三倍体枇杷配子对可育性的贡献及合子早期发育方式的探讨

本项目拟在原有研究的基础上，以"大五星"、"金丰"的2x和3x枇杷为材料，利用流式细胞仪对3x枇杷不同类型花粉中分离的性细胞的DNA相对含量进行测定，确立所有3x枇杷花粉的染色体数目与育性的相关性；同时对2x和3x枇杷的雌蕊进行离体培养和授粉，以观察早期合子的发育方式和染色体数目变化。探明3x枇杷花粉不同染色体数目与完成授粉受精过程的相关性，同时确立合子早期的不同发育方式对产生种子与否的影响。其研究结果可确立3x枇杷有性生殖过程中不同配子对可育性的贡献，也有利于拓宽和加深我国3x枇杷乃至植物三倍体有性生殖研究的深度，并直接为3x枇杷的生产和无核机理的探讨提供重要的理论依据。

本项目以大五星、龙泉1号、金丰等多个品种的三倍体枇杷为研究对象，龙泉1号二倍体枇杷为对照，从花粉形态、花粉相对DNA含量、后代染色体数目以及早期合子发育等方面来探讨三倍体枇杷雌雄配子对其可育性的贡献及合子早期发育方式，其结果主要为：.1.不同三倍体枇杷品种的花粉形态各异，且以异常花粉为主。.2.三倍体枇杷花粉的DNA含量基本均成正态分布，但不同品种和单株间其分布存在一定差异。龙泉1号两个三倍体单株B333、B38，金丰三倍体单株D327，K三倍体的两个单株K374、K375，常白1号三倍体Q321均在3x/2及其左右时达到最大值。然而大五星三倍体两个单株A313、A376在2x时达到最大值，D327与大五星相同产生数量最多的2x配子，而Q32则产生最多单倍性x配子。.3.三倍体枇杷杂交和自交均能产生种子。其中，3x×3x组合中每个胚珠平均产生种子数为0.07粒，3x×2x组合每个胚珠平均产生种子数为0.24粒，2x×3x组合每个胚珠平均产生种子数为2.87粒，总平均为0.12粒，这表明三倍体枇杷的雌、雄配子对可育性均有贡献。.（4）对16个杂交和自交组合的后代染色体数目分析表明，杂交后代染色体数目总体呈双峰状，染色体数目在2x处达到最高峰，在（3x/2+17）处达到次高峰。非整倍体后代的染色体数目集中在2x和（3x/2+17）条左右，并通过三倍体自交、三倍体与二倍体正反交结果，探讨了三倍体所产生的可育雌雄配子类型。.（5）三倍体枇杷存在受精前障碍，而其合子早期发育中，发现2x×3x授粉后3d-11d大部分未能看到精细胞进入胚囊，15天后可观察到大量胚囊萎缩，仅少数幼果合子开始发育，形成与2x×2x相类似的球形胚；3x×2x存在大量异常和萎缩现象，同样观察到极少数幼果进入球形胚阶段；3x×3x的合子早期发育特点与3x×2x类似，可见胚囊发生大量异常。同时发现胚珠大量萎缩。亦可观察到极少量幼果能够进入球形胚发育阶段，但伴随着胚乳提早退化的现象。.综上所述，推测三倍体枇杷授粉后花粉不萌发、萌发后花粉管在柱头中停滞生长、花粉管穿柱后不能进入胚囊、进入胚囊后不能完成精卵融合过程，以及合子早期不发育或发育异常均有可能是其不产生种子的原因之一。