埃塞俄比亚芥的遗传多样性研究及芸薹属异源六倍体的创造

论文摘要

原产于非洲东北部埃及、苏丹以南的埃塞俄比亚芥（Brassica carinata,BBCC 2n=34）,以其悠久的栽培历史,具有很多芸薹属其它种所没有的优良农艺性状而越来越受到植物育种家的重视。但是,目前关于埃塞俄比亚芥遗传多样性方面的知识还很贫乏,这限制了埃塞俄比亚芥的进一步利用。本试验对征集到的110份埃塞俄比亚芥（由于其为农家品种,其品种内部也有很丰富的变异）品种间和品种内的遗传多样性作了研究,在品种间和品种内部都检测到了丰富的遗传变异,233个多态性的AFLP分子标记以及35个形态标记将这110埃塞俄比亚芥分为了5大类,相似系数变异范围为0.62-0.86。考查了分类和地理起源的关系,结果表明分类和其地理起源没有明确的对应关系,即起源于同一地理区域的品种有可能聚到不同的类群中去。 为了更好地利用埃塞俄比亚芥的种质,把埃塞俄比亚芥的有利性状向其它种中转移,种间杂交是一条很重要的途径。利用这110份埃塞俄比亚芥为母本,29份在中国广泛栽培且具有优良农艺性状的白菜型油菜（B.rapa 2n=20,AA）为父本,组配杂交组合。共配制了409个杂交组合,有375个杂交组合得到了种子。形态性状结合分子标记及细胞学鉴定真假杂种,326个组合得到了5111棵杂种苗。不同的母本和相同的父本所得到的组合,其杂交亲和性有很大的差异,有的组合能得到几百棵杂种苗,而有的组合没有得到种子。对这种杂交亲和性差异作了单因素及双因素无重复方差分析,并从这些杂交组合中筛选到了20个具有高交配性的埃塞俄比亚芥品种。令人感兴趣的是,这20个高亲和性的品种有16个都处于埃塞俄比亚的Great rift valley的东南方向。 对于得到的大量的三倍体杂种（ABC）,用秋水仙溶液将其加倍成六倍体（AABBCC）以恢复其育性。考查了部分六倍体植株的花粉育性,约为30%±。加倍植株的结荚情况基本恢复正常。这些包含了来自埃塞俄比亚芥的C基因组的六倍体材料就构成了一个种质资源库,可以用来改良芸薹属其他种。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 文献综述
• 1.1 油菜的细胞遗传学研究进展
• 1.1.1 油菜各个种的亲缘关系
• 1.1.2 芸蔓属基因组结构
• 1.2 埃塞俄比亚芥研究进展
• 1.3 芸薹属远缘杂交研究进展
• 1.4 分子标记在油菜中的应用
• 1.4.1 遗传多样性的概念
• 1.4.2 分子标记在芸薹属遗传多样性中的应用
• 1.4.3 分子标记在油菜品种鉴定中的利用
• 2. 研究的意义和目的、技术路线及试验内容
• 2.1 目的与意义
• 2.2 技术路线
• 2.3 试验内容
• 3. 材料与方法
• 3.1 试验材料
• 3.2 试验方法
• 3.2.1 田间杂交试验安排
• 3.2.2 杂种加倍
• 3.2.3 分子标记分析
• 3.2.3.1 总DNA的提取和纯化
• 3.2.3.2 模板DNA的制备
• 3.2.3.3 连接反应
• 3.2.3.4 预扩增和选择性扩增
• 3.2.3.5 扩增产物的电泳检测
• 3.2.4 数据处理方法
• 3.2.5 细胞学检测方法
• 3.2.5.1 气孔观测方法
• 3.2.5.2 染色体观察方法
• 3.2.5.3 花粉生活力判断
• 4. 结果与分析
• 4.1 遗传多样性分析
• 4.1.1 埃塞俄比亚芥品种间的遗传多样性
• 4.1.1.1 AFLP分子标记分析
• 4.1.1.2 形态标记分析
• 4.1.1.3 分子标记和形态标记综合分析
• 4.1.2 埃塞俄比亚芥品种内的遗传变异
• 4.2 杂交亲和性分析
• 4.3 六倍体杂种（AABBCC）的获得及其细胞学分析
• 4.3.1 杂种的鉴定
• 4.3.1.1 杂种（ABC）的形态学鉴定
• 4.3.1.2 杂种的细胞学鉴定
• 4.3.1.3 杂种的分子标记鉴定
• 4.3.2 杂种的加倍
• 4.3.2.1 加倍方法及效率
• 4.3.2.2 加倍植株的染色体观察
• 4.3.3 六倍体植株花粉的育性
• 5. 讨论
• 5.1 遗传多样性
• 5.1.1 多态性检出率
• 5.1.2 农艺性状与分子标记的相关性
• 5.1.3 本试验中的遗传分类
• 5.1.4 分类和地理起源的关系
• 5.1.5 埃塞俄比亚芥品种内的遗传多样性
• 5.2 杂交亲和性
• 5.3 种质资源利用
• 6. 图版和说明
• 7. 参考文献
• 8. 附录
• 致谢