诸葛菜与芸苔属三个四倍体栽培种杂种的分子细胞遗传学研究

论文题目: 诸葛菜与芸苔属三个四倍体栽培种杂种的分子细胞遗传学研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 作物遗传育种

作者: 华玉伟

导师: 李再云

关键词: 埃塞俄比亚芥,甘蓝型油菜,芥菜型油菜,诸葛菜,非整倍体,基因组原位杂交,扩增片段长度多态性,渗入

文献来源: 华中农业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 在植物远缘杂交中已报道了假配生殖、半配生殖、不减数配子、染色体消除、染色体加倍、亲本染色体在空间上的分开排列等几种特殊染色体的行为，特别是最近在芸薹属(Brassica) 栽培种与诸葛菜(Orychophragmus violaceus(L．)O．E．Schulz．，2n=24)的属间杂交中观察到亲本染色体组在杂种细胞分裂中的完全和部分分开现象。为了进一步研究染色体组分开现象发生的机制、为该现象的发生提供分子和分子细胞学证据，本研究重新合成了三个芸薹属栽培四倍体种甘蓝型油菜(Brassica napus L．，2n=38，染色体组为AACC)、芥菜型油菜(B．juncea(L．)Czern & Coss．，2n=36，AABB)和埃塞俄比亚芥(B．carinata A．Braun，2n=34，BBCC)与诸葛菜的属间杂种，并利用基因组原位杂交(Genomic in situ hybridization，GISH)和扩增片段长度多态性(Amplified fragment length polymorphism，AFLP)方法对这些杂种及后代的基因组及染色体组成进行了分析。主要结果如下： 1、在埃塞俄比亚芥(GO-7)×诸葛菜的组合中，获得来自25个胚的F1再生植株。根据子房染色体数的数目和形态观察，这些F1植株可分为三类：第一类2n=24-35、第二类2n=20-34和第三类2n=17-34。所有F1植株的子房细胞具有不同数目的染色体，即F1植株为混倍体，但所有F1植株内没有超过34条染色体的细胞，且以2n=34的细胞为主，只是第一类中的唯一植株的部分细胞具有2n=35，但多出的一条为小染色体；大部分花粉细胞(PMCs)在终变期具有17个二价体和在后期Ⅰ表现17：17的分离，这与母本‘GO-7’的减数分裂行为相似。第一类唯一植株的部分PMCs也具有2n=35，在终变期形成17Ⅱ+1Ⅰ，在后期Ⅰ以17：17并附加1到2条落后染色体的方式分离，即小染色体以单价体形式出现或在后期落后与提前分裂。用黑芥(B．nigra(L．)Koch，2n=16，BB；埃塞俄比亚芥的祖先种之一)和诸葛菜基因组DNA的探针同时分析了22个F1单株中具有不同染色体数目的子房细胞，结果表明在具有不同染色体数的细胞中没有整条诸葛菜染色体，而在所有2n=34和35的细胞中都检测到了16条来自黑芥B基因组的染色体，而在2n＜34的一部分细胞中同样检测到了16条B基因组染色体；另一部分2n＜34的细胞中虽然只检测到了部分B基因组的染色体，但在这些细胞中来自埃塞俄比亚芥的另一个祖先种甘蓝(B．oleracea L．，2n=18，CC)C基因组染色体的丢失的频率要高于B基因组染色体。同样，在PMCs中也未检测出整条诸葛菜的染色体。所有具有17和16个二价体的

论文目录:

摘要

Abstract

1 文献综述

1.1 植物远缘杂交中特殊染色体行为

1.1.1 假配生殖

1.1.2 半配合

1.1.3 不减数配子

1.1.4 染色体消除

1.1.5 染色体加倍

1.1.6 亲本染色体的区域分布

1.1.7 染色体组分开

1.2 植物远缘杂交遗传渗入研究进展

1.2.1 遗传渗入分子生物学研究

1.2.1.1 遗传渗入片段的结构

1.2.1.2 遗传渗入片段频率

1.2.1.3 遗传渗入片段对受体基因组的影响

1.2.2 遗传渗入的机制

1.2.3 遗传渗入的应用

1.2.3.1 渗入系的创建

1.2.3.2 遗传渗入基因的异位表达

1.2.3.3 植物转基因技术的创新

1.2.3.4 生态安全性研究

1.2.3.5 杂交组配研究

1.3 植物非整倍体研究进展

1.3.1 非整倍体的分类

1.3.2 非整倍体的获得

1.3.2.1 种内非整倍体

1.3.2.1.1 三体

1.3.2.1.2 单体

1.3.2.1.3 缺体

1.3.2.1.4 缺体-四体

1.3.2.2 种间非整倍体

1.3.2.2.1 异附加系

1.3.2.2.2 异代换系

1.3.2.2.3 易位系

1.3.3 非整倍体的应用

1.3.3.1 特异染色体文库的构建及染色体特异性片段的克隆

1.3.3.2 研究基因组的构成

1.3.3.3 物理图谱的构建

1.3.3.4 基因的异位表达

1.3.3.5 基因或DNA序列的染色体定位

1.3.3.6 着丝粒的定位

1.3.3.7 指定遗传连锁群至相应的染色体

1.3.3.8 单条染色体的遗传连锁群创建

1.3.3.9 基因的剂量效应研究

1.4 分子细胞遗传学研究方法的研究进展

1.4.1 染色体微切割和微克隆

1.4.2 光谱核型

1.4.3 荧光原位杂交

1.4.3.1 DNA纤维荧光原位杂交

1.4.3.2 三维荧光原位杂交

1.4.3.3 比较基因组杂交

1.4.3.4 阵列比较基因组杂交

1.4.4 引物原位标记

2 芸薹属四倍体栽培种与诸葛菜属间杂种及后代的遗传分析

2.1 引言

2.2 材料和方法

2.2.1 材料

2.2.2 胚挽救

2.2.3 花粉的可染性

2.2.4 AFLP分析

2.2.5 基因组DNA的提取和探针的标记

2.2.6 细胞学及基因组原位杂交分析

2.3 结果

2.3.1 埃塞俄比亚芥与诸葛菜杂种

2.3.1.1 F_1植株及其后代的形态学特征

2.4.1.2 F_1植株的分子细胞遗传学特征

2.4.1.3 F_2植株的细胞学及分子细胞学特征

2.4.1.4 F_1植株的AFLP指纹分析

2.3.2 甘蓝型油菜与诸葛菜杂种

2.3.2.1 F1植株形态及分子细胞遗传学

2.4.2.2 F2形态及细胞学

2.4.2.3 F1植株及其后代脂肪酸分析

2.4.3 芥菜型油菜与诸葛菜杂种

3 甘蓝型油菜非整倍体的细胞遗传学分析

3.1 引言

3.2 材料与方法

3.2.1 材料

3.2.2 小孢子培养

3.2.3 遗传距离分析

3.3 结果

3.3.1 甘蓝型油菜超倍体的形态和细胞学特征

3.3.1.1 2n=42植株及其后代的形态和细胞学

3.3.1.2 2n=39、40植株的形态和细胞学

3.3.2 甘蓝型油菜亚倍体的形态和细胞学特征

3.3.2.1 2n=28小孢子再生植株及其后代的形态和细胞学

3.3.2.2 2n=30小孢子再生植株及其后代的形态和细胞学

3.3.2.3 2n=34植株及其后代形态和细胞学

3.3.2.4 2n=36植株及其后代形态和细胞学

3.3.2.5 2n=37植株及其后代的形态和细胞学

4 讨论

4.1 芸苔属四倍体种与诸葛菜混倍体杂种形成的可重复性

4.2 芸苔属四倍体种与诸葛菜混倍体杂种的形成机制

4.3 芸苔属四倍体种中基因组的稳定性

4.4 甘蓝型油菜非整倍体的创建

4.5 甘蓝型油菜亚倍体(2n=30)的配子传递

4.6 遗传渗入

5 参考文献

6 表格

7 图版及图版说明

个人简介

研究论文

研究生期间助教工作

致谢

发布时间: 2006-12-12

参考文献

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