全 文 ：果 树 学 报 2012，29（4）: 536~543
Journal of Fruit Science
平邑甜茶无融合生殖基因型分析
及雌配子发育模式研究
杨 锋 1，伊 凯 1*，吴雅琴 2，刘丹丹 3，刘 志 1*，赵玲玲 4
（1辽宁省果树科学研究所 ，辽宁熊岳 115009； 2河北省农林科学院昌黎果树研究所，河北昌黎 066600；
3山东农业大学园艺科学与工程学院，山东泰安 271018； 4烟台市农林科学院果树科学研究所，山东烟台 265500）
摘 要: 【目的】为探明平邑甜茶的无融合生殖遗传与发育机制，【方法】以平邑甜茶与 B9、M27、M9为亲本杂交，并筛选
杂种实生苗；用去雄套袋法鉴定杂种的无融合生殖率，用流式细胞仪鉴定杂种的染色体倍性。 【结果】获得种子 3
101 粒，培育实生苗 2 388 株，从中筛选出杂种实生苗 73 株，其中 58 株开始开花结果。 经无融合生殖率鉴定，有 25
株为 84.00%~95.06%， 8 株为 10.00%~48.00%，25 株为 0~5.00%； 倍性鉴定表明，10 株四倍体皆为无融合生殖型，4
株二倍体皆为有性生殖型，三倍体植株中无融合生殖型加上中间型与有性生殖型数量比接近 1∶1。 【结论】验证了平
邑甜茶的无融合生殖以显性单基因质量性状为主， 也有数量性状效应； 初步认为平邑甜茶无融合生殖核基因型为
“Aaa”（“A”代表无融合生殖基因，显性；“a”代表有性生殖基因，隐性）；平邑甜茶胚囊多数情况下由未减数的 2n=3x
配子直接发育成与母株基因相同的胚，部分 2n 配子与雄配子结合，形成 2n+n=4x 型后代，少量胚囊经减数分裂产生
n=x、n=2x 两种配子，无融合生殖基因随 n=2x 配子分离。
关键词: 平邑甜茶； 无融合生殖； 核基因型； 雌配子发育
中图分类号：S661．1 文献标志码：A 文章编号：1009－9980(2012)04－0536－08
Analysis of apomictic genotypes and the developmental mode of female
gametes of ‘Pingyi Tiancha’（Malus hupehensis var. pingyiensis）
YANG Feng1， YI kai1*，WU Ya-qin3， LIU Dan-dan3，LIU Zhi1*， ZHAO Ling-ling4
（1Liaoning Institute of Pomology，Xiongyue， Liaoning 115009 China； 2Changli Institute of Pomology， Hebei Academy of Agriculture and
Forestry Sciences， Changli，Hebei 066600 China； 3College of Horticultural Science and Engineering， Shandong Agricultural University，
Taian， Shandong 271018 China； 4Yantai Academy of Agriculture Sciences and Institute of Pomology， Yantai，Shandong 265500 China ）
Abstract: 【Objective】 The objective of the study is to elucidate the mechanism of inheritance and devel-
opment of apomixis in ‘Pingyi Tiancha’（Malus hupehensis var. pingyiensis）. 【Method】 The crosses be-
tween ‘Pingyi Tiancha’，‘B9’，‘M27’ and ‘M9’ were made， the seedlings were fostered and then select-
ed. The bagging pollination was made to identify the apomictic ratio and the flow cytometry was used to i-
dentify the ploidy of seedlings. 【Result】 There were 73 sexual hybrids among the 2 388 seedlings derived
from 3 101 seeds. Identification of apomictic ratio showed that， among the 58 hybrids which had started
bearing， 25 hybrids were 84.00% to 95.06%， 8 hybrids were 10.00% to 48.00%， and 25 hybrids were 0
to 5.00% . The results of the hybrids’ ploidy revealed that: All of 10 tetraploids were apomictic seedlings
and all of 4 diploids were sexual seedlings， the ratio of the apomictic plus the intermediate type to the
sexual type was nearly 1 ∶1 in the triploids. 【Conclusion】 The studies suggested the apomixis could be
controlled mainly by major genes， and also could be controlled by some minor genes， We primarily con-
sidered that the genotype of amomixis of ‘Pingyi Tiancha’ might be Aaa A represents a dominant type
controlling apomixes and a represents a recessive type controlling sexual reproduction）. Most megaspores
could directly developed into an embryo by a 2n=3x gamete without a meiosis process resulting in the
收稿日期： 2011－10－30 接受日期: 2012－05－10
基金项目： 现代农业产业技术体系建设专项（nycytx-08-01-05）
作者简介： 杨锋，男，助理研究员，从事苹果砧木育种与野生资源研究。 Tel: 13840725313，E-mail: lnpgzm@sina.com
觹 通讯作者 Author for correspondence． Tel: 0417-7033452； 7843411， E-mail: lnyikai@163.com；lnliuzhi@163.com
DOI:10.13925/j.cnki.gsxb.2012.04.011
据报道苹果属有 10个无融合生殖种: 湖北海棠
（Malus hupehensis Rehd.）、 三叶海棠 （M. sieboldii
Rehd）、锡金海棠（M. sikkmensis Koehne.）、丽江山定
子（M.rockii Schneid.）、扁果海棠 （M. platycarpa Re-
hd.）、变叶海棠 （M. toringoides Hughes.）、沙金海棠
（M. sargentii Rehd.）、小金海棠（M. xiaojinensis Cheng
et Jiang）、披针叶海棠（M. lancifolia Rehd.）、花冠海
棠[M. coronaria（L.） Mill.]，并且表现为兼性无融合生
殖[1-3]，近几年在无融合生殖的遗传、胚囊发育、基因
标记与克隆等方面取得较大进展: 初步探明平邑甜
茶的无融合生殖可能为显性，以质量性状遗传为主，
也受多基因的控制[4-5]；其胚囊多在四分体时期退化，
花粉绝大多数败育 [3，6-7]；Andrew 等 [8]报道采用 SCAR
标记分离到控制无融合生殖性状相关的基因， 在委
陵菜属（Potentilla L.）上找出了与无孢子生殖相关的
遗传位点图；在臂形草属（Brachiaria）和大黍中分离
出无融合生殖子房的 c-DNA序列；狼尾草的无融合
基因已转入到珍珠粟中，并作出了遗传位点图 [9]；从
苜蓿上已克隆到两个与无融合生殖相关的基因 [10]；
Laksana 等[11]报道拟南芥的转基因后代中能过 SSLP
法检测到无融合生殖基因的表达；Nacy[12]报道玉米
中无融合生殖基因编码蛋白为 AGO104， 并且其在
胚囊母细胞减数分裂前期大量合成。 本文以平邑甜
茶 ‘Pingyi Tiancha’（Malus hupehensis var. pingyien-
sis）与 B9、M27、M9 3 个组合的杂种后代为试材，研究
苹果属的无融合生殖遗传，核基因型及配子发育等，
为选育无融合生殖型砧木提供参考。
1 材料和方法
1.1 试材的培育与筛选
1996—2004 年在辽宁的兴城和熊岳两地，以平
邑甜茶为母本，以 B9、M27、M9为父本人工杂交，杂交
种子经层积后， 于翌年春播种在辽宁省果树研究所
苹果育种研究室试验区，实生苗培育、抚育至今，肥、
水、病虫害等常规管理。
1.2 无融合生殖率鉴定
于铃铛花期对平邑甜茶与 B9、M27、M9的杂种树
进行去雄套袋处理，每株处理 50～100 个花序，花后
8 周调查结种率， 用去雄套袋花朵所结的果实的种
子数与相同花序数的未套花朵所结种子数的比值表
示无融合生殖率[3，13]。
1.3 体细胞染色体倍性鉴定
仪器为美国 B-C（Beckman-Coulter）公司生产
的 Epics Altra 流式细胞仪 ， 细胞裂解液成分 : 15
mmol·L-1的 Tris-HCl（pH 7.4），80 mmol·L-1的 KCl，
20 mmol·L -1 的 NaCl，20 mmol·L -1 的 EDTA-Na -
2，15 mmol·L-1 的巯基乙醇，0.05 （v/v） 的 TritonX-
100，1%的聚乙烯吡咯烷酮 （PVP）。 染色液成分 :
0.1%的溴化乙锭（EB）与 0.1%的碘化丙锭（PI）配成
的综合染液。 2005 年 8 月与 2008 年 4 月，分别在河
北农业科学院昌黎果树研究所与烟台农业科学院果
树研究所进行。 取幼嫩叶片 2 g 清洗干净后擦干保
存于 4 ℃以下，称取 150 mg 叶片，量取 2 mL 细胞裂
解于预冷过的研钵中，在超净工作台上研磨成均浆，
于冰上浸提 30 min 以释放细胞核，然后用 400 目尼
龙网过滤，收集细胞核，4 ℃下冷冻离心 5 min，倒掉
上清液加 1 mL 荧光染剂并在黑暗下染色 10 min 后
上机检测， 通过检测染色 DNA分子促发荧光强度，
经与测定装置相连的计算机软件分析， 最后绘制出
DNA含量[14-15]。预备试验测定二倍体对照 B9、M27、M9
的 DNA 相对含量分别为 50、47、49， 三倍体对照平
邑甜茶最大值为 76、最小值为 71，理论推算二倍体
DNA 含量区间在 42～55，三倍体在 66～81，四倍体在
90～105。
2 结果与分析
2.1 无融合生殖遗传
3 个杂交组合，得种子 2 828 粒，培育实生苗
2 198 株，平均成苗率 77.01%，根据杂种树果实颜色
与果实大小等特征，共筛选杂种苗 73 株，占总实生
苗数的 3.06%（表 1）。 杂种实生苗的出现，进一步验
证平邑甜茶的无融合生殖为兼性。 杂种的无融合生
殖率（去雄套袋结种率）介于 0~95.06%，分为无融合
生殖型、有性生殖型和中间型；无融合生殖型 25 株，
结种率在 84.00%～95.06%， 其中结种率最高的 1 株
为 95.06%；有性生殖型 25 株，结种率在 0～5.00%；
杨 锋等: 平邑甜茶无融合生殖基因型分析及雌配子发育模式研究
genotype of the offsprings， the same with their mother tree. Some of the 2n gametes could combined with a
male gamete and formed a 4x genotype （2n+n=4x）. Few megaspores might segregate into two types of ga-
metes， that is n=x and n=2x， and the apomixis gene could separate freely with the 2n gametes.
Key words: ‘Pingyi Tiancha’ （Malus hupehensis var. pingyiensis）； Apomictic； Genetic trend； Gamete
development
4 期 537
果 树 学 报 29 卷
表 1 杂交组合与实生苗筛选
Table 1 Crossings and Seedlings Selection
杂交组合
Crossings
播种子粒数量
No. of seeds sowed
成活苗数量
No. of seedlings
成苗率
Percentage of seedling stand/%
杂种苗数量
No. of hybrid seedlings
杂种苗率
Hybrid ratio/%
平邑甜茶×B9
Pingyi Tiancha×B9
平邑甜茶×M27
Pingyi Tiancha×M27
平邑甜茶×M9
Pingyi Tiancha×M9
合计 Sum
平均 Average
2828
187
86
3101
-
2198
141
49
2388
-
78.31
75.40
56.98
-
77.01
65
6
2
73
-
3.03
4.26
4.08
-
3.06
有性生殖型与无融合生殖型数量比为 1∶1，证明平邑
甜茶无融合生殖基因位点非纯合而是杂合的， 表现
为单基因质量遗传的特征， 平邑甜茶可能同时存在
无融合生殖基因与有性生殖基因， 无融合生殖基因
应该为显性。中间型群体共 8株，无融合生殖率分布
在 10.00%~48.00% ， 其中有 3 株结种率在 40%～
50%，2 株结种率在 20%～30%，3 株结种率在 10%～
20%（表 2）；说明无融合生殖也存在数量遗传特征。
因此认为控制平邑甜茶无融合生殖性状的基因为显
性， 以主效单基因质量遗传为主， 也有数量遗传效
应。
2.2 无融合生殖基因型分析
图 1 不同倍性细胞核 DNA 含量
A． 二倍体杂种； B. 三倍体杂种； C. 四倍体杂种
Fig. 1 Cell nuclear DNA content of the seedlings with different ploidy
A. Seedling of deploid； B. Seedling of triploidy； C. Seedling of tetraploid
A B C
平邑甜茶×B9组合杂种，有二倍体 2 株、三倍体
41 株、四倍体 7 株；平邑甜茶×M27组合杂种，有二倍
体 1 株、三倍体 2 株，四倍体 3 株；平邑甜茶×M9组
合杂种，有二倍体 1 株、三倍体 1 株（表 2、图 1）。 3
个组合实生苗的无融合率与倍性分析表明: 25 株四
倍体杂种皆为无融合生殖型，4 株二倍体杂种均为
有性生殖型， 说明平邑甜茶至少一组染色体不携带
无融合生殖基因， 三倍体杂种有性生殖型有 21 株，
证明平邑甜茶有 2个染色体组不携带无融合生殖基
因。综上所述，笔者认为平邑甜茶的无融合生殖核基
因型为‘Aaa’:‘A’代表无融合生殖基因，为显性；‘a’
代表有性生殖基因，为隐性（图 2）。
2.3 胚囊雌配子的发育模式
平邑甜茶与 B9、M27、M9等杂交组合杂种出现率
在均在 3.03%~4.26%（表 1）， 证明平邑甜茶胚囊的
发育以无性过程为主， 多以未减数的配子直接发育
成胚；二倍体和三倍体杂种，是平邑甜茶胚囊母细胞
减数分裂产生的雌配子与父本雄配子的合子发育成
的。四倍体杂种的形成有染色体加倍的过程，说明亲
本之一存在 2n 配子（未减数配子），对 20 株 M26×B9
后代倍性鉴定，均为二倍体，证明 B9不能形成 2n 配
子， 雌 2n 配子来源于平邑甜茶， 与雄配子形成了
2n+n=4x 的合子发育成四倍体杂种， 没有被受精的
雌 2n配子形成了与母体同基因的三倍体种子。合子
形成途径: 以 A 代表无融合基因，a 代表有性生殖基
因，A 对 a 显性， 平邑甜茶胚囊母细胞基因型为
‘Aaa’。 多数情况下，由未经减数分裂的胚囊母细胞
即 2n 配子直接发育成胚；少数情况下，胚囊母细胞
538
4 期
表 2 杂种树去雄套袋结种率鉴定与 DNA 含量测定
Table 2 Seed percentage under bagging pollination and DNA content of the hybrid trees
杂交组合及对照
Crossings and control
杂种树株系号
Code of Hybrid tree
未套袋花结种数量
Number of Seeds for the
flowers with open
pollination
套袋花结种数量
Number of Seeds for the
flowers with bagging
pollination
无融合生殖率
Ratio of Apomixis
/%
平邑甜茶×B9
Pingyi Tiancha×B9
平邑甜茶×M27
Pingyi Tiancha×M27
平邑甜茶×M9
Pingyi Tiancha×M9
B9
M27
M9
平邑甜茶
Pingyi Tiancha
1-27
4-3
5-1
5-6
5-10
5-11
5-12
5-13
5-16
5-17
8-67
9-12
9-14
9-19
9-66
11-2
11-54
11-101
12-7
12-11
9-18
8-78
5-8
5-9
8-46
6-23
9-17
9-54
4-1
4-2
4-4
5-2
5-3
5-5
5-14
5-15
6-25
8-111
9-10
9-13
9-15
9-16
9-20
11-36
12-22
12-23
13-2
13-115
14-1
14-24
4-8
5-5
12-2
11-3
11-4
6-53
7-120
7-112
430
372
272
265
255
393
320
442
324
282
250
330
426
300
300
213
384
450
325
400
470
175
325
242
150
500
330
100
400
192
109
214
300
121
175
240
114
192
151
325
150
312
264
196
285
177
292
245
176
326
278
189
213
155
171
235
105
114
124
85
110
786
385
351
247
245
226
366
278
418
308
261
210
312
384
252
270
197
360
405
299
352
220
70
156
60
30
60
33
12
20
8
4
6
9
3
4
12
3
4
4
13
6
8
6
6
10
5
7
6
4
11
265
167
197
140
160
0
0
0
0
0
0
756
89.53
94.35
90.81
92.45
88.63
93.13
86.88
94.57
95.06
92.55
84.00
94.55
90.14
84.00
90.00
92.49
93.75
90.00
92.00
88.00
46.81
40.00
48.00
24.79
20.00
12.00
10.00
12.00
5.00
4.16
3.67
2.80
3.00
2.48
2.29
5.00
2.63
2.08
2.65
4.00
4.00
2.56
2.28
3.06
3.50
2.82
2.40
2.45
2.28
3.37
88.13
88.36
92.49
90.32
93.57
0
0
0
0
0
0
95.2
DNA 含量
DNA content
101
75
76
75
98
70
97
72
79
74
102
75
99
68
100
77
73
102
76
74
76
70
74
71
77
75
69
72
77
74
79
70
72
72
75
77
72
78
79
73
76
78
54
72
75
53
70
72
79
67
91
97
93
79
77
46
79
53
50
47
49
71，76
倍性
Ploidy
4x
3x
3x
3x
4x
3x
4x
3x
3x
3x
4x
3x
4x
3x
4x
3x
3x
4x
3x
3x
3x
3x
3x
3x
3x
3x
3x
3x
3x
3x
3x
3x
3x
3x
3x
3x
3x
3x
3x
3x
3x
3x
2x
3x
3x
2x
3x
3x
3x
3x
4x
4x
4x
3x
3x
2x
3x
2x
2x
2x
2x
3x
杨 锋等: 平邑甜茶无融合生殖基因型分析及雌配子发育模式研究 539
果 树 学 报 29 卷
有性胚囊
Sexual megaspore
减数分裂配子
Meiosis gamete
无性过程
Uncrossed pathway
2n+n=4x
图 3 平邑甜茶胚囊的无融合发育与有性生殖发育模式
Fig. 3 The generating pathway of apomixis and sexual reproduction in the megaspore of Malus hupehensis var. pingyiensis
表 3 平邑甜茶胚囊母细胞配子发育模式与合子形成途径
Table 3 The gamete developmental mode of megaspore in Malus hupehensis var. pingyiensis
and the zygotic embroy’s generation
亲本 Parents ♀平邑甜茶 Malus hupehensis var. pingyiensis ♂B9、M27、M9
亲本倍性 Ploidy
亲本基因组 Genotype
配子类型 Gamete
配子基因组 Genotype
种胚和实生苗基因组
Genotypes of hybrids and seedlings
3x
Aaa
2n n
Aaa Aa aa A (败育 abortion) a
Aaa（2n=3x），Aaa（n+n=3x），Aaaa（2n+n=4x），aaa（n+n=3x），aa（n+n=2x）
2x
aa
n
a
B9（aa）
‘aa’ represent the genotype of B9
♀平邑甜茶 （Aaa）
‘Aaa’ represent the genotype of
M. hupehensis var. pingyiensis
图 2 平邑甜茶×B9杂种后代性状分离模式及无融合生殖基因遗传模式
Fig. 2 The mode of characters’ separation in the hybrids of Pingyi Tiancha ×B9 and the genetic trend
of apomixis in ‘Pingyi Tiancha’
注: 杂种群体中没有发现二倍体无融合生殖型（Aa），推测‘A’配子败育。
Note: We had’t found a apomixis hybrid in deploid level, so it is concluded that the gamete ‘A’ maby abortion in developing.
平邑甜茶胚囊母细胞
Megaspore
2n 配子
2n gamete
2n+0=3x
4.8%
95.2%
无融合生殖基因（A）
‘A’ represent the apomictic gene
♀
有减数分裂行为，产生 4 种配子，即: A、a、Aa、aa，由
于二倍体只有 4 株，说明 A、a、2 种配子的败育率较
高； 三倍体杂种中无融合型加上中间型与有性生殖
株数量呈为 23∶21，接近 Aa、aa 2种配子的比例为 1∶
1 的理论值； 四倍体杂种是 2n=3x=Aaa 配子与雄配
子 n=x=a 结合形成 4x=Aaaa 型杂种（表 3）。 平邑甜
茶胚囊雌配子发育模式: 平邑甜茶胚囊多数情况下
由未减数的 2n=3x配子直接发育成与母株基因相同
的胚；部分 2n 配子与雄配子结合，形成 2n+n=4x 型
后代（图 3）；少量胚囊经减数分裂产生 n=x、n=2x 两
种配子，（基于本试验）二倍体杂种均为有性生殖型，
认为无融合生殖基因只随 n=2x配子分离。
540
4 期 杨 锋等: 平邑甜茶无融合生殖基因型分析及雌配子发育模式研究
3 讨 论
3.1 平邑甜茶的无融合生殖遗传
前人 [16]以平邑甜茶×舞美的后代为试材研究表
明，平邑甜茶的无融合生殖为显性遗传，Andrew 等[8]
对几种重要的牧草植物无融合生殖的遗传研究表
明，无融合是由显性单基因控制的，Raghavan[17]报道
在 Citrus（芸香科）中确定了一个单独的显性基因，
控制着珠心胚表型的表达， 现已报道蒲公英、 狼尾
草、黍属、毛茛属（Ranunculus）的无融合生殖为显性
遗传[6，9]，无融合生殖属单基因控制的质量遗传，分别
由显性的、自由分离的几个孟德尔遗传因子控制[13]；在
本试验不但鉴定出高无融合生殖型杂种， 且杂种群
体的无融合生殖率主要呈高、低两个极端分离，证明
了无融合生殖为单基因质量控制的遗传特征。
也有报道无融合生殖为数量遗传， 周志钦等[4]、
毛宝琴等 [18]、Krahulcova 等 [19]、Richard[20]报道无融合
再繁殖既有染色体组的剂量效应， 也有基因的剂量
效应，在绿毛蒺藜（Cenchrus ciliaris）中，无融合生殖
是由两个基因共同控制 [6]；Fritz 等 [21] 报道在 Poa
pratensis 中有 5 个与无融合生殖相关的基因 ；
Kaushal等 [22]报道在黍属牧草中，无融合生殖为多基
因控制。有研究者以平邑甜茶、沙金海棠、小金海棠、
变叶海棠， 水稻等无融合生殖材料的胚囊切片观察
表明， 在大孢子在二分体或四分体发育期退化导致
分化解体至败育， 无融合生殖率可能受胚败育及核
型的变化影响[3，6，9，23]。 在本试验中，介于无融合生殖
型与有性生殖型之间的中间型有 8 株， 无融合生殖
率分布在 10.00%~48.00%（表 2）， 进一步证明了无
融合生殖也存在数量遗传或受胚败育等因素的影
响。
据报道当植物不能进行有性生殖时， 无融合生
殖过程就有可能发生， 并代替有性生殖产生具有繁
殖能力的种子，完成植物繁育后代的功能，使物种得
以延续，这是植物适当变化的一种表现 [24]，无融合生
殖与有性生殖可以互不排斥地共存于无融合生殖植
物中[1]，Marcelina等[25]报道玉米属的无融合生殖基因
是有性生殖基因经 DNA 甲基化修饰后产生的 ，
Anna 等[26]报道在山柳菊中，有性生殖基因不能表达
时，无融合生殖基因启动并表达，因此认为兼性无融
合生殖植物在大孢子减数分裂某个阶段， 如果有性
生殖的发生途径失败， 则会启动无融合生殖基因的
表达。
3.2 平邑甜茶的无融合生殖核基因型分析
杂种的无融合生殖能力与倍性存在一定的相关
性，如 Natalia 等[27]报道巴哈雀稗的无融合生殖性状
在其后代中分离，且与倍性相关，Elvira 等 [28]报道在
毛茛科中，无融合生殖可以通过杂交途径遗传，但其
后代的无融合生殖率与其倍性存在一定的相关性；
Richard[29]、沙广利等 [13]报道无融合植物可产生 2n 配
子，能形成多一组染色体的后代，三、四倍体平邑甜
茶与舞美杂种具有部分无融合生殖特性； 本试验的
研究结果与之互相印证 。 有报道在绿毛蒺藜
（Cenchrus ciliaris）中，无融合生殖基因是由 A 基因
和 B 基因共同控制的，B 基因是 A 基因的上位基
因， 只有基因型为 A-bb 的植株才表现为无融合生
殖[6，30]，洪棋斌等[31]提出在柑橘属其他柑橘近缘属中，
无融合生殖受到位于细胞核的两对互补的显性基因
调控，其中一对基因表现显性纯和致死效应，与本试
验所证明的平邑甜茶的无融合生殖基因也不是纯合
位点的结论一致。
3.3 平邑甜茶胚囊配子的发育模式
前人报道平邑甜茶的有性杂交率为 4.7%[1]，略
高于本试验结果（3.06%，表 1），但都证明平邑甜茶
胚囊的发育以无性过程为主， 多以未减数的配子直
接发育成胚。前人报道平邑甜茶胚囊可以减数分裂，
产生 1X、2X 和非整倍类配子 [16]，张新忠 [32]报道了
桃、李等 2n 花粉可以参与受精过程，杨晓红等 [23]研
究同属植物小金海棠胚囊， 是典型的未减数胚囊无
融合生殖，Krahulcova等 [19] 报道无融合生殖资源
Hieracium 胚囊能产生 2n、n 两种配子， 并且可以形
成 2n+n型后代，Richard [29] 以拟南芥变异类型为试
材，研究无融合性状表明: 以未减数配子为主，由珠
心细胞发育而成，无融合由显性单基因控制，可产
生 2n 配子，结合精子，产生 2n+n 型后代。 在本试验
中二倍体杂种均为有性生殖型，与 Asker[33]、董绍珍
等[34]报道三叶海棠中二倍体类型不能无融合生殖的
结论一致， 及国内外至今亦未发现或人工创制出二
倍体的无融合生殖型材料[28]等结论吻合。 Quarin[35]报
道光照对 P. cromyorrhizon 的生殖产生影响，在长日
照（14 h）下，有性生殖频率提高，在短日照（12 h）下，
无融合生殖频率提高， 并指出无融合生殖基因已经
存在于二倍体中，但只是隐藏着不表达，只能在多倍
体水平上表达，但 Siena 等 [36]报道，发现具有无融合
生殖能力的二倍体双穗雀稗。笔者认为:平邑甜茶胚
囊多数情况下由未减数的 2n=3x配子直接发育成与
母株基因相同的胚； 部分 2n配子与雄配子结合，形
成 2n+n=4x型后代；少量胚囊经减数分裂产生 n=x、
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果 树 学 报 29 卷
n=2x 两种配子，无融合生殖基因随 n=2x 配子分离；
根据本试验结果及相关报道， 在平邑甜茶的有性胚
囊发育过程中， 无融合基因是否能随 n=x 配子分离
及其是否受其他因素调控还有待于进一步研究。
4 结 论
控制平邑甜茶的无融合生殖性状的基因为显
性， 以主效单基因质量遗传为主， 也有数量遗传效
应。 A 代表无融合生殖基因，为显性；a 代表有性生
殖基因， 为隐性， 平邑甜茶的胚囊母细胞基因型为
Aaa；多数情况下，胚囊母细胞不经减数分裂，由 2n
配子直接发育成胚， 少数 2n配子与雄配子结合，形
成 2n+n=4x型后代，少数情况下，胚囊母细胞有减数
分裂行为，产生 4 种配子，即: A、a、Aa、aa，无融合生
殖基因随 n=2x配子分离。
参考文献 References:
[1] SHU Huai-rui． Theory and practice of fruits[M]. Beijing: China Agri-
culture Press，2009.
束怀瑞． 果树栽培理论与实践[M]． 北京:中国农业出版社，2009．
[2] LI Yu-nong. Researches of germplasm resources of Malus Mill [M].
Beijing: China Agriculture Press，2001.
李育农. 苹果属植物种质资源研究[M]. 北京: 中国农业出版社，
2001.
[3] DONG Wen-xuan， JING Shi-xi， XUAN Jing-hong． Studies on the
apomixis in Mallus Mill[J]． Acta Horticulturae Sinica，1996，23（4）:
343-348．
董文轩，景士西，宣景宏． 苹果属植物无融合生殖特性—文献综
述[J]． 园艺学报，1996， 23（4）: 343-348．
[4] ZHOU Zhi-qin， LI Yu-nong. Studies on the apomixis in Malus Mill-
a literature review[J]. Acta Horticurturae Sinica，1995，22（4）: 341-
347.
周志钦， 李育农. 苹果属植物无融合生殖研究进展—文献综述
[J]. 园艺学报，1995，22（4）: 341-347.
[5] YANG Feng， ZHANG Jing-e， YI Kai，LIU Zhi， RONG Zhi-xiang，
WANG Dong -mei， YAN Zhong -ye. The genetic trend of hybrid
trees from the cross between Pingyi Tiancha （Malus hupehensis var.
pingyiensis） and B9 （Malus cv. B9） [J]. Journal of Fruit Science，
2010，27（3）: 323-327.
杨锋，张景娥，伊凯，刘志，荣志祥，王冬梅，闫忠业. 平邑甜茶与
B9杂种 F1群体部分性状的遗传趋势[J]. 果树学报，2010，27（3）:
323-327.
[6] ZHANG Lei． Study on the apomictic characteristic of “pingyitiancha”
[Malus hupehensis（Pamp.） Rehd.][D]． Shenyang: Shenyang Agricul-
tural University，2004．
张蕾 ． 平邑甜茶（Malus hupehensis（Pamp） Rehd.）无融合生殖性
状的研究 [D]． 沈阳: 沈阳农业大学，2004．
[7] CHEN Zhi-juan. Studies on the reproductive and biochemical char-
acteristics in Malus[D]. Shenyang: Shenyang Agricultural University，
2007.
陈志娟. 苹果属特异种质资源的生殖与生化特性研究 [D]. 沈阳:
沈阳农业大学，2007.
[8] ANDREW S C， SYLVIA K E， ELLEN P， BRIA R J， ROSS B.
Deletion mapping of genetic regions associated with apomixis in Hi-
eracium[J]. Proceedings of the National Academy of Science of the
United states of America，2006（9）: 1-6.
[9] SHANG Yue-hui. Study on the characteristics about embryogenesis
and reproduction of the hybridized progenies from Malus hupensis
var. pingyiensis Jiang.[D]． Shenyang: Shenyang Agricultural Univer-
sity，2007.
商月惠，平邑甜茶杂交后代的胚胎发生及生殖特征研究[D]． 沈
阳: 沈阳农业大学，2007.
[10] BHOJWANI S S，BHATNAGAR S P． The Embryology of Angiosperms
[M]．（Third Edition）. VIKAS Publishing House PVT Ltd，1979: 197-
205．
[11] LAKSANA K， YOLANDA L， HU H F， HANS D J， SACCO C V，
EUGENIA R. Use of the SSLP-based method for detection of rare
apomictic events in a sexual AtSERK1 transgenic Arabidopsis popu-
lation[J]. Sex Plant Reprod，2006（19）: 73-82.
[12] NACY A E. A role of argonaute in apomixis[J]. Plant Cell， 2011（2）:
1-1.
[13] SHA Guang -li. Apomictic dwarf apple germplasm innovation [D].
Tai’an: Shandong Agricultural University，2007.
沙广利.苹果无融合生殖矮化种质创新[D].泰安:山东农业大学，
2007.
[14] WU Ya-qin，CHANG Rui-feng，CHENG He-he．The principle and
method of ploidy analysis by flow cytometry[J]． Journal of Yunnan A-
gricultureal University，2006，21（4）: 407-414．
吴雅琴，常瑞丰，程和禾. 流式细胞术进行倍性分析原现和方法
[J]． 云南农业大学学报，2006，21（4）: 407-414．
[15] ZHU Dao -yu，YANG Xiao，LI Sha -sha，FU Zhen -zhu，MAO Jun．
Application of the flow cytometry in the identification of fruit ploidy
[J]．Journal of Anhui Agri Sci，2006，34（24）:6480-6482．
朱道圩，杨宵，理莎莎，符真珠，毛俊 ．流式细胞仪在果树作物倍
性鉴定上的应用[J]．安微农业科学，2006，34（24）: 6480-6482．
[16] HAN Zhen-hai. Theory and practice on cultivation of dwarf & densi-
ty-orchard[M]. Beijing: Science Press，2011.
韩振海. 苹果矮化密植栽培-理论与实践[M]． 北京: 科学出版社，
2011．
[17] RAGHAVAN V． Double fertilization-embryo and endosperm devel-
opment in flowering plants[M]． YANG Hong-yuan translated. Bei jing:
Science Press，2007．
RAGHAVAN V． 双受精-有花植物的胚和胚乳发育 [M]． 杨弘远
译. 北京: 科学出版社，2007．
[18] MAO Bao-qin，CHENG Ming-hao，LIU Chao-ji．A research on the a-
bility of apomixis in Malus plants[J]． Journal of Southwest Agricul-
tural University，1995，17（3）: 220-223．
毛宝琴，成明昊，刘朝吉． 苹果属植物的无融合生殖能力研究[J]．
西南农业大学学报，1995，17（3）: 220-223．
[19] KRAHULCOV魥 A， SUDA J. A modified method of flow cytometric
seed screen simplifies the quantification of progeny classes with dif-
ferent ploidy levels[J]. Biologia Plantarum，2006（3）: 457-460．
[20] RICHARD D N. Sexual devolution in plants: apomixis uncloaked[J].
BioEssays，2008（9）: 798-801.
542
4 期 杨 锋等: 平邑甜茶无融合生殖基因型分析及雌配子发育模式研究
[21] FRITZ M， SANJA P， HELMUT B， LNGO S. The Inheritance of
apomixis in poa pratensis confirms a five locus model with differ-
ences in gene expressivity[J]. The Plant Cell，2005（17）: 13-24.
[22] KAUSHAL P， MALAVIYA D R， ROY A K， PATHAK S， AGRAW-
AL A， KHARE A， SIDDIQUI S A. Reproductive pathways of seed
development in apomictic guinea grass （Panicum maximum Jacq.）
reveal uncoupling of apomixis components[J]. Euphytica，2008（1）:
81-92.
[23] YANG Xiao -hong， ZHOU Zhi -qin. Anatomical characters of
apomixis development in the gynoecia of Malus xiaojinensis[J]． Jour-
nal of Fruit Science，2009，26（1）: 1-5．
杨晓红，周志钦．小金海棠雌蕊无融合生殖发育的解剖学结构观
察[J]. 果树学报，2009，2009，26（1）: 1-5．
[24] WANG Y， SHANG Y H， WANG Y X， WEI X， DONG W X. Char-
acteristics about embory development of the hybridized offspring
from pingyi tiancha [malus hupehensis （pamp） rehd var pingyiensis
jiang] and zhaai shangdingzhi [Malus baccata （L） Brokh.][J]. Acta
Horticulturea Sinaca，2008（8）: 1093-1100.
[25] MARCELINA G A， CAROLINE M， OLIVIER L， DANIEL G. Inac-
tivation of a DNA methylation pathway in maize reproductive organs
results in apomixis-like phenotypes[J]. The Plant Cell， 2010（22）:
3249-3267．
[26] ANNA M G， SUSAN D， TAKASHI O. Apomixis in hawkweed:
Mendel’s experimental nemesis[J]. Journal of Experimental Botany，
2008（5）: 1699-1707.
[27] NATALIA V L， TATIANA V， JOS魪 G S ， ANA M G， LUCIANO G.
M， JULIANA S， MARICEL P， JUAN PABLO A O， VIVIANA C E，
CAMILO L Q. Gene expression analysis at the onset of aposporous
apomixis in Paspalum notatum[J]. Plant Molecular Biology，2008（6）:
615-628.
[28] ELVIRA H， EVA M T. Introgression of apomixis into sexual species
is inhibited by mentor effects and ploidy barriers in the Ranunculus
auricomus complex[J] . Ann Bot，2009，104 （1）: 81-89．
[29] RICHARD D N. Apomixis via recombination of genome regions for
apomeiosis （diplospory） and parthenogenesis in erigeron （daisy flea-
bane， Asteraceae）[J]. Sex Plant Reprod，2006（19）: 7-18.
[30] ZHOU Xin-an. Studies on the apomixis in plant[J]. Journal of Crop，
1994（5）: 20-21.
周新安. 植物无融合生殖研究[J]. 作物杂志，1994（5）: 20-21.
[31] HONG Qi-bin， XIANG Shu-min， CHEN Ke-ling， CHEN Li-geng.
The apomixis of Citrus and Poncirus was controlled by two pair of
complementary dominant genes[J]. Acta Genetica Sinica ，2001，28
（11）: 1062-1067.
洪棋斌，向素琼，陈克玲，陈力耕 . 两对互补的显性基因控制着
柑桔属和枳属的无融合生殖[J]. 遗传学报，2001，28（11）: 1062-
1067.
[32] ZHANG Xin-zhong. Study on germplasm enhancement of horticul-
tural crops via 2n gametes[D]. Shenyang: Shenyang Agricultural Uni-
versity，2002.
张新忠. 利用 2n 配子创新园艺作物种质的研究[D]. 沈阳: 沈阳
农业大学，2002.
[33] ASKER S. The advance of apomixis in plants[J]. LI Xian-wen trans-
lated. Genetic and Breeding from Oversea，1982（2）: 1-10.
ASKER S. 植物无融合生殖研究进展[J]. 李显文译 . 国外遗传与
育种，1982（2）: 1-10.
[34] DONG Shao-zhen，YU Hong. The Malus plant and apomixis[J]. Jour-
nal of Fruit Science，1987，4（4）: 27-29.
董绍珍，俞宏.苹果属植物与无融合生殖[J].果树科学，1987，4（4）:
27-29.
[35] QUARIN C L. The nature of apomixes and its origin in panicoid
grasses[J]. Apomixis Newslett, 1992（5）: 8-15.
[36] SIENA L A， SARTOR M E， ESPINOZA F， QUARIN C L， ORTIZ J
P A. Genetic and embryological evidences of apomixis at the diploid
level in Paspalum rufum support recurrent auto-polyploidization in
the species[J]. Sexual Plant Reproduction，2008（3）: 205-215.
543