克服梨自交不亲和性壁垒的研究

【作者】 齐永杰； 徐义流； 张金云； 高正辉； 秦改花； 伊兴凯； 潘海发； 束冰；

【机构】 安徽省农业科学院园艺研究所； 安徽省园艺作物种质创制及生理生态安徽省重点实验室； 安徽省农业科学院；

【摘要】 梨是典型的配子体型自交不亲和性植物,其雌蕊S单元型决定因子为S-RNase基因表达的S-糖蛋白。目前对梨S-糖蛋白的研究虽然已取得一定的进展,但由于梨雌蕊内存在两个不同的S基因位点,这使得目前研究所提取的雌蕊S-糖蛋白实际上是同一基因座上两个不同S基因蛋白产物的复合物。由于现有的技术体系很难将复合的S-糖蛋白进行分离提纯,因此鲜有关于梨雌蕊内单一S-糖蛋白功能特性的报道。设想通过克服梨自交不亲和性的障碍,从梨自交后代中筛选鉴定出梨同源二倍体S-haplotype种质,从而可实现在花柱中直接提取获得单一纯合的S-糖蛋白。梨通常自花授粉不结实,这种自交不亲和性的机制使得自然界中很难找到同源S-haplotype的梨品种（个体）。打破梨自花不结实壁垒,创制梨S基因纯合体种质,是开展后续研究的前提。本研究中通过蕾期自花授粉、延迟自花授粉以及花粉辐射后自花授粉这3种授粉方式,探寻梨自花结实的有效方法。以‘砀山酥梨’(S₇S₃₄)、‘黄花’（S₁S₂）和‘翠冠’（S₃S₅）梨为试材。3月初采集供试品种带花芽的枝条,放置于光照培养箱中,水培促花;摘取大铃铛期的花蕾,取出花药散粉,花粉贮于-20℃冰柜内备用。蕾期授粉的方法为;于大铃铛花期前4、6、8 d对自然条件下供试品种的花蕾进行自花授粉,各授200朵,再套上硫酸纸袋。延迟授粉的方法为:在大铃铛花期前给未开放的花序套上纸袋,共选取600朵;在大铃铛花期后3、4、5 d打开纸袋,对供试品种进行自花授粉,各授粉200朵,授粉后二次套上硫酸纸袋。花粉辐射后自花授粉的方法为:将采集好的花粉用Co⁶⁰γ,射线进行辐射处理,辐射剂量分别为20、40、60 Gy,各重复2次;处理当日即对去雄的供试品种进行自花授粉,各授200朵,再套上硫酸纸袋。各授粉处理40 d后调查自花结实花序坐果率。统计结果表明,‘黄花’在大铃铛花期前6 d蕾期自花授粉坐果率最高,可达42.5%;‘翠冠’在Co⁶⁰γ40 Gy剂量辐射花粉处理后自花结实率最高,为34%;由于‘砀山酥梨’为强烈的自交不亲和品种,即使是经过处理的授粉方式,也表现出很弱的自交亲和性,大铃铛花期后3 d延迟自花授粉坐果率相对较高,为21.5%。之后3个品种自花结实的种子将被采集、沙藏、育苗,依据雌蕊S-RNase基因、花粉SFBB基因以及植株倍性的鉴定,从自交后代株系中筛选鉴定出不同S单元型的梨同源二倍体S-haplotype种质。更多还原