白菜與黑芥種間異源四倍體的獲得及其植物學(xué)特性研究.pdf

1、十字花科蕓薹屬植物包含A、B、C三個(gè)基因組，研究認(rèn)為，B基因組與A、C基因組的親緣關(guān)系較遠(yuǎn)，A基因組和C基因組之間的親緣關(guān)系較近。近年來，研究者已成功實(shí)現(xiàn)A、C基因組，B、C基因組之間的遠(yuǎn)緣雜交，但對于A基因組和B基因組之間的親緣關(guān)系和進(jìn)化理論卻少有報(bào)道。為進(jìn)一步深入研究蕓薹屬植物的遠(yuǎn)緣雜交，揭示不同基因組間的相互關(guān)系和遺傳進(jìn)化理論，本實(shí)驗(yàn)以白菜(Brassica rapa，2n=AA=20)和黑芥(Brassica nigra，2n=

2、BB=16)為材料，通過種間遠(yuǎn)緣雜交獲得雜種F1代，并人工誘導(dǎo)雜種F1代染色體加倍，經(jīng)流式細(xì)胞術(shù)鑒定，得到異源四倍體(AABB)和非整倍體，為研究蕓薹屬基因組的進(jìn)化，基因表達(dá)的多態(tài)性差異等基礎(chǔ)理論研究提供了理想的試驗(yàn)材料?，F(xiàn)將研究結(jié)果歸納如下:
　　 (1)在白菜與黑芥種間雜交的過程中發(fā)現(xiàn)，以白菜作母本的雜交親和性大于黑芥作為母本時(shí)的雜交親和性。以華南型白菜作母本與黑芥雜交為例，正交的結(jié)籽率為5.17％，反交的結(jié)籽率僅為0.24

3、％。不同白菜品種與黑芥雜交的親和性也存在差異，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，華南型白菜與黑芥的雜交親和性大于桔心紅白菜。
　　 (2)建立了白菜與黑芥種間雜交胚拯救技術(shù)體系。以華南型白菜×黑芥為例，將授粉后10d-12 d的雜交幼胚接種在MS培養(yǎng)基（含3％蔗糖，0.2％活性炭，400 mg/L谷氨酰胺，2.0 mg/L BA，0.1 mg/L NAA）中的結(jié)籽率為24.5％，顯著高于其田間自然雜交結(jié)籽率5.17％。通過胚培養(yǎng)，有效克服了白菜與黑芥遠(yuǎn)

4、緣雜交不親和性。
　　 (3)建立了白菜與黑芥種間雜交異源四倍體誘導(dǎo)體系。本實(shí)驗(yàn)通過秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍，獲得6株種間雜交異源四倍體和3株非整倍體。結(jié)果表明，采用0.2％濃度的秋水仙素溶液浸泡種處理種子8h-16h時(shí)，白菜與黑芥雜種能夠取得理想的成活率和加倍率。
　　 (4)田間性狀調(diào)查發(fā)現(xiàn)，華南型白菜與黑芥二倍體雜種(AB)性狀總體上介于兩親本之間，更偏向于母本，同時(shí)存在部分父本性狀。如大部分二倍體雜種花期早，易抽薹

5、開花，葉片基部都存在葉耳;但是，雜種S0-21和S0-29的葉片存在表皮毛，而S0-15和S0-34則無葉片表皮毛。異源四倍體植株S0-20和S0-27呈現(xiàn)葉片濃綠寬大，葉柄基部小葉多，莖基部分枝多，冠幅較大，花期晚等性狀;非整倍體植株S0-28葉片多褶皺卷曲，葉片濃綠較厚，生長勢較弱，花粉敗育。
　　 (5)分子鑒定結(jié)果表明，雜種后代(S0-3、S0-12、S0-20、S0-21、S0-26、S0-27、S0-28、S0-29

6、、S0-31、S0-33)在RBR基因的兩對特異性引物spBr和spBn下進(jìn)行PCR擴(kuò)增，瓊脂糖凝膠電泳檢測均有條帶，表明雜種后代同時(shí)含有白菜與黑芥染色體基因組信息，為真雜種，結(jié)果的真實(shí)性得到了ISSR標(biāo)記的驗(yàn)證。AFLP分子標(biāo)記對雜種后代與親本基因表達(dá)的多態(tài)性初步分析表明，雜種后代與親本間存在著較為廣泛的基因表達(dá)差異，AFLP指紋分析出現(xiàn)三種類型的條帶，即雙親均沒有的新增帶、父本特異帶和母本缺失帶。不同倍性的雜種個(gè)體之間三種類型條帶所