文档介绍：华中农业大学
博士学位论文
人工合成芸苔属异源六倍体及其稳定性研究
姓名:田恩堂
申请学位级别:博士
专业:发育生物学
指导教师:孟金陵
201007
应的芸苔属二倍体物种进行种间杂交�覥�罛�珺��链樱珹��罜�及随×���钅训耐揪妒恰按覥�罛�薄R虼耍�臼笛槭已∪癇��罙�途径作摘要包含有芸苔属三个基本基因组的六倍体物种�栊鍮��谧匀唤缰胁⒉淮嬖冢��异源多倍体在植物进化过程中扮演着重要的角色,在生长活力及环境适应性方面比低倍性物种具有更强的优势。但是,由于生值隔离和染色体稳定性的原因,像普通小麦和燕麦等高倍性作物在自然界中并不常见。芸苔属在自然界中包含有三个二倍体物种��蜃槲#篈�珺�虲�及三个四倍体体物种��蜃槲#篈�����和����渲忻恳桓鏊谋短逦镏志�丛从诹礁龆杂Χ�短逦镏值慕岷稀6�此人工合成芸苔属异源六倍体材料对于芸苔属生物学及作物育种均具有重要的意义。人工合成芸苔属异源六倍体的途径有很多,其中以芸苔属异源四倍体物种与对后染色体加倍的方法最为可行与高效。本实验室先后对三种人工合成六倍体的途径进行了尝试,结果显示途径“��×��钊菀谆竦昧�短搴蟠��浯问恰癆��为人工合成芸苔属异源六倍体材料的主要途径。��年,利用��莅=娌牧嫌��份白菜型油菜进行广泛种间杂交,总共完成��鲈咏蛔楹瞎布���个杂交花朵,平均杂交亲和性为����钪盏玫���粒三倍体���咏恢肿印@�帽硇图�ā�染色体计数、分子标记筛选等技术对三倍体杂种后代的假杂种进行了排除,总共获得了��株三倍体真杂种幼苗。利用秋水仙素滴定茎尖加倍技术,有�.�サ娜�短�真杂种幼苗的整株或分支得到了加倍,总共收获包含��銮妆驹咏蛔楹系���隽�倍体第一代��单株。六倍体���ブ甑慕枪��栽谥晗导浼爸晗的诰�硐殖鼋洗蟊湟欤�虼搜∪∮�性较好的来源于��鲈咏蛔楹系��个�代株系作为进一步研究用材料。在�代株系的后代中,进一步进行了表型和育性筛选并选取出��个�代单株进行染色体数目鉴定工作,结果显示六倍体�代染色体表现出极大的不稳定性。�%左右的�代单株变成了非整倍体,非整倍体染色体数目在������之间变化。仅有�个�%���ブ耆匀皇橇�短宓ブ����,这些整倍体单株来源于�个亲本杂交组合。�个杂交组合中,�.�サ淖楹现徊��个整倍体单株,约有�.�サ淖楹喜�生了��个整倍体单株。而组合��癈�中分别得到了�及�个六倍体单株,明显摘要
多于其他组合,这可能是两个亲本特异结合的结果。六倍体�捍�ブ甑娜旧�逦榷ㄐ院艿停��孀攀来�脑黾佑辛撕艽蟪潭鹊奶岣撸�在�4�虷。代中分别为�.�ズ���%。在同一个世代的不同组合中,六倍体单株的比率表现出较大的变异,这有利于通过不同六倍体组合之间的杂交来筛选染色体稳定性更高的六倍体材料。伴随着六倍体染色体稳定性的不断提高,其�代的花粉育性及角果育性普遍高于�4�⒈硐殖龈�蟪潭鹊谋湟臁4送猓琀。代中六倍体单株的比率与�4�癏��幕ǚ塾�浴���牧�短宓ブ甑谋嚷示�硐殖隽讼灾�南喙匦裕�砻�了六倍体单株比率向后代的传递性及进一步提升六倍体育性的可能性。六倍体早期世代中,不仅染色体稳定性和育性有了很大程度的提高,性状表现也明显不同于埃芥和白菜亲本。在�一�年及�—�年,分别对�个六倍体组合的埃芥与白菜型油菜亲本及�代、�代及�代的�个田间性状进行了考察。结果显示两年的数据重复性很好:总共�个性状中,只有�一�年株高、干物重、全株角果数性状显著高于�—�年,表明六倍体性状的总体稳定性。而六倍体性状在同一年不同世代之间则未发现显著差异。与双亲性状相比较,六倍体后代的高亲性状比例高达�.�ィ�嗨瓢=媲妆拘宰幢嚷饰���%,低亲性状比率为�.�ィ�嗨瓢撞饲妆竞椭�亲性状比率均为��%。此外,我们在�—�年迸~步考察了六倍体�代的小区产量及干物重性状,六倍体材料的小区平均产量显著高于其五倍体后代,低于双亲及甘蓝型油菜对照;六倍体材料的干物重显著高于双亲及甘蓝型油菜,仅略低于五倍体材料。为了解六倍体染色体稳定性的调控因素并为六倍体的稳定性的快速提高寻找可行的途径,本实验利用细胞学与分子标记技术对引起六倍体后代染色体不稳定性机制进行了解析。细胞学结果显示,六倍体的染色体在�代和�代配对不正常,能够产生大量的落后染色体及染色体提前分离现象,并且能够出现大量的多价体及单价体现象。在�代的减数分裂中期,二价体的平均数目仅为�.�,并伴随有大量的多价体和单价体,而六倍体的染色体配对构型在�4�辛艘欢ǖ母纳疲��缍�厶宓�数目平均提高了����ゼ厶逵攵嗉厶宓氖�恳灿辛瞬煌�潭鹊慕档汀R虼肆�短�大量多价体和单价体的出现可能是导致其染色体不稳定的主要因素。此外利用��对���锓治鲕刻κ粢煸戳�短錋、�虲三个基因组的稳定性,发现�虲基因