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基本信息
- 項目名稱：
- 枇杷特異種質(zhì)資源的創(chuàng)建及其特性分析
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 以枇杷天然三倍體為材料，對其花粉離體萌發(fā)，及與二倍體有性雜交，并對所獲得的雜交后代進(jìn)行染色體數(shù)目和GISH鑒定，SC0T分子標(biāo)記和形態(tài)學(xué)比較分析，獲得了2n=34、42、44、45、46、49、51、68的雜交后代，其中二倍體2株、三倍體1株、四倍體2株、非整倍體13株，證明了三倍體枇杷具有育性，并為枇杷進(jìn)一步育種工作提供了寶貴種質(zhì)資源，填補(bǔ)了木本果樹三倍體育性研究的空白。
- 詳細(xì)介紹：
- 以枇杷天然三倍體株系‘黃肉’G320為材料，通過對其花粉離體萌發(fā)，以及與二倍體‘大五星’枇杷有性雜交，并對所獲得的雜交后代進(jìn)行了染色體數(shù)目和GISH鑒定，以及SCoT分子標(biāo)記與形態(tài)學(xué)比較分析。其結(jié)果顯示：（1）三倍體G320花粉離體萌發(fā)率為2.5%；（2）以三倍體為父本的雜交為未獲得種子，而以三倍體為母本共獲得12個果實與18粒種子，平均為1-2粒/果；（3）所獲雜種根尖染色體數(shù)分別為2n=34、42、44、45、46、49、51、68，既有二倍體(2株)、三倍體（1株）、四倍體（2株）又有非整倍體類型（13株）。非整倍體類型中以染色體數(shù)2n=44為最多（6株），其次為2n=42（4株）；（4）以親本之一基因組DNA為探針，另一親本基因組DNA為封阻對雜種染色體進(jìn)行GISH分析，其結(jié)果顯示18個雜種根尖染色體中均有17條染色體來源于父本即‘大五星’二倍體，其它的均來源于三倍體父母本即‘黃肉’G320，染色體條數(shù)有17、25、27、28、29、32、34和51，表明三倍體母本提供的配子除了單倍性、二倍性配子和三倍性配子（未減數(shù)2n配子），還有非整倍體配子（5）利用spss18.0軟件對9個雜種單株形態(tài)學(xué)聚類分析， 大體可將雜種后代分為兩個大類。（6）對9個雜種植株的SCoT分子標(biāo)記，從8個選擇性引物共擴(kuò)增出60條帶，其中差異條帶32條，多態(tài)性比例53.3%，其相似系數(shù)在0.87～0.98之間，其遺傳關(guān)系非常緊密。本實驗從花粉萌發(fā)率和有性雜交的結(jié)果證明了三倍體枇杷具有一定育性，并成功獲得了系列倍體枇杷新種質(zhì)，為系統(tǒng)研究三倍體育性和開展枇杷育種工作開辟了新的途徑，具有重要的理論和實際意義。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 目的： 1.為培養(yǎng)可能具抗病，抗蟲，早熟，可食率高，加工成本低等優(yōu)良枇杷新品種提供寶貴種質(zhì)； 2.為其他植物三倍體育性研究也提供借鑒參考； 3.通過重要經(jīng)濟(jì)價值的枇杷幫助農(nóng)民致富增收。 思路： 對枇杷天然三倍體‘黃肉’G320花粉離體萌發(fā)，及與二倍體‘大五星’有性雜交，并對所獲得的雜交后代進(jìn)行染色體數(shù)目和GISH鑒定，及SC0T分子標(biāo)記與形態(tài)學(xué)比較分析，為枇杷育種工作提供借鑒和參考。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨特之處
- 科學(xué)性：證明了三倍體枇杷具有育性，對其他植物育種也具科學(xué)指導(dǎo)意義。 先進(jìn)性：對三倍體枇杷育性的探討，彌補(bǔ)了木本果樹三倍體育性研究的空白，具有明顯的創(chuàng)新性及先進(jìn)性。 獨特創(chuàng)新： 選題：經(jīng)典理論認(rèn)為，三倍體是高度不育，本研究證明其具有育性給其他植物育種也帶來了創(chuàng)新思路； 材料：實驗材料為本實驗室實生篩選天然三倍體枇杷； 方法：首次將SCoT方法用于該雜交后代單株進(jìn)行遺傳學(xué)分析。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 1.獲得了二倍體，三倍體，四倍體及非整倍體等不同類型的寶貴種質(zhì)資源； 2.所獲雜種單株可為后續(xù)枇杷育種工作如改善果實品質(zhì)，提高抗病抗蟲害能力，調(diào)節(jié)不同成熟期，增加產(chǎn)量，提高可食率，降低加工成本等等提供重要種質(zhì)，為進(jìn)一步開放和利用打下基礎(chǔ)； 3.枇杷上市時間為淡季，深受廣大消費(fèi)者喜愛。若大面積種質(zhì)，可促進(jìn)政府帶動農(nóng)民政府增收，具極高經(jīng)濟(jì)價值。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 以枇杷天然三倍體株系‘黃肉’G320為材料，進(jìn)行花粉離體萌發(fā)檢測；與 ‘大五星’ 二倍體枇杷雜交，對所獲后代進(jìn)行染色體數(shù)目和GISH鑒定，形態(tài)學(xué)與SCoT分子標(biāo)記比較分析。結(jié)果顯示：（1）G320花粉離體萌發(fā)率2.5%；（2）三倍體作父本未獲得種子，三倍體作母本獲12個果實（種子18粒），1-2粒/果；（3）所獲后代根尖染色體數(shù)為2n=34、42、44、45、46、49、51、68，其中二倍體2株、三倍體1株、四倍體2株、非整倍體類型13株。非整倍體類型中以2n=44最多（6株），次為2n=42（4株）；（4）GISH分析顯示所有后代有17條染色體均來源于二倍體父本，其它則來源于三倍體母本，染色體條數(shù)有17、25、27、28、29、32、34和51，這表明三倍體母本的配子有1x、2 x、3 x和非整倍體型；（5）對雜種單株形態(tài)學(xué)聚類分析，可將其分為兩大類。（6）SCoT分子標(biāo)記表明，9個存活單株間相似系數(shù)為0.87～0.98，遺傳關(guān)系緊密。本作品證實三倍體枇杷具一定育性，并獲得不同倍性枇杷新種質(zhì)，為系統(tǒng)研究三倍體育性開展育種工作開辟了新途徑，具有重要理論價值和實際意義。
獲獎情況
- 本文剛剛完成，尚未發(fā)表，論文發(fā)表準(zhǔn)備中。
鑒定結(jié)果
- 探討了枇杷三倍體育性，獲得二倍體2株、三倍體1株、四倍體2株及有非整倍體類型13株。非整倍體類型中以2n=44為最多（6株），其次為2n=42（4株），為后續(xù)枇杷育種提供了寶貴材料。
參考文獻(xiàn)
- 1.去壁低滲火焰干燥法。陳瑞陽, 宋文芹, 李秀蘭. 植物有絲分裂染色體制片的新方法[J]. 植物學(xué)報. 1979, 21(3): 297-298. 2.基因原位雜交技術(shù)。李懋學(xué), 張贊平. 作物染色體及其研究技術(shù)[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社. 1996. 23-39. 王文奎, 戴思蘭. 染色體原位雜交技術(shù)在植物親緣關(guān)系中的應(yīng)用[J]. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2000, 22(6): 100-104. 3. 目標(biāo)起始密碼子多態(tài)性(Start codon targeted polymorphism，SCoT)標(biāo)記。 Collard B C Y, MACKILL D J. Start codon targeted (SCoT) polymorphism: a simple, novel DNA marker technique for generating gene-targeted markers in plants[J]. Plant Mol.Biol.Rep. 2009, 27(1): 86-93. 4. 熊發(fā)前, 唐榮華, 陳忠良, 潘玲華, 莊偉建. 目標(biāo)起始密碼子多態(tài)性(SCoT):一種基于翻譯起始位點的目的基因標(biāo)記新技術(shù)[J]. 分子植物育種, 2009, 7(3): 635-638.
同類課題研究水平概述
- 目前,果樹方面關(guān)于三倍體育性的研在究涉及較少,僅有在藤本植物葡萄及草本植物香蕉有所涉及,在對三倍體葡萄育性研究中,其花粉萌發(fā)率為0-5.88%,平均萌發(fā)率為0.24%,而三倍體枇杷G320的平均花粉離體萌發(fā)率約為2.5%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于三倍體葡萄。在三倍體葡萄與二倍體、四倍體進(jìn)行的有性雜交中,由胚珠發(fā)育成種子并長成不同的三倍體雜交植株的百分率為0.1%-2.3%,得到的8棵非整倍體植株中僅有1苗生長正常,其余多是剛發(fā)芽便死亡,或者生長緩慢,通過三倍體葡萄實驗,得到了父本育性與母本育性無關(guān)的結(jié)論;同時,盡管父母本育性很低，但仍然能得到非整倍體植株。三倍體香蕉育性研究也證明了雌配子的育性程度與雄配子育性程度無關(guān)，且雌配子的育性明顯高于雄配子育性，因此，我們由本試驗結(jié)果可以推測三倍體枇杷是可育的，再者由于以三倍體枇杷為母本時，只有可育的雌配子才能夠使其完成受精并發(fā)育成苗，所以通過二倍體枇杷為父本檢測的配子育性應(yīng)該是相對較為準(zhǔn)確的。 作為木本果樹，三倍體枇杷育性的探討，無疑為木本植物在三倍體育性以及更高育性的研究領(lǐng)域奠定了基礎(chǔ)，具有極其重要的意義，同時也豐富和發(fā)展了關(guān)于植物三倍體育性的研究與利用，這將對創(chuàng)造新的種質(zhì)資源以及植物的起源演化途徑的研究起到重要作用。另外，關(guān)于植物三倍體雜交后代的形態(tài)學(xué)、細(xì)胞學(xué)和遺傳學(xué)系統(tǒng)研究較少，SCoT分子標(biāo)記技術(shù)在枇杷上的應(yīng)用尚屬國內(nèi)外首次，而這對于進(jìn)一步開發(fā)和利用三倍體雜交后代具有重要的指導(dǎo)意義。
