一种快速生长的新型甘蓝型油菜的合成及其小孢子培养的研究

论文摘要

甘蓝型油菜（Brassica napus L.）是世界上栽培面积最大的油菜类型,具有适应性广,产量高,抗病、抗逆性强等优点。但甘蓝型油菜的遗传背景比芸薹属其他物种狭窄,遗传基础单一的问题十分突出。目前很多学者将同科的模式植物——拟南芥中的研究结果用于油菜的基因组学的分析和研究,但将拟南芥数据用于油菜的遗传改良是比较困难的。因为油菜是异源四倍体,基因组比拟南芥基因组大,同时拟南芥的种子成分和油菜相比差异较大。本研究用快速生长的白菜型油菜（B.rapa,AA）和快速生长的甘蓝（B. oleracea,CC）通过原生质体融合的方法合成了一个快速生长的新型甘蓝型油菜（B. napus L., AACC）,该材料在15-20℃生长条件下,从种植到成熟只需8周时间,而且个体小,有利于大规模的繁殖。但该材料是自交不亲和,为了获得纯合的实验材料,我们采用花粉培养的方法获得该材料的纯合（DH）系,生产出大量的种子;以便将这些材料用于T-DNA插入突变体的构建和油菜功能基因组学的研究。该研究通过体细胞融合方法获得白菜型油菜和甘蓝体细胞杂种,通过细胞学观察分析杂种的染色体组成,并对融合植株的小孢子进行培养,构建DH系,获得如下主要结果:（1）对油菜原生质体再生及融合条件的影响因素进行了研究,在本实验室成功建立油菜及其近缘属种的原生质体融合体系。结果表明,外植体的生理状态、培养基的成分、激素配比、原生质体的密度（包括培养密度和融合亲本原生质体的密度）等因素对原生质体持续分裂和植株的再生具有较大的影响。（2）选用生长周期短的亲本作为融合材料,通过原生质体融合方法人工合成甘蓝型油菜。该材料整个生长周期只需8周,比普通甘蓝型油菜的生长周期大大缩短。而且个体小（70-80cm）,有利于大规模的繁殖和T-DNA插入突变体的构建,便于油菜功能基因组学研究的开展。获得的杂种植株为双亲染色体之和（2n=38）,育性较高（>95%）。（3）对新合成的甘蓝型油菜进行小孢子培养,成功建立了适合于油菜小孢子培养和繁殖的技术体系（高温预处理、生长调节剂、蔗糖浓度等）,并通过秋水仙碱处理单倍体加倍的方法获得DH系,该材料可进一步用于油菜功能基因组学的研究。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 符号说明
• 1 引言
• 1.1 甘蓝型油菜的起源与进化
• 1.2 甘蓝型油菜人工合成
• 1.2.1 甘蓝型油菜人工合成的目的与意义
• 1.2.2 甘蓝型油菜人工合成方法的研究
• 1.2.2.1 人工杂交
• 1.2.2.2 胚挽救技术
• 1.2.2.3 细胞融合
• 1.2.2.4 人工合成甘蓝型油菜取得的主要成就
• 1.3 油菜小孢子培养研究进展
• 1.3.1 油菜小孢子培养简介
• 1.3.2 小孢子培养方法研究
• 1.3.3 小孢子再生的单倍体染色体加倍方法研究
• 1.3.4 油菜小孢子培养研究现状
• 2 一种快速生长的新型甘蓝型油菜人工合成研究
• 2.1 材料和方法
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验方法
• 2.1.2.1 原生质体的分离
• 2.1.2.2 原生质体的纯化
• 2.1.2.3 原生质体的融合
• 2.1.2.4 原生质的分裂和植株的再生
• 2.1.2.5 杂种苗的鉴定
• 2.1.2.5.1 杂种体细胞的染色体鉴定
• 2.1.2.5.2 杂种的减数分裂观察
• 2.1.2.5.3 人工合成甘蓝型油菜生活周期的观察
• 2.1.2.5.4 花粉的育性分析
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 原生质体分离
• 2.2.2 原生质体密度
• 2.2.3 原生质体的融合、培养、愈伤组织和芽的形成
• 2.2.4 人工合成甘蓝型油菜形态学、花粉育性、生活周期和细胞学观察
• 2.3 讨论
• 3 人工合成甘蓝型油菜的小孢子培养
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 实验方法
• 3.1.2.1 取材和消毒
• 3.1.2.2 小孢子的分离
• 3.1.2.3 植物生长调节剂对胚状体生成的影响
• 3.1.2.4 小孢子培养
• 3.1.2.5 胚状体培养和植株再生
• 3.1.2.6 单倍体植株的染色体加倍
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 高温预处理对小孢子发育的影响
• 3.2.2 不同蔗糖浓度对胚状体生成的影响
• 3.2.3 6-BA 和 NAA 对出胚率的影响
• 3.2.4 小孢子培养再生成植株
• 3.2.5 再生植株的形态学观察及秋水仙素加倍处理
• 3.3 讨论
• 参考文献
• 附录
• 1 NLN 培养基成分
• 2 MS 培养基成分
• 3 B5 培养基成分
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的研究论文