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橡胶树(Hevea brasiliensis(Willd.ex A.Juss)Muell.Arg.)是世界上最重要的经济树种之一,其次生代谢产物橡胶与钢铁、煤炭、石油并称为世界四大工业原料。良种选育是提高橡胶树产胶量以及胶林经济效益的重要举措。目前,橡胶树遗传改良主要采用传统的杂交育种方法,在现有的杂交技术条件下,其遗传潜力挖掘已接近极限,多年以来并未取得突破性进展。通过有性多倍化途径开展多倍体育种,能够综合利用杂交产生的杂合效应,以及染色体加倍产生的基因剂量效应,使多倍体后代具有速生、高抗、高次生代谢物质产量等优点,应该是有希望实现橡胶树育种突破的新途径。本研究以GT1、RRIM600等橡胶树无性系为材料,在研究掌握橡胶树生殖生物学基础上,首先探讨了GT1半同胞子代天然三倍体父本鉴定以及2n配子发生机理,进而开展非离体理化诱导橡胶树染色体加倍技术研究,相关研究结果如下: 1.证明橡胶树无性系GT1能够产生天然2n雌配子,并发现有能够产生2n花粉的橡胶树。利用流式细胞技术和染色体压片计数从橡胶树无性系GT1自然授粉后代中检测到三倍体子代9株。SSR分子标记结果表明,其中8株三倍体子代的2n配子来源于母本GT1,1株三倍体子代的2n配子来源于父本;并证明其中6株三倍体的父本来源于1981IRRDB种质;2株三倍体的父本分别为魏克汗种质的RRIC103和云研277-5。通过2n配子传递亲本杂合性分析推测,减数第二次分裂核复原(SDR)可能是GT1产生2n雌配子的主要机制。 2.掌握了橡胶树无性系RRIM600小孢子发生发育规律,利用秋水仙碱和高温处理均可诱导产生橡胶树未减数花粉。研究表明,橡胶树一个花序上,不同雄花芽的小孢子发生发育存在一定的不同步性,而同一雄花芽内不同小孢子囊之间的小孢子发生发育也存在一定的不同步性,同一小孢子囊内的小孢子发生发育则较为同步。利用秋水仙碱诱导橡胶树花粉染色体加倍的合理方法是输液法,在小孢子母细胞发育至减数分裂粗线期时,施加0.05%浓度的秋水仙碱溶液持续处理24h,大花粉诱导率最高可达8.21%。高温处理是一种效率较高的花粉染色体加倍方法,适宜的处理温度为42-44℃,合理的处理时期为双线期到中期I,2n花粉诱导率最高可达20.17%。 3.首次利用高温处理诱导RRIM600雌配子染色体加倍最终获得了橡胶树三倍体后代。研究掌握了橡胶树无性系RRIM600大孢子发生及胚囊发育规律,提出利用邻近雄花芽小孢子发生发育进程即时判别大孢子发生及胚囊发育时期的方法。当邻近的一级雄花芽处于细线末期到粗线期时,雌花芽发育至双线期到终变期,此时施加44℃的高温对橡胶树RRIM600雌花芽持续处理4h,可成功诱导雌配子染色体加倍获得三倍体后代,诱导率为1.19%。表明高温处理雌配子染色体加倍是选育橡胶树三倍体的有效途径。