[发明专利]一种提高苹果砧木无融合生殖率和苗木整齐度的方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种提高苹果砧木无融合生殖率和苗木整齐度的方法，属于果树苗木生产领域。

二、背景技术

作为世界四大果树之一的苹果，是温带地区的主要栽培树种；在果树生产中，栽培果树的树体是接穗和砧木的嫁接复合体，砧木在苹果等果树的苗木生产中不可缺少。目前在果树生产中常用的砧木主要有种子实生砧木和无性系砧木两大类，实生砧一般来自野生苹果（如八棱海棠和怀来海棠等）的杂交种子，遗传分离严重，苗木不整齐，无性系砧木虽然生长整齐，但立地性和抗性差。

植物的无融合生殖是有性生殖的一种变异，其产生的后代遗传背景与母本一致，不发生性状分离。苹果属植物中部分种类（如湖北海棠、沙金海棠和小金海棠等）具有无融合生殖特性，特别是湖北海棠中的平邑甜茶，在山东等苹果主产区被用作砧木，种子繁殖容易，耐荫性好，抗涝能力强，嫁接苹果亲和力强，具有高度的应用价值。

但这些苹果属植物均进行兼性无融合生殖，且花期的温度和光照等环境因子对无融合生殖率的影响很大，多变的花期气候造成无融合生殖率不稳定，导致无融合生殖种子的比例降低，苗木的整齐度受到很大影响。所以，无融合生殖苗木整齐度的不稳定已经成为限制其在生产中广泛应用的障碍，急需研发提高无融合生殖率和苗木整齐度的技术。

三、发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种提高苹果砧木无融合生殖率和苗木整齐度的方法，是一种适用于具有无融合生殖特性苹果砧木的方法。

在自然条件下，无融合生殖率受环境影响很大，从而导致无融合生殖种子的比例降低，苗木生长不整齐，影响其应用价值。本发明经过研究发现，当苹果属无融合生殖砧木（如平邑甜茶、沙金海棠）的树体处于盛花期时，将石硫合剂用喷雾器直接喷洒盛开的花，并喷洒到柱头上，在授粉受精完成前杀死或明显抑制柱头活性。利用石硫合剂缩短柱头寿命，从而提高无融合生殖率的技术简单实用，可以在苹果无融合生殖砧木种子生产中进行应用。

一种提高苹果砧木无融合生殖率和苗木整齐度的方法，是在苹果花授粉受精完成前，用浓度为1.0波美度的石硫合剂喷施盛花期的苹果花，每天早晨或傍晚喷1次（均匀喷施花朵，至花瓣湿润且液体不滴落），连续喷施3天。

本发明的有益效果

将石硫合剂喷施到苹果花上时，柱头活性降低，严重时发生萎蔫，缩短了柱头寿命，从而缩短授粉受精的有效时间，限制了胚囊的受精，使具有无融合生殖特性的苹果的2N胚囊逃避了受精过程，未受精的2N胚囊通过单性生殖途径形成无性种子。即通过使用石硫合剂降低柱头寿命，缩短授粉时间，从而提高具有无融合生殖特性的苹果砧木种子的无融合生殖率和苗木整齐度。

四、具体实例方式

实施例1

为了研发提高无融合生殖率的技术，本实施例首先以三倍体的平邑甜茶为例，研究了其无融合生殖的特性，研究对照为同为三倍体的有性生殖栽培品种乔纳金。

1、2N胚囊发育迟滞是苹果属植物无融合生殖的关键发育事件

激光共聚焦显微镜发育生物学观察发现，与同为三倍体的有性生殖苹果栽培品种乔纳金相比，平邑甜茶的胚囊发育严重滞后，在盛花期，乔纳金形成八核胚囊，受精后形成有性杂种，此时绝大多数的平邑甜茶胚囊还远未成熟，当其胚囊成熟时，柱头已经衰老并失去授粉能力，从而使平邑甜茶的2N胚囊逃避了受精过程，未受精的2N胚囊通过单性生殖途径形成无性的无融合种子。

同时，小金海棠和沙金海棠等其它无融合生殖蔷薇科植物也发现了类似的现象，表明通过胚囊发育迟滞逃避授粉受精是蔷薇科植物无融合生殖形成的关键发育事件，基于此，本发明旨在研发一种提高无融合生殖率和苗木整齐度的技术。

2、离体试验中调控柱头寿命影响2N胚囊成熟比例

在历年以平邑甜茶做母本的杂交中，获得的杂种率受环境温度影响很大，开花前后的温度骤降能够极大地提高杂种率，如2001年花期的平均气温比1999年低2度左右，花期延长5天左右，在环境温度低而花期延长的情况下，会有更多的2N配子在花期成熟，从而导致杂种率上升。结果发现，2001年的杂种率达到了21.96%，而1999年只有9.5%。

为确定花期温度对柱头寿命和胚囊发育的影响，将水培的平邑甜茶离体花枝置于不同温度的培养箱中，培养试验发现，低温能够明显提高柱头的寿命，延长授粉时间，同时，柱头失活前成熟2N胚囊的比例大大提高（表1），预计可以提高杂种率。

表1花期温度影响平邑甜茶和沙金海棠的柱头寿命和胚囊发育

3、田间试验中缩短柱头寿命提高无融合生殖率和苗木整齐度