金柑属(Fortunella Swingle)是芸香科(Rutaceae)柑橘亚科(Aurantioideae)植物，共有6个种1个变种。金柑为栽培种类的统称，一年可多次开花结果。果实色艳形美，营养丰富，有吉祥喜庆之寓意，是鲜食、加工和观赏的多用型果树。金柑属所有种均原产我国，然而目前栽培的金柑品种较少，鲜食以金弹为主，品种单一，限制了产业的可持续发展。　　 为了更好的保护和创新利用金柑属种质资源，探索金柑多倍体育种的有效途径，本研究在调查、收集金柑种质资源的基础上，根据形态特征和SCoT分子标记结果对其进行了聚类分析，并观察了阳朔金柑、金枣、长寿金柑和融安滑皮金柑等品种的雌雄配子发育过程、减数分裂行为、2n花粉自然发生率，确定诱导2n配子的适宜时期和方法；以不同秋水仙素浓度及处理时间对阳朔金柑、金枣的花蕾进行2n雌雄配子诱导，用诱导的2n雌雄配子与未处理的雌雄配子进行杂交，同时，以种子为材料进行多倍体诱导，并对新创造的四倍体阳朔金柑新种质进行遗传特性分析和有性杂交。主要研究结果如下：　　 1、通过实地考察、通讯等方式调查并收集了国内外金柑属种质资源42份，包括国内栽培品种资源、国外引进资源、野生资源和人工创造新种质四种类型。　　 2、对其中25份种质资源进行形态分类，结果显示：在欧氏距离D=10.3处，25份资源Q型聚类能区分野生资源和栽培资源，并能按产品用途区分；在欧氏距离D=10.2处，23个主要性状的R型聚类可分为3组，从聚类结果看，年开花次数，花性，花瓣颜色，花柱状态，花着生状态，花着生位置，花瓣数等8个性状的欧氏距离一样，说明利用这些性状来鉴别金柑种质资源可靠性差；其余性状均能分辨所属类型，因此，选用这些性状对金柑属资源进行遗传多样性分析是合理的。综合形态观察描述、Q型系统聚类及R型聚类分析结果，认为金柑花的形态、开花习性和成熟期等性状差异不明显，不宜作为金柑种质资源分类的主要依据，但其果实形态和叶片形态可以作为种质资源分类的主要标志。　　 3、采用SCoT分子标记方法，对26份金柑属种质资源进行的分子分类结果表明：从76条引物中筛选出8条多态性好、扩增清晰的引物，共扩增出63条条带，其中48条具有多态性，多态性带比率为76.2%。UPGMA聚类分析结果显示：26份金柑种质资源的遗传相似系数在0.67～1.00之间，在遗传系数为0.68水平处将26份资源分成了两大类，第1类包括越南金柑1～5号和四季桔共6份资源，第2类包括除第1类以外的金柑属的所有资源；而在遗传系数为0.85水平处将26份资源分成了6组。聚类结果基本支持了形态学分类及ISSR的聚类结果，说明SCoT分子标记适用于金柑种质资源的遗传多样性和亲缘关系分析。　　 4、根据形态分类和分子标记结果，认为中越边境野生金柑资源(山桔)应为金柑属的新种类或变种，并提出了分类建议和详细的性状描述。这一结果国内外未见报道。　　 5、对金柑2n花粉的自然发生率进行了观察，发现部分金柑品种有自然2n花粉存在，但比率很低，其中金枣的2n花粉自然发生率为0.42%，融安滑皮金柑的2n花粉自然发生率为0.30%，阳朔金柑和长寿金柑没有发现2n花粉，可见，自然2n花粉难满足多倍体育种的需要，育种上的应用需要进行人工诱变。　　 6、对花粉母细胞的减数分裂过程及其与2n雄配子诱导的关系进行了研究，发现金柑属不同品种花粉母细胞减数分裂过程基本一致，但各品种的分裂时期与其花蕾形态及大小的相关性却随着品种的不同而不同。金枣、阳朔金柑、融安滑皮金柑及长寿金柑的花蕾纵径分别为0.197～0.271cm、0.200～0.280cm、0.203～0.270cm和0.206～0.269cm时，花蕾形态为近球形，白色，此时为花粉母细胞减数分裂Ⅰ前期，是各品种诱导2n雄配子的最佳时期。　　 7、对胚囊母细胞的减数分裂过程及其与2n雌配子诱导的关系进行了研究，发现不同金柑品种雌配子发育过程及其与花蕾形态有密切相关性，不同品种在同一发育时期其花蕾纵径大小不同，大孢子减数分裂Ⅰ前期时，金枣、阳朔金柑、融安滑皮金柑及长寿金柑的花蕾纵径分别为：0.207～0.291cm、0.250～0.306cm、0.270～0.310cm和0.246～0.312cm，此时是诱导2n雌配子的最佳时期。　　 8、对金柑雌雄配子发育时期进行的观察表明：雌雄配子发育过程不同步，花粉母细胞减数分裂Ⅰ前期早于胚囊母细胞减数分裂Ⅰ前期，这给2n雌雄配子诱导造成一定困难；花粉的开始成熟期早于胚囊最早成熟期。　　 9、用秋水仙素诱导2n雄配子的研究表明：0.10%、0.20%、0.25%和0.30%的秋水仙素浓度和48h、72h和96h的处理时间组合分别处理金枣、阳朔金柑和融安滑皮金柑花蕾均能产生一定比率的2n花粉；金枣、阳朔金柑和融安滑皮金柑的最高2n花粉诱变率分别为4.69%、2.78%和3.06%；最佳秋水仙素浓度和处理时间组合分别为0.25%、72h，0.3%、72h和0.3%、96h。　　 10、三倍体诱导的研究表明：以金枣、阳朔金柑和融安滑皮金柑为母本(n雌配子)，分别用各品种2n花粉诱变率最高组合的花粉授粉，经过对种子根尖染色体检测，所有种子染色体数均为18，未发现多倍体。以金枣2n雌配子诱导作母本与n雄配子杂交共获得115个果，312粒种子，其中30%的果实无核。经过对所有种子根尖染色体检测，发现0.25%秋水仙素处理72h后作母本杂交和处理96h自交的种子各获得1个染色体数为27的三倍体，2n雌配子诱变率分别为1.7%。阳朔金柑2n雌配子诱导后杂交共获得127个果，423粒种子，经过对所有杂交种子根尖染色体检测，没有发现多倍体种子。说明利用2n配子创造三倍体的效果受到品种的胚性、2n配子性别和胚早期败育等因素的影响，其中，单胚品种的2n雌配子利用效果最好。　　 11、四倍体诱导的研究表明，以不同秋水仙素浓度和处理时间诱导阳朔金柑和金枣萌动种子，结果显示：不同处理组合均发生不同程度的变异，不同处理浓度的变异率不同，同一处理浓度不同的浸泡时间变异率的变化趋势也不同，0.1%～0.2%较低浓度秋水仙素处理24h～48h的效果较好，各获得1个四倍体变异，还有7个植株性状变异单株。　　 12、对新创造的四倍体阳朔金柑新种质进行的遗传研究表明：四倍体阳朔金柑染色体4X=36，为同质量突变体；植株生长势较强，叶片浓绿，叶缘波浪形皱褶，花蕾横径较大，花粉母细胞减数分裂粗线期观察到双核细胞，四分体时期出现二分体、三分体现象；花粉发芽率降低，花粉粒较大，花粉形态与其起源二倍体阳朔金柑有明显差异，但花瓣色泽，花瓣数，花器构造，雄蕊数等性状与二倍体阳朔金柑无明显差异；单位叶面积气孔数显著减少：第一批花现蕾期比二倍体金柑的迟，果实椭圆形，果面油胞多且大，可溶性固形物16%～18%，平均种子数为0.9粒，多胚，果实性状模糊评级达优秀。综合分析认为，该四倍体阳朔金柑除了可作三倍体育种亲本外，经选育，有望直接用于生产。从该四倍体金柑自花授粉实生后代获得2个三倍体(3X=27)。此结果国内外未见报道。　　 13、以四倍体阳朔金柑与二倍体金柑杂交，结果表明：所有杂交组合均能获得杂种果实，金柑种间、种内杂交均能亲和，但坐果率和结籽率不高。坐果率的高低除了与亲和性和亲缘关系有关外，还与父本的花粉育性有关，杂交坐果率与花粉发芽率呈正相关；染色体检测结果未获得三倍体杂种，主要原因是受到亲本胚性及杂种胚早期败育影响。　　 综合本研究结果表明：获得金柑三倍体较有效的途径是2n雌配子利用和四倍体实生后代筛选；获得四倍体较好的途径是种子诱变。