甘蓝型油菜人工合成种的创建及细胞学与分子标记分析

甘蓝型油菜人工合成种的创建及细胞学与分子标记分析

论文摘要

甘蓝型油菜(Brassica napus,2n=AACC=38)是甘蓝(B.oleracea,2n=CC=18)与白菜(B.campestris,2n=AA=20)天然杂交进化形成的复合种。利用现有丰富的甘蓝和白菜资源人工合成甘蓝型油菜是拓宽甘蓝型油菜遗传基础的重要途径之一。重庆市油菜工程技术研究中心首次在羽衣甘蓝(B.oleracea var.acephala)中发现了C染色体组黄籽基因资源,其对于黄籽甘蓝型油菜的培育有重要价值,借助胚挽救技术获得了黄籽白菜型油菜×黄籽羽衣甘蓝人工合成甘蓝型油菜。该人工合成甘蓝型油菜S0~S2代结黑籽,自交S3代中出现黄籽和黑籽植株的分离,并且粒色遗传表现不稳定性,分离出的黄籽系后代中还会分离出黑籽植株。为了进一步丰富甘蓝型油菜育种资源,了解人工合成甘蓝型油菜粒色性状分离和不稳定的原因,本试验开展了黄籽羽衣甘蓝×黄籽白菜型油菜以及(芥蓝×黄籽羽衣甘蓝)×黄籽白菜型油菜人工合成甘蓝型油菜研究,关于多变种复合杂交人工合成甘蓝型油菜的报道还不多见;对(芥蓝×黄籽羽衣甘蓝)×黄籽白菜型油菜人工合成甘蓝型油菜单倍体和双二倍体减数分裂染色体行为进行了观察;对黄籽白菜型油菜×黄籽羽衣甘蓝人工合成甘蓝型油菜自交S6代黄籽和黑籽株系减数分裂染色体行为进行了观察,并对S6代黄籽和黑籽株系进行了SSR分子标记多态性分析和比较。主要结果如下:1.羽衣甘蓝×白菜型油菜2变种间杂交以及(芥蓝×羽衣甘蓝)×白菜型油菜3变种间杂交均存在不亲和性,父本基因型对种间杂交不亲和性大小有重要作用;其杂交不亲和性既表现有受精前不亲和性障碍,也有受精后不亲和性障碍,但主要表现为受精后杂种胚败育。2.通过胚珠培养得到1个(芥蓝×黄籽羽衣甘蓝)×黄籽白菜型油菜人工合成甘蓝型油菜和3个黄籽羽衣甘蓝×黄籽白菜型油菜人工合成甘蓝型油菜,为进一步研究和甘蓝型油菜育种提供了新的材料。3.人工合成甘蓝型油菜在形态上综合了亲本的特征。(芥蓝×羽衣甘监)×白菜型油菜人工合成甘蓝型油菜自交高度不亲和,其与天然甘蓝型油菜间的杂交亲和性较高,亲和性大小与父本基因型有关。4.对人工合成甘蓝型油菜单倍体染色体加倍试验表明,含200mg/L秋水仙碱MS液体培养基浸根处理人工合成甘蓝型油菜试管苗1d是最优的染色体加倍条件。5.(芥蓝×黄籽羽衣甘蓝)×黄籽白菜型油菜人工合成甘蓝型油菜单倍体PMCs中参与联会的染色体数目多,有12~19条染色体参与了联会;其双倍体在减数分裂的终变期、中期Ⅰ和后期Ⅰ均存在一定程度的染色体行为异常,双倍体平均染色体配对构型为0.01Ⅵ+0.79Ⅳ+0.46Ⅲ+16.60Ⅱ+0.19Ⅰ,说明即使在染色体加倍情况下,仍然发生了同源异源染色体联会,人工合成甘蓝型油菜双二倍体具有细胞学不稳定性。6.黄籽白菜型油菜×黄籽羽衣甘蓝人工合成甘蓝型油菜自交S6代黄籽材料终变期平均染色体配对构型为0.03Ⅵ+0.01Ⅴ+0.83Ⅳ+0.08Ⅲ+17.08Ⅱ+0.05Ⅰ,黑籽材料终变期平均染色体配对构型为0.03Ⅵ+0.87Ⅳ+0.04Ⅲ+17.08Ⅱ+0.02Ⅰ,说明人工合成甘蓝型油菜自交S6代黄籽材料和黑籽材料均发生了同源异源染色体联会,具有细胞学不稳定性:其黄籽材料和黑籽材料都存在较大频率的染色体行为异常,但黄籽和黑籽材料间染色体行为差异不显著。7.76对SSR引物在人工合成甘蓝型油菜自交S6代扩增共得到240个多态性片段,平均每条引物产生3.16个多态性,说明在人工合成甘蓝型油菜自交S6代群体中存在较大的遗传变异。对人工合成甘蓝型油菜S6代黄籽和黑籽材料间SSR标记多态性进行比较,结果未获得与粒色密切相关的SSR标记。8.根据细胞学观察和分子标记分析结果,同源异源染色体联会是人工合成甘蓝型油菜的典型特征,将导致自交后代表现丰富的遗传变异。笔者推测,可能是同源异源染色体联会导致的染色体结构变异引起人工合成甘蓝型油菜黄籽和黑籽等性状分离和表现不稳定性。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 文献综述
  • 1.1 甘蓝型油菜在生产中的地位
  • 1.2 人工合成甘蓝型油菜研究概况
  • 1.3 黄籽甘蓝型油菜育种研究
  • 1.4 油菜细胞遗传学研究进展
  • 1.5 SSR分子标记及油菜的分子标记遗传多样性
  • 第2章 引言
  • 2.1 研究目的和意义
  • 2.2 研究范围和内容
  • 第一部分 甘蓝型油菜人工合成种的创建
  • 第3章 试验材料与方法
  • 3.1 材料
  • 3.2 试验地点
  • 3.3 试验方法
  • 第4章 结果与分析
  • 4.1 甘蓝×白菜杂交人工合成甘蓝型油菜过程中的亲和性
  • 4.2 培养基种类对黄籽羽衣甘蓝×黄籽白菜型油菜胚珠培养及杂种胚愈伤组织分化的影响
  • 4.3 人工合成甘蓝型油菜的形态特征
  • 4.4 人工合成甘蓝型油菜的繁殖特性
  • 4.5 人工合成甘蓝型油菜单倍体植株染色体加倍
  • 第5章 讨论
  • 5.1 影响甘蓝型油菜人工合成种创建的因素
  • 5.2 甘蓝型油菜人工合成种遗传特性
  • 第二部分 甘蓝型油菜人工合成种的细胞学与分子标记分析
  • 第6章 试验材料与方法
  • 6.1 材料
  • 6.2 主要试验试剂及配制
  • 6.3 试验地点
  • 6.4 试验方法
  • 第7章 结果与分析
  • 7.1 甘蓝型油菜人工合成种细胞遗传学分析
  • 7.2 人工合成甘蓝型油菜高世代自交系的分子标记分析
  • 第8章 讨论
  • 8.1(芥蓝×羽衣甘蓝)×白菜型油菜多变种复合杂交人工合成甘蓝型油菜单倍体染色体联会
  • 8.2 人工合成甘蓝型油菜的遗传稳定性
  • 8.3 黄籽性状形成的可能机理
  • 第9章 结论
  • 参考文献
  • 附表
  • 图版
  • 致谢
  • 发表论文一览表
  • 参加科研情况
  • 相关论文文献

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