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枇杷(Eriobotrya japonica Lindl.)(2n=2x=34)属于蔷薇科枇杷属(Eriobotrya)植物,为我国特产的亚热带果树,主栽培品种均为二倍体。枇杷种子大而多,对可食率和加工的便利性均有较大影响,因此,无核是枇杷育种的主要目标。三倍体育性低,是实现果实无核的主要途径,经多年筛选和培育,目前三倍体枇杷材料已有数千份,审定品种3个。三倍体枇杷多表现为较低育性,但Q24株系较为特异,自然条件下可正常座果,且能产生较多种子。较多研究发现,三倍体植物的后代中多为非整倍体,而非整倍体也表现较多特异性状,如部分资源表现出矮化的特性,这在生产中具有很高的利用价值。本研究在前期观测的基础上,系统地对枇杷三倍体株系Q24的育性进行观测、分析,并对其基因组特性进行初步研究,包括染色体数目和分子标记的分布。主要结果如下:1、Q24育性(1)连续多年对Q24开放授粉条件下的座果率、种子数进行统计,发现其座果率与二倍体Q14相近;Q24种子数较少,2016年-2019年平均种子数量为1.09,远低于Q14(平均4.84),与偶然在其他三倍体中发现的有核果实的种子数相近。而自交套袋以及去雄套袋均未能获得成熟果实。以二倍体品种‘华白1号’为测试亲本,以二倍体株系Q14、三倍体株系Q27为对照,对Q24的育性进行了分析。结果显示,Q24与Q14(2x)的座果率无明显差异,远高于Q27(3x);但Q24在2017-2019两年间种子数较少,与Q14在种子数上呈现的是极显著差异。花粉萌发试验显示Q24的花粉无活力,所以Q24雄性育性低,而雌性是可育的且育性能力还与二倍体枇杷Q14相当。(2)以三倍体株系Q27为对照,观察Q24的减数分裂染色体行为。结果显示Q24和Q27各个时期都出现了染色体行为异常的情况,统计发现Q24与Q27在中期的染色体构型主要都是三价体形式,且两者在三价体的数量上无显著差异,在Q24三价体数量中为8.77±2.03,在Q27中为9.70±1.70;在第一次和第二次减数分裂期间Q24和Q27都有部分染色体偏离主核,且在两株系间没有显著差异。2、Q24杂交后代的染色体数目对Q24作母本分别与Q14(2x)、‘宁海白’(2x)、‘华白1号’(2x)杂交的后代以及Q24自然结果的后代进行染色体计数。结果显示,不同杂交组合后代中,非整倍体均较多,且染色体数目的分布相似,大多为34-43条;总体看来,Q24的后代中,整倍体的比例较小,二倍体有9个、三倍体有1个,93.5%的植株是非整倍体,染色体数目多为37条(25株),分别占比16.1%,表明Q24后代对非整倍体的容忍度很高。3、SSR标记开发与Q24特异性标记筛选SSR分子标记具有数量丰富、多态性高、重复性好、特异性强等特点,在遗传图谱构建、辅助选择育种、生物遗传多样性分析等方面有广泛的应用。由于枇杷的遗传背景较为狭窄,现有的枇杷基因组SSR标记不多,因此利用开发的枇杷基因组SSR标记可对Q24的基因组遗传特性进行初步分析。对已发布的枇杷(‘Seventh Star’)基因组进行分析,结果显示,该基因组中共计184045个SSR位点,共设计出178126对SSR引物,占比96.78%。随机筛选出了408对SSR引物,以‘华白1号’、‘宁海白’、Q14和Q24的基因组DNA为模板,进行PCR验证,其中351对扩增出较清晰和稳定条带,94对引物在Q24、Q14、‘华白1号’和‘宁海白’4个株系间扩增出多态性条带,多态性引物占比26.78%。此外,还对已报道的102对SSR引物进行了筛选。在510对引物中共筛选出22个能特异扩增Q24特异条带的SSR引物。4、杂种鉴定及特异性标记在Q24后代中的分布情况(1)对Q24作母本分别与Q14(2x)、‘宁海白’(2x)、‘华白1号’(2x)杂交的后代用标记进行真杂种鉴定,结果显示标记MK34283能鉴定Q24与Q14的杂交后代均为真杂种;标记NH033b能鉴定Q24与‘宁海白’除18号以外的大部分杂交后代,而18号可由标记Hi07h02进行鉴定;标记MK26044能鉴定Q24与‘华白1号’除10号和34号以外的大部分杂交后代,10号和34号可由标记NH011b进行鉴定。(2)大量Q24的特异性标记在其与‘华白1号’、‘宁海白’、Q14的杂交后代中都存在一定比例的缺失。如分子标记MK67181在Q24分别与Q14、‘华白1号’的杂交后代中缺失比例都超过50%。较为意外地发现,父本的特异性条带也出现缺失,且缺失率较高。对22个特异性标记进行基因功能注释,有6个与自交不亲和基因有关,有2个注释到的功能是锌指蛋白和赖氨酸特异性脱甲基酶,而这3个基因都与植物育性有一定的相关性。综上所述,三倍体株系Q24雄性育性极低,雌性可育,后代多为非整倍体。减数分裂各时期都有异常情况,其减数分裂异常导会致染色体的结构发生变异,目前发现有标记缺失的情况出现,我们推测这些缺失的标记可能与Q24的育性和非整倍体的存活有关。