龙眼(Dimocarpus longan Lour.)和荔枝(Litchi chinensis Sonn.)都是重要的南亚热带果树,分属于无患子科(Sapindaceae)的龙眼属(Dimocarpus)和荔枝属(Litchi)。本研究以石硖龙眼、紫娘喜荔枝以及它们的正反属间杂交群体为材料,通过表型性状观测、染色体数目观察、基因组原位杂交分析,以及基因表达差异分析,从多个层面解析龙眼荔枝属间杂种的偏母遗传特性。主要研究结果如下:1、表型观察发现,石紫群体在叶、花和果的假质量性状上表现为偏母性状;紫石群体在叶的假质量性状上表现为中亲性状,在花和果的假质量性状上表现为偏母性状。2、数量性状的杂种指数(HI)分析表明,石紫群体叶、花和果的HI平均值分别为-7.20、0.29和-1.19;紫石群体叶、花和果的HI平均值分别为70.65、36.54和29.24。聚类分析结果显示,叶性状方面,石紫群体和紫石群体优先与石硖聚为一类;花和果性状上,石紫群体和紫石群体优先与对应的母本聚为一类。杂种指数分析和聚类分析一致表明:在叶性状上,石紫群体表现为偏母遗传,紫石群体表现为偏父遗传;在花和果的性状上,石紫群体和紫石群体都表现为偏母遗传。3、通过优化预处理的试剂与时间、酶液浓度、配比及酶解时间,改良了龙眼荔枝染色体制片的方法。选用0.2mM 8-羟基喹啉水溶液,在室温下对材料预处理3h,叶片用5%纤维素酶:5%果胶酶=10:1的混合酶,37℃酶解3~3.5h;根尖和茎尖用6%纤维素酶:0.6%果胶酶=1:1的混合酶液,37℃酶解2.5~3h。在根尖、茎尖和幼叶材料上均获得了分散程度高、清晰可辨的染色体。4、通过优化探针的制备方式、蛋白酶K处理时间、变性温度和时间、杂交液探针浓度等因素,建立了适用于龙眼荔枝基因组原位杂交的技术方法。染色体玻片前处理:0.01%蛋白酶K处理10min;杂交探针制备:20μl体系中探针浓度为5ng/μl,95℃金属浴变性10min;染色体变性:在70%去离子甲酰胺溶液中80℃恒温处理3min。5、在染色体数目观察方面,20个龙眼荔枝正反属间杂种的染色体数目与亲本染色体数目相同,均为2n=2x=30,未发现染色体丢失、增加或加倍的现象。基因组原位杂交分析发现,仅在属间杂种的少数几条染色体上观察到父本DNA的杂交信号,推测可能是父本染色体未能整条遗传给子代,而是以DNA片段的形式渗入并整合到母本染色体上,从而造成偏母遗传的现象。该结果首次从细胞学层面确认了属间杂种的杂种真实性,比以往的形态学及分子标记证据更具有说服力。6、对正反属间杂种及其亲本的转录组分析表明,杂种的基因表达模式与母本更为接近,表现为偏母遗传;根据表达量和杂种指数的双重标准进行筛选,发现87.57%的基因表现为偏母遗传,这些基因主要参与了植物病原体互作、淀粉和蔗糖代谢、植物激素信号转导、糖酵解、萜类化合物生物合成、类黄酮生物合成、碳代谢等多个代谢通路,说明偏母遗传的基因遍布多个基因网络。7、果实性状非常重要且偏母遗传最为严重,转录组分析结果表明,在类黄酮生物合成途径、萜类化合物生物合成、植物激素的信号转导等途径中的多个关键基因均表现为偏母遗传。由此推测,可能是属间杂种中与果皮颜色、果实大小相关基因的表达呈偏母遗传,导致了其果实表型的偏母现象。