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红江橙和贡柑是广东两个优良的柑桔品种,但有籽红江橙和有籽贡柑种子太多削弱了它们的竞争力,限制了其进一步发展。本研究以60Co-γ辐射诱变获得的无籽红江橙和芽变选种获得的无籽贡柑为试验材料。研究无籽红江橙和无籽贡柑的无籽成因,以促进其生产的进一步发展,此外在无籽基因的获得及果树无核育种上也都具有特别重要的意义。
通过测定花粉生活力、花粉发芽率以及电镜扫描花粉粒形态结构,以研究无籽红江橙和无籽贡柑的雄性育性;利用酶解法和常规石蜡切片法研究无籽红江橙和无籽贡柑的胚囊育性及胚胎发育的过程;并应用AFLP分子标记分析了无籽红江橙和有籽红江橙、无籽贡柑和有籽贡柑的遗传差异。研究结果表明:
1.无籽红江橙(1)无籽红江橙的雄配子体绝大多数发育不正常,花粉生活力、花粉发芽率与有籽红江橙的花粉相比都较低,属低育型;花粉畸形率高,与有籽红江橙的花粉畸形率差异极显著。初步推断雄配子畸形败育是无籽红江橙无籽的一个重要原因。
(2)无籽红江橙胚囊发育正常,成熟胚囊具一个卵细胞、两个助细胞、三个反足细胞以及一个大的含二个极核的中央细胞。
(3)无籽红江橙的胚胎发育不正常,授粉后4周,无籽红江橙出现大部分胚体退化,形成“中空”结构,有些可以见到剩下残骸;授粉后5周,无籽红江橙随着细胞的增大和成熟,“中空”结构增大:授粉后6周,无籽红江橙的胚乳开始出现退化;授粉后7周,无籽红江橙胚胎完全退化消失,最终形成无籽果实。由此证实胚胎败育是无籽红江橙无籽的另一个重要原因。
(4)应用AFLP对无籽红江橙和有籽红江橙进行遗传差异分析,从64对引物组合中筛选出9对多态性高、分辨能力强的引物组合,共扩增出特异性条带180条,平均每个引物扩出20条,两者之间的相似系数为0.8106。表明无籽红江橙与有籽红江橙在基因组水平上存在差异。
2.无籽贡柑
(1)无籽贡柑的雄配子体大多数发育不正常,花粉生活力、花粉发芽率和花粉畸形率与有籽贡柑相比差异较大,但两者均属中育型,都具有较强的生活力和发芽率。
(2)无籽贡柑胚囊发育正常,成熟胚囊具一个卵细胞、两个助细胞、三个反足细胞以及一个大的含二个极核的中央细胞。
(3)无籽贡柑胚胎发育不正常,授粉后3周,无籽贡柑胚体开始出现败育;授粉后4周,无籽贡柑胚胎已经败育,而胚乳仍然存在;授粉后5周,随着细胞增大和成熟,无籽贡柑胚乳开始退化;授粉后7周,无籽贡柑没有种子的痕迹,最终发育成无籽果实。由此证实无籽贡柑无籽的主要原因是胚胎败育。
(4)对无籽贡柑和有籽贡柑进行了AFLP分析,从64对引物组合中筛选出9对多态性高、分辨能力强的引物组合,共扩增出特异性条带181条,平均每个引物扩出20.1条,两者之间的相似系数为0.8290。表明无籽贡柑与有籽贡柑在基因组水平上存在差异。