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荔枝、龙眼属间远缘杂种的获得及分子鉴定



全 文 :荔枝、龙眼属间远缘杂种的获得及分子鉴定
赵玉辉,胡又厘,郭印山,周 佳,傅嘉欣,刘成明 *,朱 江,张明君
(华南农业大学园艺学院,广州 510642)
摘 要: 以荔枝品种紫娘喜为父本,龙眼品种石硖、早熟龙眼、古山二号为母本,以及以紫娘喜为母本,石硖龙眼为父
本,进行了远缘杂交研究。 通过混合授粉和多组合杂交的方式,改善了属间杂交组合的不亲和性。 结果表明,在紫娘
喜×石硖、石硖×紫娘喜、早熟龙眼×紫娘喜以及古山二号×紫娘喜 4 个杂交组合中共获得杂交苗 35 株,经 SRAP-PCR
分析,在紫娘喜×石硖组合中鉴定出 2 株真杂种苗,杂种苗生长健壮,叶片宽大。 研究的形态学和分子标记分析均显
示获得了荔枝和龙眼的属间远缘杂种。
关键词: 荔枝; 龙眼; 远缘杂交; 分子鉴定
中图分类号:S667.1 S667.2 文献标识码:A 文章编号:1009-9980(2008)06-950-03
Inter-generic hybrids obtained from cross between litchi and longan cul-
tivars and their molecular identification
ZHAO Yu-hui, HU You-li, GUO Yin-shan, ZHOU Jia, FU Jia-xin, LIU Cheng-ming*, ZHU Jiang,
ZHANG Ming-jun
(College of Horticulture,South China Agricultural University,Guangzhou,Guangdong 510642 China)
Abstract: Distant hybridization between litchi and longan cultivars was made by using mixed pollens for conquering the cross
barrier between genera. Shixia, Zaoshulongyan and Gushan 2 longan cultivars were used as female crossed by lichi cultivar
Ziniangxi, and Ziniangxi was used as female crossed by Shixia longan cultivar. Total of 35 seedlings were obtained from the 4
crossed combinations, including Ziniangxi × Shixia,Shixia × Ziniangxi,Zaoshulongyan × Ziniangxi and Gushan-2 × Zini-
angxi. Identification of hybrid seedlings by SRAP-PCR showed two seedlings were real hybrid of Ziniangxi × Shixia. They are
stalwart and have spacious leaf blade, indicating the real distant hybrid of litchi and longan.
Key words: Litchi; Longan; Distant hybridization; Molecular identification
果 树 学 报 2008,25(6): 950~952
Journal of Fruit Science
远缘杂交是创造植物新种质及新品种的重要途
径,通过远缘杂交可望获得丰产、抗病虫害、抗逆性
强、风味独特的新物种或新品种,但由于不同物种间
存在生殖隔离, 导致种属间的远缘杂交常表现出杂
交不亲和性和杂种不育性。 果树的远缘杂交育种在
国内外已经取得了一些进展, 如在桃和李间杂交[1],
李和杏间杂交[2],四季秋海棠与球根秋海棠间杂交[3],
樱桃 [4-5]、猕猴桃 [6]以及柑橘类的种间杂交 [7]等,都成
功获得了远缘杂种后代, 并获得了一些很有价值的
优异种质。 荔枝和龙眼是无患子科 2种最重要的果
树,虽然属于不同的属,但在生物学习性上具有许多
相似之处,具有实现远缘杂交的可能性,并可望通过
远缘杂交改进其果实大小、果实颜色、成熟期、耐贮
性或者提高对一些病虫害的抵抗性[8]。 有鉴于此,我
们开展了荔枝与龙眼间的人工杂交, 并对获得的杂
交苗进行了鉴定, 为进一步的育种及相关研究奠定
基础。
1 材料和方法
1.1 材料
试验于 2007-2008年在华南农业大学果树种质
圃进行。试材为荔枝品种紫娘喜和龙眼品种石硖、早
熟龙眼、古山二号。配置了 4个杂交组合,即紫娘喜×
石硖、石硖×紫娘喜、早熟龙眼×紫娘喜、古山二号×
紫娘喜。
1.2 花粉的采集与处理
收稿日期: 2008-05-12 接受日期: 2008-08-21
基金项目: 国家自然科学基金(30771498,30270922);中国博士后科学基金(20070410837);广东省科技计划项目(2KM03001N);华南农
业大学校长基金(2007K055)
作者简介: 赵玉辉,女,讲师,博士,Tel: 020-85286615,E-mail:zhaoyuhui76@126.com
觹 通讯作者。 Author for correspondence. Tel: 020-85288276,E-mail: cmliu@scau.edu.cn
DOI:10.13925/j.cnki.gsxb.2008.06.035
图 1 杂种苗的 SRAP 分子鉴定(箭头标示父本特征带)
M. λDNA/ HindⅢ+EcoRⅠ;P1. 紫娘喜; P2. 石硖; 1~10. 杂交苗
Fig. 1 Molecular identification of hybrid seedlings with
SRAP(The arrows indicate the specific markers belong to
male parent)
M. λDNA/ HindⅢ+EcoRⅠ;P1. Ziniangxi; P2. Shixia; 1-10. Seedlings
of hybridization
图 2 杂种苗的 SRAP 分子鉴定(箭头标示父本特征带)
M. 200 bp DNA marker; P1. 紫娘喜; P2. 石硖; 1~10. 杂交苗; L. 龙荔
Fig. 2 Molecular identification of hybrid seedlings with
SRAP(The arrows indicate the specific markers
belong to male parent)
M. 200 bp DNA marker; P1. Ziniangxi; P2. Shixia; 1-10. Seedlings of
hybridization; L. Longli
于盛花期之前采集刚开放的父本及母本的雄
花,在实验室内剪取花药置于干燥器中充分干燥,待
花药开裂后用 400 目不锈钢筛筛出纯净花粉并于 4
℃保存。 将用于混合授粉的母本花粉置于紫外灯下
照射 12 h 以上,待其完全失去发芽力后与父本花粉
混合,用于对母本植株的授粉。
1.3 杂交授粉
对母本植株于花穗期套袋, 去除即将开放的雄
花,于雌花的始花期至谢花期进行多次人工授粉,并
分别在谢花后 7、30 和 50 d 喷 2,4-D(4 mg/L)进行
保果,待果实成熟后取出种子播种。
1.4 杂种实生苗的鉴定
采用 CTAB法提取杂交苗及亲本幼叶的基因组
DNA,经电泳检测 DNA 的质量和浓度后,用 SRAP
分析方法对杂交苗进行真假杂种鉴定,SRAP 扩增
的体系和及程序参照 Li等[9]。
2 结果与分析
2.1 荔枝与龙眼属间杂交的亲和性
荔枝与龙眼虽然是分类学上不同的属, 但在生
物学习性上比较相似。本试验中,经过混合授粉和保
果处理后,初期的坐果情况还比较好,但最终只获得
了少量成熟果实,说明两个属间(特别是某些杂交组
合间)的杂交亲和性尚可,但杂种胚的发育可能存在
问题。 本研究共获得杂交种子 90粒,播种后得到杂
交苗 35 株。 其中紫娘喜×石硖组合 10 株,石硖×紫
娘喜组合 9 株,早熟龙眼×紫娘喜组合 15株,古山二
号×紫娘喜组合 1株。
2.2 杂种苗的 SRAP分子标记鉴定
对 40对引物进行筛选, 获得 12对能够在双亲
间扩增出父本特异带的引物组合,用这 12 对引物对
4 个杂交组合的杂交苗进行 SRAP 扩增,其中,引物
me3 (5’TGAGTCCAAACCGGAAT3’) -em13 (5’
GACTGCGTACGAATTGGT3’) (图 1) 和引物 me1
(5’TGAGTCCAAACCGGATA3’) -em1 (5’GACT-
GCGTACGAATTATT3’)(图 2) 在紫娘喜×石硖组合
的杂交苗中有 2个单株出现稳定、 清晰的父本特异
带,表明这 2个单株是紫娘喜×石硖的真杂种。 另外
在 2 个真杂种单株中都出现了部分双亲没有的条
带, 说明在杂种的产生过程中双亲基因组发生了渐
渗作用。
2.3 属间杂种苗的叶片形态观察
田间观察 2株真杂种苗, 发现它们较其它同批
杂交苗生长旺盛,植株高大,叶片宽大。 与亲本叶形
对比,杂种苗的叶尖、叶背和叶脉等性状偏向母本紫
娘喜,但平均叶长、叶宽则显著大于紫娘喜。 叶形指
数较双亲小(表 1,图版 A~C)。
3 讨 论
荔枝和龙眼均为华南地区重要的果树种类,分
属于无患子科的荔枝属和龙眼属。 它们在果实成熟
杂种及亲本
Hybrid and its parents
叶片长
Length (cm)
叶片宽
Width (cm)
长度/宽度
Length/ width
紫娘喜 Ziniangxi
石硖 Shixia
杂交苗 A Hybrid A
杂交苗 B Hybrid B
8.24
15.33
10.91
13.42
2.26
4.31
3.31
4.52
3.65
3.56
3.30
2.97
表 1 杂种与其亲本的叶形比较
Table 1 Comparison of leaf shape between hybrid
and its parents
6 期 赵玉辉等: 荔枝、龙眼属间远缘杂种的获得及分子鉴定 951
期、果实大小、抗逆性等方面带有很多互补的有利基
因,如果能将荔枝与龙眼的基因进行相互交流,将对
荔枝和龙眼的种质改良与创新产生深远的影响 。
Mcconchie等[8]曾经进行过荔枝与龙眼的属间杂交研
究,对比了荔枝和龙眼分别作为父本时,花粉在雌蕊
柱头的萌发情况。结果表明荔枝作为母本,龙眼作为
父本,授粉后花粉能够萌发并生长到雌蕊子房内,而
以龙眼作母本,荔枝为父本时,花粉管极少能生长到
雌蕊子房内。最终在荔枝为母本,龙眼为父本组合中
获得了 6株实生苗, 并通过同工酶鉴定出了荔枝与
龙眼的属间真杂种。 我们的研究也得到了相似的结
果,在以荔枝为母本,龙眼为父本的组合获得了较多
的后代实生苗, 并通过 SRAP 分子标记鉴定出其中
的 2株为属间真杂种,对于龙眼为母本,荔枝为父本
的杂交,我们正在加大力量进行研究,已进行了大量
的杂交授粉,争取能够获得属间杂交后代。目前我们
获得的杂种实生苗已经移栽到大田,生长状态良好,
应具有较好的育种利用价值。
不同亲本组合的杂交亲和性有较大差异, 对比
4 个组合, 只有紫娘喜荔枝和石硖龙眼的亲和性较
好,真杂种苗的获得率较高,因此,2008 年我们已扩
大了该双亲正反杂交的数量。
在远缘杂交工作中, 除了交配不亲和性的影响
之外,杂种的不育性,特别是杂种胚的早期败育也是
导致难以获得杂种苗的重要原因。本试验中,混合授
粉对改善交配亲和性有较好的效果, 初期的坐果较
多,但最终的成果率却相当低,说明杂种胚存在早期
夭亡的情况,基于这一事实,在荔枝龙眼属间杂交工
作中应积极开展胚挽救工作, 更好地克服远缘杂种
胚的不育性[1,2,4-6]。
远缘杂种的早期鉴定与选择是远缘杂交育种的
重要环节,特别是荔枝和龙眼都具有花性复杂、多批
次开花的特点, 很容易发生自交而产生假杂种,因
此,对杂交苗进行早期鉴定是十分必要的。本研究采
用 SRAP 分子标记对杂交苗进行了鉴定, 很好地解
决了这一问题,结合田间形态学观察,我们基本上
能够确认目前已获得了 2 株属间杂种。 (本文图版
见封 3)
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