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JIA | 西北农林科技大学徐炎/刘国甜团队提出提高无核葡萄胚挽救育种效率的综合方法

已有 160 次阅读 2026-2-26 16:48 |个人分类:论文|系统分类:论文交流

葡萄(Vitis vinifera L.)作为全球重要的经济果树,兼具鲜食、酿酒与加工等多重用途,其优良品种的选育与推广对提升产业整体效益至关重要。无核葡萄作为鲜食及制干市场的重要组成部分,对推动葡萄产业发展亦具有关键作用。传统杂交育种常以有核葡萄为母本、无核葡萄为父本,其后代无核率普遍较低。然而,自1982年无核葡萄胚挽救技术出现以来,以无核葡萄作为母本已成为可能。该技术不仅丰富了杂交组合的配置,提高了后代无核比率,还有效缩短了育种周期,现已成为创制无核葡萄新种质的重要辅助手段,并广泛应用于三倍体葡萄培育及远缘杂交等领域。

目前,胚挽救技术在美国已成为选育无核葡萄新品种的主要途径,超过60%的新品种均通过该方法获得。相比之下,我国无核葡萄育种进程较为缓慢,自育品种较少,市场上流通的无核葡萄多依赖国外引种或通过生长调节剂诱导有核葡萄无核化而来。尽管研究者已对影响无核葡萄胚挽救效率的各项因素进行了系统研究,但杂种后代的平均成苗率仍仅维持在4%—12%的低位水平,难以满足规模化育种需求。因此,建立一套能够系统提升无核葡萄胚挽救育种效率的综合技术体系,对加快选育具有自主知识产权的优质无核葡萄新品种具有重要意义。

近期,西北农林科技大学园艺学院徐炎/刘国甜团队完成的题为“An integrate methods to improve the high efficiency of embryo rescue breeding in seedless grapes”的研究在Journal of Integrative Agriculture(JIA)2026年2期正式发表。

该研究以胚挽救技术为基础,选用具备优良性状及玫瑰香味的葡萄品种作为亲本,共配置了无核×有核(无核)、二倍体×四倍体、四倍体×二倍体三类杂交组合22个,系统探究了不同父母本基因型、植物激素在胚珠发育与胚萌发培养基中对胚挽救效率的影响,并对产生的畸形苗进行了挽救。

结果显示:22个杂交组合共获得杂交果粒20055颗,胚珠25969个,获得发育胚9207个,胚珠发育率为35.45%;最终成苗6091株,成苗率为23.45%。筛选出‘红宝石无核’、‘底莱特’、‘火州黑玉’、‘紫甜无核’和‘郑艳无核’为适宜母本材料;‘紫甜无核’、‘沈农香丰’、‘红旗特早’和‘瑰宝’为适宜父本材料。

其中,杂交组合‘红宝石无核×沈农香丰’和‘红宝石无核×紫甜无核’的胚挽救效率最高,胚发育率分别为55.05%和59.76%,分别获得1348株和2235株杂种后代;在MM3 + 0.2 mg·L⁻¹ IAA(吲哚-3-乙酸)胚发育培养基中添加1.0 mg·L⁻¹ ZT(玉米素)时,‘红宝石无核×紫甜无核’的胚发育率最高,达64.73%,成苗率为31.76%;在胚萌发WPM培养基中添加0.2 mg·L⁻¹ ZT + 0.2 mg·L⁻¹ IAA,杂交组合‘火州黑玉×阳光玫瑰’的萌发率达到最高,为85.71%。

此外,通过直接转化法和胚轴诱导不定芽再生途径,将3365株胚挽救畸形苗成功转化为正常苗1234株,转化率为36.67%。最终共成功移栽杂种植株4287株。

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22个无核葡萄胚挽救杂交组合育种结果

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无核葡萄胚挽救离体胚再生流程与胚挽救畸形苗的转化再利用A-I:无核葡萄胚挽救离体胚再生流程;J:无核葡萄胚挽救产生的不同类型畸形苗;①和②:代表将胚挽救畸形苗转化为正常植株的两种途径。

本研究为提高无核葡萄胚挽救育种效率提供了理论依据,并为未来无核葡萄育种计划积累了宝贵的材料。

西北农林科技大学园艺学院徐炎教授和刘国甜副教授为论文的通讯作者,西北农林科技大学园艺学院博士生为论文第一作者;新疆维吾尔自治区设施农业和特色农业研究发展中心孙峰、王勇、李玉玲老师参与了本研究。本研究得到国家葡萄产业技术体系无核种质材料创制岗位科学家项目(CARS-29-yc-3)的资助。

Cite the article:

Xi Chen, Khalid Ayesha, Xue Wen, Yanan Zhang, Mengru Dou, Kexuan Jia, Yong Wang, Yuling Li, Feng Sun, Guotian Liu, Yan Xu. 2026. An integrate methods to improve the high efficiency of embryo rescue breeding in seedless grapes. Journal of Integrative Agriculture, 25(2): 721-733.

https://doi.org/10.1016/j.jia.2025.02.042

Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报(英文)》, JIA)由中华人民共和国农业农村部主管,中国农业科学院与中国农学会主办,中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊,月刊。创刊于2002年,现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.4,位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中国科学院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。



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