中华猕猴桃复合体跨倍性杂交子代倍性分离及果实性状遗传规律研究

The interploidy hybrids, which overcome the reproductive isolation barriers of different ploidy levels, could enhance the genetic and phenotypic diversity of the progenies. In this study, 9 different interploidy crosses including 21 cultivars with diploids (2x), tetraploids (4x) and hexaploids (6x) will be conducted, to analyze the types of parental polyploidy (auto- or allopolyploids) and regularity of ploidy segregation, as well as the combinations for producing the preeminent progenies. Furthermore, the fruit characters (fruit color, fruit size, total sugar content, storage life, etc) of 4 interploidy hybrids will be evaluated to obtain the inheritance of fruit characters of interploidy hybrids. Based on 2 populations showing segregation of fruit flesh color, homology-based cloning and whole genome re-sequence will be performed to find out the genes controlled the fruit flesh color and then gain the potential mechanism of differentiation of fruit flesh color. The study will be of great significance for theoretical innovation of polyploidy breeding and practical application of kiwifruit industry.

跨倍性杂交能够打破猕猴桃倍性差异导致的生殖隔离障碍，获得更高的遗传和性状多样性。本研究利用中华猕猴桃复合体中的21个不同倍性品种，设计9种二倍体（2x）、四倍体（4x）和六倍体（6x）相互杂交方式，分析获得猕猴桃跨倍性杂交的染色体倍性分离规律，阐明父母本的多倍体性质（同源/异源多倍体）并获得最易于创新多倍体种质的杂交方式。进一步，选取4个不同的跨倍性杂交组合，通过评估杂交子代的果肉颜色、果实大小、总糖和耐贮性等重要商品性状，阐明不同跨倍性杂交方式的重要商品性状的遗传规律。特别是，基于同源克隆和浅度重测序策略，对果肉颜色分离的2个群体开展果肉颜色相关的基因发掘和性状关联分析，获取控制猕猴桃果肉颜色关键基因和跨倍性杂交果肉颜色的遗传机理。本研究的完成无论对果树多倍体杂交育种理论创新和实践应用均具有重要意义。

猕猴桃营养健康，性状多样，且具有多种倍性水平。项目开展了猕猴桃跨倍性和同倍性的杂交实验，分析了不同组合杂交子代的倍性变化、遗传变异及果实性状遗传规律。项目主要进展如下：跨倍性杂交组合与同倍性杂交组合相比，子代倍性变异更为丰富，例如六倍体与二倍体杂交可创制三倍体到十倍体等7种不同的倍性小种；此外，跨倍性杂交组合子代的倍性水平更偏向高倍性亲本。项目采用AFLP分子标记对8个杂交组合及其子代进行遗传分析发现，跨倍性和同倍性杂交组合子代的Nei’s基因多样性普遍高于父母本；但跨倍性杂交产生的子代遗传变异高于同倍性杂交组合，且多数杂交后代与母本遗传关系上更接近。进一步调查不同杂交组合的果实性状发现，跨倍性杂交代子代大多是奇数倍体，能开花但不能正常结果，且同倍性杂交获得的非偶数倍体子代也不能结实，证实奇数倍性的猕猴桃通常不具备结实的能力。项目最后选取了高、中和低等四个不同倍性的杂交组合，调查了单果重、可溶性固形物、果型及毛被等性状并分析了遗传规律。本项目的开展为猕猴桃倍性育种提供了理论支撑；相关成果获得部级一等奖2项，发表SCI论文一篇，CSCD论文一篇，获得专利8项。