枣自交不亲和S-RNase基因鉴定研究

发布时间：2020-10-10 18:25

　　 枣(Zizyphus jujuba Mill.)是鼠李科(Rhamnaceae)枣属(Zizyphus)植物,是我国传统的重要干果树种,其年产位居全国经济林干果之首。但枣果实多无种仁的现象在很大程度上限制着枣杂交育种进程。因此,研究枣自交不亲和性对枣树的杂交育种工作具有重要的意义。本研究一方面通过设计不同的自交、异交授粉组合,利用荧光显微观察和石蜡切片技术探索枣品种自交、异交授粉后的亲和性;另一方面利用已知枣S-RNase基因设计正、反引物,通过PCR特异性扩增、目的片段回收、克隆、测序、同源性检测、序列比对分析、系统发育树构建等技术鉴定32个枣品种和11个酸枣类型的S-RNase基因,并确定它们的基因型。以期为我国枣树杂交育种的优良亲本选择提供理论依据和指导。主要结果如下:(1)利用S-RNase基因设计特异性引物克隆基因全长,从32个枣品种和11个酸枣类型中共鉴定到4个S-RNase等位基因JZS11-RNase(S11)、JZS12-RNase(S12)、JZS13-RNase(S13)、JZS14-RNase(S14)。其中S11与GenBank上已登录的XP_015875313基因相似性为100%,确定为同一基因。其余3个基因S12、S13、S14与XP_015875313的相似性分别为85%、86%和86%,具有高度同源性。确定为新的基因,登录到Genebank的ID分别为MG553632、MG53633和MG553634。其次,枣S-RNase基因与蔷薇科、茄科、芸香科等植物的相似性很低,不具有同源性,但均属于T2家族成员。(2)以冬枣、灰枣、襄汾圆枣、蜂蜜罐、晋枣、延川老牙酸枣和永济蛤蟆枣为材料,设计自交与异交组合。利用荧光显微技术观察授粉后花粉萌发及花粉管的生长情况,结果表明,冬枣和灰枣自交组合,授粉后2 h花粉粒在柱头上正常萌发,授粉后24 h花粉管生长至花柱1/3处,授粉后48h花粉管生长至花柱中部时即停止生长,表现出自交不亲和性;异交组合蜂蜜罐×襄汾圆枣、蜂蜜罐×延川老牙酸枣、灰枣×晋枣和襄汾圆枣×永济蛤蟆枣,授粉后2 h花粉粒在柱头上正常萌发,授粉后24 h花粉管生长至花柱1/2处,授粉后48 h花粉管生长至花柱基部,授粉后72h花粉管即穿透花柱基部,表现出异交亲和性。(3)利用石蜡切片技术,研究授粉组合授粉后13 d子房膨大情况,结果表明,授粉组合蜂蜜罐×襄汾圆枣的胚胎发育状况良好,处于合子横向分裂后,为小球型胚形成阶段,胚囊的发育处于胚乳游离核阶段,此时胚乳游离核的密度达到最大值;灰枣自交组合出现因授粉不良导致的胚败育现象,表现为子房内未观察到受精现象,成熟的胚囊结构逐渐萎缩退化,胚囊内的卵细胞、助细胞等卵器解体,胚囊腔与外珠被皱缩。综上所述,枣有自交不亲和和异交亲和两种类型,其自交不亲和机制属于合子前自交不亲和类型;而部分组合表现出的亲和现象,表明在授粉组合设计时,需要综合考虑雌蕊S-RNase基因和花粉SFB基因。本研究明确了枣果实低含仁率,首先是由自交不亲和特性决定,其次则要考虑胚胎发育不良所引起的胚败育问题。为枣树定向育种及优良亲本的选择起到了重要的指导意义。
【学位单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S665.1
【部分图文】：

向与 SFB 基因相反（林蔚等 2017）。根据 S-单倍型判断，SFB 存的 S 位点区域，抑制了基因的重组，从而保证自交不亲和机99）。表 1-1 9 个李属 SFB/SLF 基因推到氨基酸序列比对able1-1. Amino acid sequence homology of the 9 SFB/SLF gene of the PrunB6 PaSFBa PdSFBb PdSFBc PdSFBd PmSLF1 PmSLF.5 68.8 77.2 78.5 76.6 81.9 78.1 69.3 78.2 76.5 78.0 80.3 80.1 69.0 70.1 68.4 70.7 71.1 75.6 76.4 80.6 79.3 75.8 80.3 80.5 80.1 76.9 81.3

技术路线

Note: A and B, C and D, E and F, G and H as optimization system one, two, three and four in turn.2.2 自交与异交授粉组合花粉萌发及花粉管生长的动态观察授粉后的雌蕊经苯胺蓝染色，其花粉粒和花粉管在紫外光的激发下呈现强烈的蓝绿荧光，可观察到其花粉粒在柱头上萌发和花粉管的生长情况。冬枣和灰枣自交授粉组合在授粉后 3 h ，可观察到柱头上有花粉粒开始萌发（图-1-A），但冬枣自交组合的花粉粒萌发数量要明显小于灰枣自交组合，这可能是由于冬的花粉高度不育所导致的；授粉后 6 h，可观察到花粉管顺利通过柱头乳突细胞侵入头，向花柱通道中生长（图 3-1-B）；授粉后 24 h，可观察到花粉管生长至花柱约 1/3（图 3-1-C），；授粉后 48 h，可观察到花粉管生长至柱头 1/2 处（图 3-1-D）；授粉后2 小时、96 h 花粉管的生长仍保持在花柱 1/2 处，基本处于停滞状态（图 3-1-E、F）。
【参考文献】

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本文编号：2835421