胚抢救技术在核果类果树育种上的研究及应用

呆鷹

陈学森
    核果类果树包括桃、李、杏及樱桃等果树，在植物学分类上，分别属于蔷薇科，李亚科的桃属、李属、杏属和樱桃属。这些果树的一些早熟或特早熟品种在调剂果品市场余缺、保证水果的周年供应等方面发挥了重要作用。但早熟品种的果实发育期往往不足３０天（大樱桃）或６０天（桃、李、杏），种胚发育不良，常规层积播种不能成苗或成苗率极低，阻碍了育种工作的进一步开展；在果树远缘杂交育种过程中，杂种胚的中途败育或退化而导致果树远缘杂交育种进展缓慢。而利用胚抢救技术（Ｅｍｂｒｙｏ ｒｅｓｃｕｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ），可将发育不良的早熟品种胚、败育前的远缘杂种幼胚以及葡萄幼胚等接种到含有培养基的试管内，通过一定时期的培养而获得再生植株，使育种工作顺利开展。我校果树学科在胚抢救技术在核果类果树育种上的研究及应用这一领域取得了可喜的进展，育成了一批新品种（系），创造了一批新种质，实现了产业化，为退耕还林、农民增收做出了积极的贡献。现综合报道如下：
１．胚抢救技术与杏新品种（系）选育
杏是所有水果类果树中抗旱性较强的果树树种，因此，杏树也是我国三北地区退耕还林及生态农业建设的先锋树种之一。杏原产我国，种质资源极为丰富，经劳动人民长期栽培实践，已选育出许多地方良种，诸如兰州大接杏、北京骆驼黄杏、河北串枝红杏、青岛关爷脸杏、济南红荷包杏及泰安巴旦水杏等，这些品种成熟早、品质优，深受消费者欢迎。但这些品种败育花比率高，多数自交不亲和，花期晚霜或低温往往影响传粉昆虫活动，造成传粉受精不良而严重影响当年产量，使产量低而不稳。近几年以美国引进的凯特杏（Ｋａｔｙ）等品种，虽然败育花比率低，自花结实能力、丰产性强，但与中国杏品种比较，其外观及鲜食品质欠佳，有待改良。本课题组（１９８８－１９９９）采用有性杂交与胚抢救技术相结合的办法育成的新世纪与红丰杏新品种，虽然综合经济性状（产量、品质、成熟期等）明显优于红荷包等国产品种，但其丰产性、早果性与凯特杏比较仍有一定差距，有待进一步改良。
１９９８－２００３年课题组继续进行杏有性杂交、胚抢救技术及分子生物学等方面的研究工作，取得了一系列研究成果。①建立并进一步完善了杏胚培育种技术体系，其中关键技术包括两个，一是有性杂交去雄技术，采用连被去雄法去雄（用去雄器或手指甲将花瓣、萼筒及雄蕊一次去除），与传统去雄法相比，去雄速度提高了１０倍，可在有限的授粉时间内获得尽可能多的杂交种子；二是胚培（胚抢救）技术，通过一系列的试验研究，目前可使杂种胚的田间成苗率在９５％以上；②利用该技术体系，已将凯特×新世纪、凯特×红丰、巴旦水杏×凯特及晚熟一号×新世纪等１０余个杂交组合的近４０００余株杂种胚培苗定植于大田，分离群体的构建为硕士、博士研究生的培养提供了试材；③２００２－２００３年杂种胚培苗陆续开花坐果，并及时对有效花比率、自花结实力、果实大小、芳香物质及糖、酸含量等性状的遗传变异特点进行了研究，有关研究论文正在整理之中，诸如“杏丰产性构成性状的遗传变异与相关性分析”，“杏品质构成性状的遗传变异与新品系选育研究”等；④杏分子生物学的研究取得了进展，建立并优化了杏ＤＮＡ提取及ＰＣＲ反应的条件，构建了红丰、新世纪等２０个杏品种的ＤＮＡ指纹图谱；从杏基因组中克隆了３个Ｓ基因，在Ｇｅｎｅｂａｎｋ进行了注册，并利用Ｓ－等位基因专一性ＰＣＲ鉴定了７个品种的Ｓ基因型；⑤根据性状遗传变异规律的研究结果，提出了中国鲜杏品种选育项目及标准，即我国鲜杏品种，首先应丰产（有效花比率在３０％以上，自交结实率在１０％以上，单果重５０ｇ以上），其次具有良好的外观品质和内在品质（大小整齐，果面光洁，香味浓郁，纤维含量少，含糖量高，糖酸配比合适），第三是熟期适当（早熟或晚熟）；根据上述选育项目及标准，初步选育出“９９－９”（巴旦水杏×凯特）、“９９－５”（巴旦水杏×凯特）及特新一号（凯特×新世纪）等一批新品系，其共同的特点是品质优良，自花结实率高、丰产性强，目前正在进行设施及露地栽培试验，作为本课题组育成的第二代品种，将于近几年推向社会。２００３年同时利用新选育出的新品系与红丰、新世纪、特早红等品种进行了回交，已将１０００余粒杂种采回实验室。因此，第三代品种的选育目标是：早熟或特早熟、品质优良、自交结实率高、丰产性强。
２．胚抢救技术与核果类果树种质创新
远缘杂交（指亲缘关系较远的种、属间的杂交）可产生更加丰富的遗传变异，是种质创新的有效途径之一。桃、李、杏和樱桃之间的杂交，属于不同属间的杂交，是典型的远缘杂交，存在杂交的不亲和性和远缘杂种的不育性两大障碍，为克服这两大障碍，主要由硕士、博士研究生组成的课题组自２０００年以来，开展了系列研究，取得了一些突破性的进展，探讨了核果类果树不同种、不同品种对远缘杂交亲和性的影响以及高压静电场、激光和γ－射线处理花粉对克服远缘杂交不亲和性的效果，初步建立了大樱桃、李等果树远缘杂种幼胚离体培养、多丛芽再生技术体系，同时进行了杂种试管苗ＲＡＰＤ早期鉴定。目前已将一批核果类果树远缘杂种试管苗定植于大田，为进一步的研究和新品种选育提供了种质，有关研究论文正在整理之中。

巴巴果

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