苹果花药培养纯合基因型种质创新研究

发布时间：2018-07-21 10:48

【摘要】：苹果(Malus×domestica Brokh.)是童期长、基因组高度杂合且自交不亲和的果树树种,通过常规育种手段较难获得纯合基因型种质。当前苹果主栽品种属于杂交嫁接品种,蕴含了丰富的优良性状遗传资源,挖掘新的优良纯合基因型种质亲本是加速苹果育种进程的重要步骤。花药离体培养作为单倍体育种的主要手段,可在短期内直接诱导胚状体形成途径快速获得纯合基因型新种质。这些新种质很大程度丰富了苹果育种亲本种质资源,为挖掘苹果优良性状基因提供了重要材料,为后期的田间性状筛选,杂交育种育奠定了坚实基础。本研究以早熟多抗品种嘎拉(Gala)、富士(Fuji)和丹霞(Danxia)为试验品种,并采集苹果单核靠边期到双核早期花药(未开放的花蕾)为实验材料。首先研究了低温处理花药对糖转运蛋白基因SWEET表达的影响。经在4℃低温处理10天和30天后,采用定量PCR对MdSWEET1基因表达量进行检测。其次对苹果花药经低温预处理30天后进行离体培养,并选用苹果SSR标记对再生植株进行基因型鉴定。最后对再生植株进行植物学观察。结果如下:1.苹果中MdSWEET1基因编码一个含有3个α-螺旋的跨膜结构蛋白,N端位于膜外。随低温预处理时间增加MdSWEET1基因表达显著下调,下调的MdSWEET1基因表达可能影响花粉的发育分化而转向与胚状体诱导,有利于再生植株的发生。2.苹果花药经低温预处理30天后进行离体培养,共接种“嘎啦”花药74200个,从未被污染的5万多个花药中成功诱导形成386个胚状体(胚状体诱导率0.7%),经分化培养获得64株再生苗(植株再生率16.6%)。经过继代培养,最终获得30个成活再生株系。FACS流式细胞仪倍性分析,其中包括28个二倍体株系,1个单倍体株系和1个四倍体株系。同样的培养体系,获得9个“丹霞”再生株系,7个“富士”再生株系。3.选用130个苹果HIDRAS数据库SSR标记对所有植株进行PCR扩增,经过凝胶电泳(PAGE)检测PCR扩增产物,PAGE结果表明:筛选到20个SSR标记(其余标记不具有多态性或带型杂乱)可鉴定“嘎啦”再生株系均为花粉(小孢子)单倍体细胞来源;“丹霞”和“富士”分别筛得16个SSR标记、17个SSR标记以鉴定再生株系来源于单倍体细胞。4.苹果有17个连锁群,每一个连锁群对应一个SSR标记,进一步从20个SSR中筛选出17个SSR标记,采用毛细管电泳进行基因型鉴定对所获得的30个“嘎啦”再生株系。结果表明这组SSR标记能有效区分鉴定不同再生植株基因型。5.继代培养60 d后的嘎啦再生植株的形态学观察显示:不同再生株系的株高、叶长、叶宽等特征差异明显。不同二倍体纯合植株的植物学特征也存在差异:Gala05植株相对较高,叶基变宽,叶尖渐尖;Gala07叶片变小、变厚,叶柄变短且基部宽大,叶色深且有很强的光泽度;Gala18叶片较小,叶数较多。纯合二倍体再生植株长势弱于Gala杂合供体,但强于单倍体和纯合四倍体的趋势。本研究结果证明,单倍体花药离体培养是创制苹果新种质的有效手段。获得的纯合体材料对后期的田间杂交,苹果新品种选育有着重要的意义。
[Abstract]:Apples ( malmquat Brokh . ) This paper studied the effect of low temperature treatment on the expression of MdSWEET1 gene . The results were as follows : 1 . After 30 days of low temperature treatment , the expression of MdSWEET1 gene was detected . There were 16 SSR markers , 17 SSR markers , 17 SSR markers , 17 SSR markers in each linkage group , 17 SSR markers in each linkage group .
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S661.1

【参考文献】