沙田柚（Citrus grandis Osbeck.cv.Shatianyou）为我国优良的柚类栽培品种,目前用于生产栽培的均为二倍体,国内外只有少量沙田柚多倍体研究材料。沙田柚品质优良,营养价值高,唯种子多为其美中不足。本课题前期培育了沙田柚的同源四倍体材料,欲将其用于少核育种,因此,其一观测其生物学特性研究判断其是否成为种子数减少的优系,其二考察其育性为其作为培育少核（无核）三倍体的亲本材料提供基础。主要研究结果如下:1、连续两年从植株形态、叶、花、果实和种子等方面对沙田柚同源四倍体（Y32柚和Y1柚）的生物学特性进行了观察。与二倍体沙田柚比较,多数性状相近,生长旺盛,成枝力强,具实生柑橘的多刺特点,种子单胚。但Y32柚和Y1柚的植株表现出叶片颜色更加浓绿、春梢增粗、刺的长度增长、叶片厚度增加、叶形指数减小、花器官更大、花瓣厚度增加、果皮变厚的多倍体具有的明显特征。Y32柚的可滴定酸明显高于沙田柚,口感不及沙田柚。Y32柚和Y1柚的自然结果的种子数比沙田柚自然结果的正常种子数少,且饱满大种子数明显少于沙田柚,种子出现败育现象。2、对其进行减数分裂观察并对花粉进行了电镜扫描和活力检测。Y1柚减数分裂过程与沙田柚大致一致,但在减数分裂终变期出现单价体和五价体,异常情况比沙田柚多,且异常率高于沙田柚。Y1柚花粉形态存在异常情况,花粉的形态和大小与沙田柚都存在差异,进一步检测花粉活力,可知Y32柚和Y1柚的花粉活性都低于沙田柚。通过石蜡切片发现Y1柚授粉前后的胚囊发育相对正常,出现单核胚囊、二核胚囊以及多核胚囊,授粉后也出现双受精现象,说明花粉穿柱成功,但也出现胚囊退化现象,这可能影响合子胚发育。3、沙田柚是配子体高度自交不亲和品种,在花粉原位萌发及穿柱情况观察中发现,Y1柚的花粉能够在柱头上正常萌发,并没有出现沙田柚自交的胼胝质沉积,说明Y1柚可能并不具有自交不亲和性。对Y1柚和沙田柚授粉前后的花进行自交不亲和基因荧光定量表达分析,发现Y1柚的S-RNase基因和SRK基因授粉前表达量高于沙田柚,而授粉后Y1柚的这两个基因表达量低于沙田柚。4、连续两年以Y32柚、Y1柚、沙田柚和改良橙为亲本进行授粉杂交,杂交组合为Y1柚×沙田柚、Y1柚×改良橙、沙田柚×Y1柚、沙田柚×Y32柚、沙田柚×改良橙、Y32柚人工自交和Y32柚天然自交。Y32柚和Y1柚作为父本与沙田柚杂交时,沙田柚×Y32柚具有较多的饱满种子数,且坐果率高于沙田柚×Y1柚,说明Y32柚比Y1柚适合做父本。创制了沙田柚同源多倍体的多种倍性的种质资源,可为柑橘遗传和育种研究提供新材料。综上所述,沙田柚同源四倍体的生物学特性与沙田柚二倍体有差异,雄配子育性不及沙田柚,但仍能在柱头正常萌发,自交不亲和能力比沙田柚弱,具体是否由于多倍化后导致基因沉默等原因还需深入研究。沙田柚同源四倍体种子败育的原因可能与胚囊发育及合子胚发育有关,有待进一步研究。