蘋果等薔薇科果樹自花結(jié)實(shí)種質(zhì)發(fā)掘、機(jī)制研究與應(yīng)用
一、項(xiàng)目分類
重大科學(xué)前沿創(chuàng)新、關(guān)鍵核心技術(shù)突破
二、成果簡介
薔薇科果樹如蘋果、梨、櫻桃等主栽品種多表現(xiàn)為自花授粉不結(jié)實(shí)(自交不親和性),需配罝授粉樹和人工授粉來保證生產(chǎn)。針對(duì)我國一些果園存在授粉品種配置不當(dāng)、人工授粉成本高造成生產(chǎn)成本高、坐果少、偏斜果多,損失巨大的問趣,通過持續(xù)攻關(guān),取得如下創(chuàng)新性成果:
1、探究了蘋果等薔薇科果樹自花(不)結(jié)實(shí)內(nèi)在分子基礎(chǔ)。系統(tǒng)揭示了蘋果花柱S-RNase 在 ABCF 蛋白輔助下非特異性跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入花粉管、突破硫堇蛋白 D1 介導(dǎo)的防御反應(yīng)、引起微絲骨架解聚、tRNA 氨酰化受阻導(dǎo)致花粉管生長停止的機(jī)制;此外,明確花粉膜蛋白基因 HT1 變異導(dǎo)致蘋果 ‘中蘋1號(hào)’ 自花結(jié)實(shí)的分子機(jī)制;發(fā)現(xiàn)梨‘閆莊’中 S21-RNase 基因的一個(gè)堿基突變導(dǎo)致其蛋白氨基酸變異是造成自花結(jié)實(shí)的原因;解析了‘拉賓斯’櫻桃中 S-RNase 被 SLFL 識(shí)別并泛素化降解的分子機(jī)制,為打破自交不親和性,育成自花結(jié)實(shí)品種奠定理論基礎(chǔ),理論創(chuàng)新國際領(lǐng)先。
2、研發(fā)蘋果等薔薇科果樹自花結(jié)實(shí)育種技術(shù)。全基因組關(guān)聯(lián)性分析(GWAS)獲得蘋果‘寒富’ 自花結(jié)實(shí)性 SNP 高精度分子標(biāo)記 1個(gè),‘惠’ 自花結(jié)實(shí)性 SSR 分子標(biāo)記 1個(gè),建立了自花結(jié)實(shí)蘋果分子快速預(yù)選育種體系;研發(fā)了花柱 S-RNase 快速提取技術(shù)、花粉管微絲標(biāo)記技術(shù)及花粉管核蛋白提取技術(shù),為自花結(jié)實(shí)分子育種提供了有力的技術(shù)支撐。
3、選育、推廣蘋果薔薇科果樹自花結(jié)實(shí)性品種。利用自花結(jié)實(shí)性綜合評(píng)價(jià)技術(shù)挖掘白化結(jié)實(shí)蘋果種質(zhì) 4份、梨2份、櫻桃1份;配置雜交組合,選育出自花結(jié)實(shí)優(yōu)質(zhì)蘋果‘中蘋1號(hào)’、‘岳冠’等,在北京、河北、遼寧等地示范推廣10萬余畝,經(jīng)濟(jì)效益每畝增加1000余元,有效推動(dòng)當(dāng)?shù)毓麡洚a(chǎn)業(yè)輕簡化生產(chǎn)進(jìn)程,節(jié)本增效成效顯著。
中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
2022-08-15