b>及S<,c>则为两个新的S基因,继西洋梨.S<,37>之后分别命名为S<,38>及S<,39>,则金水2号S基因型为S<,3>S<,21>,宝珠梨为S<,7>S<,33>,苍溪雪梨为S<,5>S<,38>,灌阳雪梨为S<,7>S<,39>;
9.沙梨部分氨基酸序列比对结果显示,所测序的四个S基因均具有蔷薇科植物S-RNases的保守区C1及C2及高变区HV,说明所扩增的片段为S基因;
10.Clustal X(1.81)对梨五个种及部分其他蔷薇科植物S-RNases的部分氨基酸序列进行比对后建立的系统树显示,李亚科李属甜樱桃与梅聚为一组,苹果亚科苹果属苹果与梨属梨的五个种聚为一组,梨的五个种并没有单独聚类,符合蔷薇科植物S-RNase的多态性发生在物种形成前假说。