二倍体马铃薯自交不亲和与自交衰退研究

发布时间：2024-05-26 21:10

　　马铃薯(Solanum tuberosumL.)是最重要的块茎类粮食作物。栽培马铃薯主要为同源四倍体。四倍体遗传和薯块繁殖限制了马铃薯的基础研究和育种水平。为了彻底解决该问题,越来越多的科学家呼吁在二倍体水平上进行马铃薯的再驯化,将马铃薯驯化成种子繁殖作物。但是,自交不亲和与自交衰退严重阻碍了自交系的培育。本研究对这两个问题开展了深入的研究,并取得以下研究结果。(1)马铃薯的自交不亲和是由S-RNase基因控制的。利用基因组编辑技术对该基因进行定点突变,可以克服自交不亲和。(2)有害突变是导致自交衰退的主要原因。通过对151份二倍体马铃薯进行测序发现,马铃薯中的有害突变具有品系特异性。(3)我们在马铃薯中开发了一个不依赖于亲本的通过重测序进行基因分型的方法。利用该方法对三个自交群体进行了遗传分析,发现了 15个严重偏分离区域。(4)通过对三个自交群体进行基因型和表型分析,鉴定了 9个大效应的有害突变,导致自交后代纯合致死或者出现严重的表型缺陷。遗传分析发现,这些大效应的有害突变位于重组率高的区域,可以通过重组进行有效清除。(5)大效应有害等位基因ar1控制胚的发育,且在马铃薯群体中是一...

【文章页数】：43 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图２通过敲除基因克服马铃薯的自交不亲和??（ａ）不同基因和５＊－／／／＾基因的进化树分析

生的（Ｋａｒｐｅｔａｌ．?１９８９）。通过流式细胞仪进行染色体倍性检测，确认这些植株确实??是四倍体，不再进行下一步的表型鉴定。最终，我们获得了５个二倍体突变株，??每个突变株至少在一个等位基因上发生了?Ａ／Ｗｍｅ突变（图２ｃ，表３）。由于５１－??是共显性基因，理论上突变任何一....

图３二倍体马铃薯全基因组范围的有害突变??（ａ）有害突变在近着丝粒区域富集

马铃薯自交衰退的遗传基础??这部分有害突变被认为是相对古老的。另外，我们也分析了任意两份马铃薯材料??之间相同有害突变的比例，发现只有１１．３２％的有害突变是重叠的（图３ｄ）。这??些结果表明马铃薯中的有害突变具有品系特异性。??Ｏ??３?ｂ?〇??，?Ａ?ＳＴ４．０３ｃｈ０１?....

图４蕾期基因的表达量??

们对２００多份二倍体栽培种进行了自花授粉，筛选到两份天然自交亲和的突变??体，ＰＧ６２３５和ＰＧ６３５９。另外，我们对二倍体材料ＰＧ６２２６进行了蕾期自交，因??为蕾期自交不亲和基因的表达量较低（图４），此时进行同株异花授粉??可以得到少量的种子。最终，从ＰＧ６２２６、ＰＧ６２３....

图５马铃薯中不依赖于亲本的ＧＢＳ方法??（ａ）从Ｆ，中提取高质量的杂合ＳＮＰ

科学院博士后出站报告?马铃薯自交衰退的自交群体的ｂｉｎ图信息??ｕｍｍａｒｙ?ｏｆ?ｂｉｎ?ｍａｐｓ?ｏｆ?ｔｈｒｅｅ?Ｆ２?ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ??ＰＧ６２２６?ＰＧ６２３５?ＰＧ６３５９??ｆ?Ｆ２?ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｓ?１０４?２２３?２０１??ｆ?ｐｈａｓｅｄ?ＳＮＰ....

本文编号：3982306