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大白菜与诸葛菜属间杂交及杂种的细胞遗传学分析

作　者: 乔海云
导　师: 孙日飞
学　校: 中国农业科学院
专　业: 蔬菜学
关键词: 大白菜诸葛菜远缘杂交胚挽救基因组原位杂交(GISH) 细胞遗传学
分类号: S634.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

远缘杂交在一定程度上打破了物种间的界限,人为的促进不同物种的基因渐渗和交流,是将有利性状转入目标材料从而获得新物种的有效途径,是引进外源基因、创造变异较多的方法之一。通过这种育种手段,已将一大批优异或特异性基因从野生种或近缘属、种转入芸薹属栽培种。诸葛菜（Orychophragmus violaceus（L.）O.E.Schulz,OO,2n=24）是十字花科诸葛菜属的一个种,主要作为观赏植物栽培,它具有许多优良的农艺性状,耐寒、耐阴、蛋白质含量高、种子油份好,具有高含量的不饱和脂肪酸和低含量的芥酸。目前有关研究多侧重于利用诸葛菜来改良芸薹属植物中油菜的油份品质,对诸葛菜其他优良性状的研究较少。本实验室研究表明,诸葛菜高抗霜霉病。霜霉病是大白菜三大病害之一,严重影响着大白菜的产量,是大白菜育种中亟待解决的问题,而目前现有的大白菜种质资源在很多方面难以满足多方向育种的需要,因此,为改良大白菜的遗传背景,获得大白菜新的抗病种质资源,本研究进行了大白菜与诸葛菜的属间杂交,并对创建的大白菜与诸葛菜属间杂种F₁进行植物学性状调查、普通细胞学及基因组原位杂交分析,初步探讨大白菜与诸葛菜杂交的亲和性。主要结果如下:1.大白菜与诸葛菜常规有性杂交,正反交均没有获得种子,采用人工去雄重复授粉和胚挽救技术,获得了7个组合共计31株F₁,杂种获得率提高到了51.6%。胚挽救过程中,不同发育时期的胚珠培养成活胚珠数有明显的差别,授粉后10d是胚珠培养的最佳时期。大白菜与诸葛菜正反交亲和性不同,大白菜为母本的亲和性较高。在大白菜为母本的正交组合中,不同的杂交组合获得杂种的概率不同,杂种获得率与母本基因型有关。2.通过形态学观察、育性调查、细胞学鉴定确定31株F₁杂种植株中15株具有12条诸葛菜染色体,1株具有13条诸葛菜染色体,均为真杂种。形态学观察表明,16株杂种F₁的植物学性状介于双亲之间,花粉败育。细胞学鉴定及GISH分析发现,15株杂种植株体细胞具有22条染色体,其中12条为诸葛菜染色体;1株杂种403×565例外,体细胞具有23条染色体,其中13条为诸葛菜染色体。3.通过普通细胞学方法和GISH技术研究发现,大白菜与诸葛菜杂种F₁减数分裂染色体不能正常配对造成F₁不育。杂交种减数分裂为同时型胞质分裂,且在减数分裂后期观察到异常的染色体行为,杂种花粉母细胞染色体在后期Ⅰ和后期Ⅱ不均等分离,存在落后染色体和多极分离现象。减数分裂中期Ⅰ染色体配对以单价体为主,染色体的平均配对构型为11.82Ⅰ+4.61Ⅱ+0.19Ⅲ+0.08Ⅳ。GISH分析发现染色体部分同源配对主要发生在大白菜染色体和诸葛菜染色体之间。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-13
第一章绪论  13-22
  1.1 芸薹属植物的远缘杂交研究概况  13-14
  1.2 远缘杂交的生殖障碍及克服方法  14-17
    1.2.1 远缘杂交的生殖障碍  14-15
    1.2.2 克服方法  15-17
  1.3 远缘杂种的鉴定  17-19
    1.3.1 形态学鉴定  17
    1.3.2 细胞学鉴定  17-18
    1.3.3 基因组原位杂交(GISH)分析  18-19
  1.4 远缘杂种细胞遗传学特点的研究  19
    1.4.1 染色单体和多价体的大量存在  19
    1.4.2 染色体桥和染色体落后现象  19
  1.5 远缘杂交在育种中的重要作用  19-21
    1.5.1 创造作物新类型  19-20
    1.5.2 创造雄性不育新类型  20
    1.5.3 提高作物的抗病性和抗逆性  20
    1.5.4 改良作物品质  20-21
    1.5.5 诱导单倍体  21
    1.5.6 研究生物进化  21
    1.5.7 利用杂种优势  21
  1.6 本研究的目的和意义  21-22
第二章大白菜与诸葛菜属间杂种的获得  22-25
  前言  22
  2.1 材料与方法  22-23
    2.1.1 材料  22-23
    2.1.2 方法  23
  2.2 结果与分析  23-24
    2.2.1 不同取材时期对杂种胚生长的影响  23
    2.2.2 大白菜与诸葛菜杂交F_1植株的获得  23-24
  2.3 讨论  24-25
第三章大白菜与诸葛菜杂种F_1的鉴定  25-43
  前言  25
  3.1 材料与方法  25-27
    3.1.1 材料  25
    3.1.2 亲本及F_1植株形态学观察  25
    3.1.3 花粉育性鉴定  25-26
    3.1.4 普通细胞学观察  26
    3.1.5 基因组原位杂交鉴定  26-27
  3.2 结果与分析  27-41
    3.2.1 大白菜与诸葛菜杂种F_1的形态特征  27-38
    3.2.2 杂种F_1的育性鉴定  38
    3.2.3 杂种F_1的普通细胞学鉴定  38-40
    3.2.4 基因组原位杂交分析  40-41
  3.3 讨论  41-43
    3.3.1 杂种F_1花冠颜色的偏母性  41-42
    3.3.2 杂种F_1染色体的组成  42
    3.3.3 杂种F_1的育性  42
    3.3.4 形态学、细胞学、GISH鉴定结果的比较  42-43
第四章大白菜与诸葛菜属间杂种F_1的染色体行为观察  43-48
  前言  43
  4.1 材料与方法  43-44
    4.1.1 材料  43
    4.1.2 方法  43-44
  4.2 结果与分析  44-47
    4.2.1 减数分裂后期染色体的分离  44-45
    4.2.2 杂种花粉母细胞染色体的配对  45-46
    4.2.3 GISH分析杂种F_1减数分裂过程中的染色体行为  46-47
  4.3 讨论  47-48
    4.3.1 大白菜和诸葛菜属间杂种F_1育性与减数分裂  47
    4.3.2 大白菜与诸葛菜之间的亲缘关系  47-48
第五章讨论与结论  48-50
  5.1 属间杂交亲和性的细胞质效应  48
  5.2 大白菜与诸葛菜属间杂种F_1的染色体行为  48
  5.3 杂种遗传稳定与利用的途径和方法  48-49
  5.4 结论  49-50
参考文献  50-56
附录  56-61
致谢  61-62
作者简历  62

大白菜与诸葛菜属间杂交及杂种的细胞遗传学分析

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