【摘 要】
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无核葡萄是当今世界葡萄重要的育种方向与研究内容。目前,生产中栽培的无核且具有香味的葡萄品种还非常有限,因此培育将无核和香味两个性状叠加于一体的新品种是葡萄育种研究中的重要目标。利用胚挽救技术,选取无核葡萄品种作母本,配备具有浓郁玫瑰香味的葡萄品种为父本,杂交后获得具有稳定遗传的子代株系在现今葡萄优质种质资源培育工作中具有重要意义。本研究通过荧光实时定量PCR分析萜类物质合成关键酶基因表达水平后确定
【基金项目】
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财政部和农业农村部:国家现代农业产业技术体系;
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无核葡萄是当今世界葡萄重要的育种方向与研究内容。目前,生产中栽培的无核且具有香味的葡萄品种还非常有限,因此培育将无核和香味两个性状叠加于一体的新品种是葡萄育种研究中的重要目标。利用胚挽救技术,选取无核葡萄品种作母本,配备具有浓郁玫瑰香味的葡萄品种为父本,杂交后获得具有稳定遗传的子代株系在现今葡萄优质种质资源培育工作中具有重要意义。本研究通过荧光实时定量PCR分析萜类物质合成关键酶基因表达水平后确定了杂交父本为5个玫瑰香味品种,并选择9个无核葡萄品种作杂交母本,共配置11个无核玫瑰香味杂交组合,进行离体胚挽救培养。利用无核分子标记对杂交子代进行无核性状早期辅助选择鉴定,主要研究结果如下:(1)香味亲本的筛选:玫瑰香葡萄品种独特的气味与萜类物质的存在有关。本研究以‘玫瑰香’、‘183’等8个鲜食葡萄成熟果实为试材,检测萜类物质合成途径关键酶基因在不同葡萄中的表达情况。其中调控萜类物质合成途径前期的关键酶基因DXS1、DXS3、DXR及HDR分别在‘阳光玫瑰’‘183’‘玫瑰香’中表达量最高;控萜类物质合成途径中期的关键酶基因GPPS及FPPS分别在‘183’及‘阳光玫瑰’中表达量最高;调控萜类物质合成途径晚期的关键酶基因Linnalool syn和α-Terpineol syn分别在‘阳光玫瑰’及‘183’中表达量最高,α-Terpineol syn相较于其它酶基因在各成熟葡萄果实中的表达量也是最高的,是其它酶基因表达量的10-65倍。(2)配置无核香味杂交组合:根据萜类物质合成关键酶基因表达分析筛选出萜类物质合成酶基因表达水平较高的品种配置杂交组合11个,通过胚挽救育种流程得到杂种后代477株,继代移栽327株;其中以‘红宝石无核’与‘Fresno Seedless’作母本的香味无核胚挽救杂交组合胚挽救效果较好,以‘玫瑰香’及‘183’作父本的香味无核胚挽救杂交组合成苗率较高,杂交组合‘红宝石无核×阳光玫瑰’胚的发育率和成苗率最高,分别为55.6%和38.82%;‘红宝石无核’与‘Fresno Seedless’适合作为胚挽救育种的母本材料,‘玫瑰香’与‘183’适合作为父本材料。(3)杂种幼果最佳采样时间确定:对无核香味胚挽救杂交组合的幼果进行连续取样,以‘京早晶’为母本的杂交组合在授粉后40 d时成苗率最高,达到14.29%;‘Fresno Seedless’为母本的杂交组合在授粉后36 d成苗率最高,为33.33%;‘Australian seedless’为母本的杂交组合在授粉后的33 d成苗率最高,达到36.00%。(4)幼胚发育与萌发培养基成分优化:在以WPM为基础培养基,添加浓度为:0.1 mg·L-1BR+0.2 mg·L-1 6-BA时萌发率最高,55.88%,高于对照21.59%;同时添加BR和IAA两种外源激素对胚萌发有抑制作用;添加BR的杂种胚在生根成苗过程中根系生长较未添加BR的杂种苗健壮。(5)分子标记辅助选择:使用无核基因探针GSLP1-569与无核分子标记SCF27-2000对F1代的56个株系进行早期无核性状鉴定,其中14个株系同时携带以上两种无核分子标记的特异条带,初步判断这14株杂种株系携带无核性状。综上,本研究共获得无核玫瑰香味杂种胚挽救苗327株,从中筛选56个株系进行早期无核性状鉴定,得到14个株系同时携带两种不同无核分子标记的特异条带;筛选出‘红宝石无核’、‘Fresno Seedless’两个优势母本品种,结合亲本萜类物质合成关键酶基因表达分析结果适合用作香味胚挽救育种父本的有‘玫瑰香’及‘183’;确定了以‘京早晶’‘Fresno Seedless’及‘Australian seedless’为母本的杂交组合最佳采样时间分别为授粉后40天、36天和33天;得到优化的胚萌发培养基:WPM+0.1 mg·L-1 BR+0.2 mg·L-16-BA。
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