扁桃、仁用杏远缘杂交亲和性研究

Outcrossing is an important means to broaden the intraspecific genetic resources to expand the gene pool and to compensate for the limitations of related species hybridization. However, distant hybridization incompatibility has affecting the tree breeding process. In this study, hybridization experiments are carrying out using almond as parent and kernel apricot as female. Pollen germination, growth and fruit development status will be observed in different pollinated varieties, pollination time and pollination methods by fluorescence microscopy and paraffin sliced. Introgression of almond chromosome will be identified using genomic in situ hybridization. In contrast to the impact of variety difference, time difference and method of pollination difference, process of chromosome transfer and combinations will be analyzed. The main form, the occurrence period and the degree of incompatibility will be elaborated. Theoretical basis will be provided for distant hybridization incompatibility mechanism, and guidance will be provided for the next breeding programs.

远缘杂交是拓宽种内遗传资源，扩大基因库，弥补近缘杂交局限性的重要手段。然而远缘杂交不亲和性却阻碍了林木的育种进程。本研究以扁桃为父本、仁用杏为母本进行杂交试验，利用荧光显微镜和石蜡切片技术，对不同授粉品种、授粉时间及授粉方式下花粉管的萌发、生长及果实的发育状况进行观察；并利用基因组原位杂交技术对杂交后代中渗入的扁桃染色体进行鉴定。在系统对比品种差异、授粉时间差异及授粉方式差异对扁桃、仁用杏远缘杂交亲和性影响的同时，对远缘杂交过程中染色体的传递及组合方式进行分析；阐述扁桃、仁用杏远缘杂交不亲和性发生的主要形式、发生时期及不亲和程度。为了解扁桃、仁用杏远缘杂交不亲和机理提供了理论基础，并为下一步的育种计划提供指导。

为探明扁桃、仁用杏远缘杂交不亲和机制，找出限制远缘杂交亲和性的主要因素，探讨克服杂交不亲和性的有效措施，为远缘杂交育种工作提供理论基础。本研究对不同授粉组合、授粉时间和授粉方式下花粉管的萌发、生长及杂种果实的发育状况进行了观察，对胚败育过程中杂交果实和正常果实的差异基因表达情况进行了分析并利用转录组数据进行了微卫星分子标记开发。结果表明：扁桃、仁用杏花粉均能在对方柱头萌发并进入胚囊；以仁用杏为母本的杂交组合，平均座果率为7.06%，是正常杂交座果率的24.39%；以扁桃为母本的杂交组合平均座果率为6.33%，是正常杂交座果率的46.1%。但是受远缘杂交的影响，杂交果实在生长过程中会持续的败育。果实成熟后，以仁用杏为母本的杂交组合最终得到10个杂交果实，占坐果数的17.54%，以扁桃为母本的杂交组合最终得到12个杂交果实，占坐果数的5.17%；但以扁桃为母本的杂交组合种胚在生长过程中全部败育，未能形成发育完整的胚，而以仁用杏为母本的杂交组合果实成熟时虽然相对正常果实较小，但能够形成发育完整的胚。转录组测序共得到25,692 个unigenes，共有270个差异表达基因被鉴定出来，相对于种内杂交，远缘杂交有49个基因上调表达，有221个基因下调表达，功能注释分析表明：cinnamyl alcohol dehydrogenase 和 EREBP 基因表达显著下调，GA2ox and MADS显著上调。利用转录组数据进行了SSR引物的筛选和开发，共开发出了19对可用于仁用杏种质鉴定的SSR多态性引物和16对可用于扁桃种质鉴定的SSR多态性引物。该研究阐明了扁桃、仁用杏远缘杂交不亲和性的影响机制，为进一步揭示不亲和性产生的关键机制和远缘杂交的人为调控打下了基础。