源于三倍体枇杷的变异株系(“变异137号”)的农艺学和生物学研究

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本研究以“137号芽变”为试验材料,‘大五星’和“137号”枇杷为对照材料,通过对这三份供试材料的植物学性状、生物学特性、叶片解剖结构和光合作用等多方面的指标进行测定和比较,以明确该“137号芽变”的优良特性,再利用AFLP分子标记对芽变株系进行鉴定,对3份供试材料进行亲缘关系分析,为新品种的选育提供理论依据。主要研究结果如下:
  1.“137号芽变”在树势、枝条、叶片、花器等外观形态方面与对照“137号”差异极显著,与‘大五星’差异不显著;“137号芽变”树体干周、当年生枝梢萌枝粗度、叶片长、叶片宽分别比“137号”小55.46%、67.31%、37.00%、76.91%;“137号芽变”的春梢萌枝数是“137号”的1.94倍;“137号芽变”叶面积分别比“137号”和‘大五星’小143.69%、49.58%;“137号芽变”的花穗大小、花蕾数目、花蕾大小、花丝长短、花药大小、花柱长度、子房大小等极显著低于“137号”。
  2.“137号芽变”果实外观品质优于“137号”,低于‘大五星’;而内在品质优于‘大五星’,低于“137号”;“137号芽变”果实纵径、横径、单果重、种子数分别比“137号”提高了32.47%、23.87%、93.51%、291.75%。
  3.“137号芽变”花粉粒与“137号”在大小、外形、纹饰特征、萌发器官等方面都存在明显的差异,“137号芽变”花粉形态具有二倍体的特征,花粉萌发率为63.67%,与‘大五星’相似,而“137号”花粉萌发率为11.45%。
  4.用流式细胞术对“137号芽变”、“137号”和‘大五星’的染色体倍性进行检测发现,“137号芽变”为二倍体,发生了倍性变异,因此外观形态的变化是由染色体倍性变异引起的。
  5.3份试验材料的叶片解剖结构存在一定程度的差异,“137号芽变”的栅栏组织发达、叶片厚,极显著高于“137号”和‘大五星’;“137号芽变”的LⅠ、LⅡ、LⅢ层细胞的长和宽都小于“137号”,但LⅠ层差异不显著,LⅡ、LⅢ达到了极显著差异,说明“137号芽变”的梢端组织LⅠ层细胞未发生变异,LⅡ、LⅢ层细胞发生了变异。
  6.3份试验材料的Pn日变化呈现出典型的“双峰型”曲线,表现出明显的“午休”现象,‘大五星’和“137号芽变”的Pn日平均值分别比“137号”高46.88%和21.39%,且‘大五星’和“137号芽变”的光合速率在各个时间段高于“137号”,表明‘大五星’和“137号芽变”具有较高的光合能力;WUE日变化呈双峰曲线,3份材料WUE的日平均值大小顺序为:‘大五星’>“137号芽变”>“137号”,表明“137号芽变”和‘大五星’的抗旱能力强于“137号”。
  7.3份供试材料经AFLP扩增得到的遗传多样性指数中扩增多态性比率为33.08%,观察等位基因位点数(Na)为1.3433,平均有效等位基因数(Ne)为1.2371,平均Nei基因多样性(H)为0.1352,平均Shannon信息指数(I)为0.1987。利用聚类分析,能有效地将3份供试材料区分开,同时建立了它们的亲缘关系图谱,这3份供试材料的遗传相似系数在0.7404~0.8047,其中“137号芽变”与“137号”的遗传相似系数最高为0.8047,表明亲缘关系较近。
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