全 文 ：迎复竺丝B些里丝月(月e i , i n g ) 一 ( l ) 8一 , 19 9 2
墨西哥来檬与伏令夏橙种间体细胞杂种的育性研究 -
邓 秀 新
(华中农业大学园艺系 , 武汉 , 4 3 0 0 70 )
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G m i t t e r
(美国佛罗里达大学柑桔研究及教育中心 )
墨西哥来檬 ( c `r , , , a , r a : t i f o l f a ) 叶肉原生质体与伏令夏橙 ( C . , i。 , 。 , 15 ) 悬浮细胞系原生质体
融合再生的体细胞杂种 , 移栽到土壤中 2 年后开始开花 。 该杂种花器官正常 , 每花药的花粉量比亲本
少。 醋酸洋红染色测定表明 , , 2 . ,肠 的花粉可育 ,与高值亲本相近 ,花粉发芽率为 2 1 . 2% 。 双亲的染色
体不正常现象在休细胞杂种的减数分裂中观察到 。 对第一年所挂的 呼个果之一进行解剖 , 发现果实多
汁 ,种子 6 粒 ,多胚 。
关钮词 : 柑桔 , 体细胞杂种 ,花粉育性
柑桔的多胚性 、 遗传上高度杂合以及育种
周期长 l[, 川等因素影响着有性杂交的开展 。 同
时也延缓了遗传研究的进行。 原生质体融合技
术为柑桔育种提供了有效手段 。 近 5年来 , 已
通过聚乙二醇 ( P E G ) 诱导融合方法培育出 20
多个柑桔属间及种间体细胞杂种 〔2,3 ,.5 ` ,助 。 这些
新创造的种质为柑桔遗传及育种研究提供了非
常宝贵的材料。 但是 , 对于这些体细胞杂种的
表现 , 特别是其育性 ,迄今还未见报道 。 本文所
报道的正是柑桔种间体细胞杂种的育性 观 察。
整个研究在美国佛罗里达大学柑桔研究及教育
中心完成 。
材 料 与 方 法
19 8 8 年 , G r o s s e r 等采用 p E G 诱导墨西
哥来檬 ( C i t r u , a o r a , t i f o l i a Sw i n g l e ) 叶肉原
生质体与伏令夏橙 ( c . , i , 君 n : i: [ L ] o s b e c k )
悬浮细胞系原生质体融合 。 再生的植株经染色
体 、 多种同工酶分析及叶片形态比较 ,证明为异
源四倍体体细胞杂种山 。 杂种植株自根苗盆栽
于温室中 ,其中 l 株于 19 9 。年春开花 , 花数 50
余朵 , 各观察项目均在这 1株上进行 。 与此同
时 , 在温室中盆栽了两亲本作为对照 。
1
. 花粉粒数的统计 从 10 朵即将开放
的花中采集 40 个花药 , 置于 20 m l 的小烧杯
中 , 加人 4 m l 含吐温一 20 的水 。 将花药用镊
子夹碎后 , 挤出花粉悬浮于水中。 混匀后 , 用血
球计数板统计出每花药含花粉粒多少 。
2
. 花粉活性测定 从即将开放的花中采
集花药 , 置于室温干燥器中 ,使花粉散出 。 花粉
混匀后用醋酸洋红染色 , 统计可育 (红色 )花粉
的百分率 。 与此同时 , 将花粉作发芽测定 。 培
养基为 16 % 蔗糖 十 1的 p p m 硼酸 十 0 . 8沁 琼
脂 , 28 ℃ 暗培养 18 小时后观察 。 杂种与亲本
至少各观察 5 0 粒花粉 。
.3 不正常四分体的观察 将处于四分体
时期的花蕾用卡诺氏液固定 。 检查时 , 取 l 花
药置于载玻片上 。 用镊子夹破花药壁 , 加人 1
滴蒸馏水。 盖上盖玻片后 , 在酒精灯上稍加热 ,
使小抱子处于同一平面并且在同一阱 眠质 内 ,
这样便于观察和统计 。 亲本和杂种至少各观察
D 亡 . 考 X i . x f翻 心犷 a l . : F e r t i l i r y o 至 S o m a t i` H y b r i d
o f K e y L i m e
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本文于 19 , 0年 10 月 10 日收到。
5 0 0个四分体。
4
.减数分裂观察 · 用醋酸洋红染色方法
观察了体细胞杂种及亲本的减数分裂过程 。
结 果 与 分 析
墨西哥来檬与伏令夏橙的体细胞杂种首次
开花 5 0余朵 。 花瓣 比双亲厚 ,表现出四倍体的
特点 (图版 x , l 、 3 ) 。 最后着果 4 个。 6 月 2 7 日
果实未成熟时切开其中的 1个 , 发现果汁较多 ,
果皮厚 。 . c4 m (图版 I , 2 ) , 具 , 粒饱满和 1
粒败育的种子 ; 内种皮合点端表现出来檬的特
征 『8] , 为粉红色。 种子为多胚 。 此时 , 4 个果的
平均直径为 5 . 5c 二 ,果顶平滑 。
对体细胞杂种的花粉观察结果 (表 l) 表
明 ,体细胞杂种的花粉量比双亲少 ,但花药的生
活力比双亲高 , 达 52 . 9呱。 发芽测定结果同样
显示 , 体细胞杂种的花粉萌发率 ( 21 . 2 务 ) 与高
值亲本伏令夏橙 ( 24 . 3并 )接近 。 杂种的花粉粒
直径为 31 . 1那 , 与其理论值 31 . 4产 只相差 3呱 ,
两者十分相符 (根据 D , 一 3斌瓦不五 求得理
论值 , D 、 、 D Z 、 D 3 分别为体细胞杂种及两亲本的
花粉粒直径 ) 。
表 1 亲本及其体细胞杂种的花粉现泉结果
亲本或杂种 花粉数
/花药
花粉粒
直径 拜 花粉生活力(染色 )% 花
粉萌
发 %
墨西哥来檬
伏令夏橙
体细胞 杂种
1 8 4 0 0
2 6 4 0 0
1 4 7 1 4
2 6
.
9土 2 . 3
2 2
.
6士 1。 5
3 1
。
l土 2 . 3
4呼。 5
3 2
。
4
5 2
。
9
3
.
9
2 4
。
3
2 1
。
2
从减数分裂到形成小抱子这一过程的观察
结果 (表 2 )可以看出 , 后期 一 I 具落后染色体或
染色体桥 (图版 I , 4 ) 的细胞的比例 , 体细胞
表 2 亲本及其体细胞杂种减数分裂后期 一 I及四 分体
不正常情况
后 期 一 l 四 分 休
观察细 具落后染色 观察细胞 数 体或桥 % 胞 数
}
1 56 2 1
。
2
1 26 10
。
3
12 0 , 3
。
3
10
.
3% ) 的和还高 。 中期一 I 还观察到落后染色
体 (图版 l , 5) 不正常现象 , 四分体时期 , 伏令夏
橙及墨西哥来檬正常四分体分 别 占 80 . 7务 和
84
.
4肠 , 而其体细胞杂种只有 32 . 1呱 。 在不正
常四分体中 , 可以看到 5 个小抱子 、 6 个小抱
子 ,甚至更多的情况 (图版 I , 6 ) 。
以上结果说明体细胞杂种的花粉育性并没
有因为是四倍体而不育 , 杂种表现出双二倍体
的特征 。 伏令夏橙及墨西哥来檬均为染色体结
构变异的品种 。 前者为染色体相互易位 , 后者
为染色体倒位 9[J 。 由于这种原因 , 两亲本花粉
育性均下降 , 雄性不育使它们成为小籽或无籽
品种 。它们的体细胞杂种花粉育性有所提高 ,这
似乎说明这两种染色体结构变异分别发生在不
同染色体上 。 因为 , 如果是发生在同一染色体
上 , 则在联会时会出现更复杂的情况 , 使不正常
小抱子比例提高。 正因为这两种结果变异发生
在不同的染色体上 , 加上体细胞杂种是一个四
倍体 , 其结果是某一染色体的缺陷可被另外的
3 根同源染色体弥补上 。
体细胞杂种的花粉育性与亲本相近 , 而不
正常四分体 比例却高达 67 . 9务 , 这是不矛盾的 。
因为四倍体联会时 , 不一定都是 2 / 2 配对 ,如出
现 3/ 1联会 , 有 l 条染色体因没联会 , 在随后的
分裂过程中很可能丢失 , 而形成一个不正常的
小抱子 , 成为五分体 。 这类不正常的四分体中
的小抱子并不都是败育的 , 有的小抱子由于含
有两套染色体 , 某一基因的丢失可被另一同源
染色体补偿而表现可育 。 而杂种的亲本 (二倍
体 ) , 许多外表看来是正常的四分体 , 由于染色
体结果变异 , 其中的小抱子有一些是不育的 。 总
之 , 亲本和体细胞杂种由于染色体倍性的不同 ,
使得杂种的不正常四分体 比例高于亲本 , 而花
粉育性与亲本差异不大 。
杂种为 53 . 3 务 , 比两个亲本 `分别为 21 . 2 % 和
讨 论
原生质体融合是克服柑桔珠心胚干扰的有
效方法 〔.2 , , 。 但体细胞杂种的育性一直是人们所
关注的问题 : 对于一年生作物这一点更为重要 。
(下转第 30 页 )
衰 48 9例广东汉故人 C 4的若因绷率
!
矛 l月.`基 因 基 因 数 频率 ( % )基 因 致 频串 ( % )
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0
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0
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抗原的首批调查材料 。
参 考 文 献
[ l ]
[ 2 ]
〔 3 1
I 呼 ]
赵修竹等 : 19 8 7。 自然杂志 , 1 0( 10 ) : 1 7 1。
田延武等 : 1 98 9。 遗传学报 , 1 6( 3 ) : 2 2 6。
程建华等 : 1 98 6。 上海免疫学杂志 , :6 2 1 4。
赵桐茂 : 19 8 2。 H L A 的分型原理和应用 ,上海科技出
版社 , 第 1 5` 页 。
A w d e h
,
2
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: 19 8 0
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: 19 8 5
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: 1 9 78
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. : 1 9 8 8
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1 6 5
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从表 3 、 4 可以看出 , c 4 A 3 及 C 4 BI 分别
是中国汉族人群中最常见的 C 4 A 及 c 4B 的别
型 , 广东汉族人群也不例外地是这样 。 基因频
率为 C 4 * A 3 ~ 0 . 6 3 2 7 , c 4 * 刀 1 ~ 0 . 4 , 6 9。
在 9 8个广东汉族无关的个体中 , 共检出 5
个 C 4 A 别型 : c 4 A S , A 4 , A 3 , A Z 和 A l ;
8 个 C 4 B 别型 : C 4 B , , B4 , B 3 , B z , E I , B g z ,
B 9 6 和 B 1 2 o
在本调查中发现了一例 c 4 基因 重 组 , 其
表型为 C 4 A 3 , QO , C 4 B S 、 2 、 l , 这种基因重
组可能是由于减数分裂时配对错误造成的不等
交换的结果 `幻 。
本文为中国华南地区汉族 人 M H c 一川 类
沪巨沪一一 ,一尹一~ 一~ ,一~ 一 户沪一 ~ ~ 、 目~ 沪、 归 气户`~ 、 产. 八 目产~ 一, 尸脚内“ , . 户与户、 户, 州、 州、 声 , , 、 户、 浏 ~ ~ ~ 一、 ~ 娜~ , ~一~ , ` .5一 8 .
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. : 19 8 8
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7夕: 3 97一 40 1 .
G r o , s e r
,
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. : 19 8 9
.
cS 泣。 H o r考 , 3 9 : 2 3一2 9 .
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: 19 9 0 p l a 介基
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. 刀巴卜 , 8 : 3 3 9一 3 7 4 .
G r o s s e r , J
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.
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: c i e ” c e . 2 5( 2 ) : 14 7一 , 1.
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: 19 83
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3 2 ,一 3夕3 .
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(上接第 9 页 )
通过原生质体融合所获得的一些一年生作物的
属间体细胞杂种 , 由于不育或生长不正常 叨 , 无
法应用于生产 。 柑桔是多年生木本果树 , 绝大
多数品种具有单性结实能力。 所以 , 体细胞杂
种的育性对其能否应用于生产影响不大 。 只要
植株生长正常 , 果实品质优良或具有抗性 ,就可
用无性繁殖方法加以推广应用 。
本试验表明墨西哥来檬 一与伏令夏橙的体细
胞杂种是可育的 。 这一杂种为进一步开展杂交
育种 , 培育三倍体无籽柑桔品种提供了有价值
的材料 。 目前已在进行杂交育种的工作 。
参 考 文 献
[ l ]
[ 2 〕
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: 19 88
.
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3 0
邓秀新等 : 墨西哥来檬与伏令夏橙种间体细胞杂种的育性研究 图版 I
1
. 墨西哥来檬 l亏伏令夏橙的体细胞杂种植株开始 J卜了匕 2 . 体细胞杂种果实剖而 , 白线为 1 c m ; 3 · 几黔州L}哥来檬 (左 )
与伏令夏检 ( 了r )及其体细肛哟怡种 ( ,! , ) 的 {辞阵及雌蕊 ; 4 . 减数分裂后期 l , 染色体 桥 ( 少糊 jLJ :f 来檬 ) ; 5 . 减数分裂中
期 I , 落后染色体仁旱西舒 长檬 ) : .(j 不 l眨常四分体 , 含 」个较 长 2 个较小 的小袍 J’ , 为六分休交体细胞杂种 ) 。