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园艺学报 2021年第S02期48卷 2815-2816页

作者：解凯东伍小萌方燕妮王蓉谢宗周邓秀新郭文武华中农业大学园艺林学学院园艺植物生物学教育部重点实验室武汉430070

‘华柚3号’是以‘国庆1号’温州蜜柑为愈伤亲本,沙田柚为叶肉亲本经原生质体融合再生的二倍体雄性不育胞质杂种。树势强,果实梨形或葫芦形,橙黄色,隔离种植果实完全无核,平均单果质量978 g,果皮中等厚,可食率54%左右;果肉浅黄色,风味浓... 详细信息

‘华柚3号’是以‘国庆1号’温州蜜柑为愈伤亲本,沙田柚为叶肉亲本经原生质体融合再生的二倍体雄性不育胞质杂种。树势强,果实梨形或葫芦形,橙黄色,隔离种植果实完全无核,平均单果质量978 g,果皮中等厚,可食率54%左右;果肉浅黄色,风味浓甜,低酸,有香气,品质优良;果实可溶性固形物含量13%~15%,可滴定酸含量0.4%~0.7%。在湖北武汉地区种植,果实11—12月成熟。

关键词：柑橘柚胞质杂种果实无核品种

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细胞学和比较蛋白组学研究‘黔阳无核’椪柑不育机理

细胞学和比较蛋白组学研究‘黔阳无核’椪柑不育机理

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作者：王瑶华中农业大学

学位级别：硕士

多数柑橘品种因具单性结实能力,一旦发生雄性不育和胚囊败育即能培育出无核果实。无核是柑橘品种遗传育种的重要目标之一,研究柑橘配子体发育过程及无核的机理,可以为柑橘无核育种提供理论基础,加快无核育种进程。‘黔阳无核’椪柑(Qian... 详细信息

多数柑橘品种因具单性结实能力,一旦发生雄性不育和胚囊败育即能培育出无核果实。无核是柑橘品种遗传育种的重要目标之一,研究柑橘配子体发育过程及无核的机理,可以为柑橘无核育种提供理论基础,加快无核育种进程。‘黔阳无核’椪柑(Qianyang seedless,QS)是普通椪柑的无核芽变,普通有核椪柑‘鄂柑一号’(Egan No.1,EG)与QS在形态特征上没有明显差异,AFLP分子标记实验表明二者相似性在95%以上。本研究采用细胞学、组织化学等手段分析了EG和QS雄蕊和胚囊发育过程的异同,同时利用双向电泳技术结合质谱鉴定对两者发育早期的花蕾进行了比较蛋白组学研究。***和QS小孢子和胚囊的发育过程观察。采用半薄切片技术比较观察了EG和QS小孢子发育过程发现QS小孢子从四分体时期开始1个四分体由胼胝质分隔出4个以上的小孢子,四分体结束后小孢子形态各异,多数为不规则月牙形状且随后的发育过程液泡发育异常,至花粉粒成熟期QS中花粉粒形态不规则、大小不一,并且缺少内含物。采用石蜡切片技术对EG和QS胚囊从大孢子母细胞时期到八核胚囊时期的发育过程进行了对比观察。QS在功能大孢子形成后发育异常,极少观察到正常发育的单核和二核胚囊,没有观察到正常发育的四核胚囊,最终在八核胚囊时期发育成腔很小、带有退化残骸的空腔胚囊。2.对比观察了EG和QS小孢子母细胞的减数分裂过程。EG减数分裂行为正常,QS减数分裂行为从偶线期开始出现异常,主要表现在减数分裂过程中同源染色体部分联会配对或完全不联会配对。QS减数分裂过程中还存在染色体不均等分离现象,同时还观察到染色体桥和染色体断裂形成的微粒。压片法观察了减数分裂结束后EG和QS的四分体:EG基本正常;QS异常的四分体所占比例为77.5%,从二分体到八分体均有出现,主要异常类型为包含4个大小不一小孢子的四分体,同时三分体、五分体也较多。3.组织化学实验和电镜观察分析EG和QS小孢子的发育。席夫染色实验发现:淀粉粒在花药发育不同时期是动态分布的;小孢子在二核花粉期开始积累淀粉粒。小孢子发育早期QS和EG在淀粉及多糖的分布没有差异;二核花粉期EG小孢子开始积累淀粉,QS小孢子不积累淀粉;最终EG成熟花粉粒淀粉粒丰富,QS成熟花粉粒淀粉粒缺乏。对EG和QS的小孢子壁在不同发育过程中的观察发现:QS花粉壁外壁发育异常。透射电镜观察到四分体时期EG小孢子外围形成初生外壁层和前柱状体,QS与EG相比没有明显的初生外壁层形成;发育至单核小孢子早期,外壁包含外壁内层、柱状层和顶盖层,QS与EG外壁结构差异明显。小孢子切片的紫外荧光和席夫染色实验分别发现:EG和QS小孢子荧光分布不同,EG主要分布在小孢子壁和腔内,而QS更多分布在小孢子壁上;成熟花粉粒席夫染色切片未染色部分为花粉外壁,QS比EG的厚。***和QS早期花蕾比较蛋白组学。1)采用2-DE结合MALDI-TOF-TOF质谱技术分析了ASF(2.5-3 mm直径花蕾)、MF1(3-3.5 mm直径花蕾)和MF2(3.5-4 mm直径花蕾)3个时期花蕾蛋白质组的差异,3个时期花蕾包含从四分体到单核小孢子时期的花药,鉴定差异表达蛋白97个,对应87个不同蛋白。这些蛋白主要参与逆境反应、碳水化合物和能量代谢、次生代谢及蛋白质合成、修饰与降解等生理过程。其中次生代谢主要是苯丙烷类化合物代谢,包括类黄酮代谢、木质素代谢等,发现3个疑似参与孢粉素合成代谢的蛋白LAP6、ACOS5和DRL1。能量代谢、苯丙烷类化合物代谢和逆境应激反应,尤其是氧化逆境是QS不育雄蕊产生变化的主要生物过程。2)分析QS和EG的3个时期花蕾蛋白表达相对趋势发现,获得的97个蛋白中只有抗氧化逆境相关蛋白和花粉壁发育相关蛋白在3个时期QS花蕾中表达呈较稳定的变化,说明其它差异表达蛋白涉及到的多数生物过程在QS花蕾发育中是紊乱的。3)发现11个蛋白可能在小孢子发育过程中起着重要作用。其中10个蛋白从MF1时期开始表达,而QS的MF2花蕾表达缺失,这10个蛋白涉及脂类代谢、ROS信号传导、花粉壁发育、细胞分裂、蛋白合成降解和修饰等生物过程。另外,与细胞内固醇运输有关的蛋白ORP3A只在EG MF1时期表达。这11个蛋白可能与MF1时期的小孢子区别于ASF和MF2时期小孢子的特殊发育状态有关,包括绒毡层PCD启动和小孢子液泡形成。

关键词：椪柑果实无核雄性不育胚囊败育蛋白质组

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