不结球白菜游离小孢子培养及SERK基因表达分析

发布时间：2020-07-11 01:16

【摘要】：利用小孢子培养技术可使小孢子进入胚胎发生阶段,在1-3个月能得到单倍体(haploid)或双单倍体(doubledhaploid)植株,1-2年内能产生性状优良的新品种或作为亲本,加速作物育种过程。本试验研究影响不结球白菜游离小孢子培养的因素,并对其胚胎发育过程和植株再生过程进行观察研究,以期对不结球白菜游离小孢子培养技术的优化进行补充。许多研究表明,体细胞胚胎发生相关类受体蛋白激酶(Somatic Embryogenesis Receptor-like Kinase,SERK)基因家族中的SERK1基因与体胚发生相关,最近一些研究表明SERK1基因与小孢子胚胎发生相关,本试验对不结球白菜SERK基因家族进行了生物信息学研究和组织特异性表达研究,以了解SERK基因家族在不结球白菜中的功能。主要研究结果如下:1.本试验以20个基因型的不结球白菜为材料,研究了小孢子不同发育时期的花瓣/花药长度比(theratioofpetaltoantherlength,P/A)的对应关系,探讨了基因型、低温胁迫处理和头孢噻胯对游离小孢子胚胎发生的影响,并对小孢子胚胎发育过程进行了观察。结果表明:(i)当P/A为0.85-1.1时,不结球白菜小孢子大多数处于单核晚期。(ii)10个基因型出胚,出胚率为50%;出胚率最大的为H20,平均每十个花蕾出现胚状体数7.75。(iii)4 ℃低温处理1d比较容易出胚,但4 ℃低温处理对胚胎发生能力的影响也与基因型有关。(iv)头孢噻肟对出胚率的影响与基因型相关。这些研究为不结球白菜游离小孢子高效培养体系的优化提供技术支持和补充。2.本试验对不结球白菜小孢子植株再生过程进行了持续的观察研究,并对获得的小孢子植株通过流式细胞仪进行倍性鉴定。从胚状体到再生幼苗阶段,胚胎再生频率跟基因型相关性很高,再生频率为0-45.16%;鉴定的23棵植株中,21棵为DHs,2棵为单倍体,自然加倍率为91.3%。所得植株形态表现出明显的多样性。3.最近有研究表明,SERK1参与小孢子胚胎发生。本试验采用生物信息学的方法对不结球白菜SERK基因家族进行鉴定及分析,并用两个出胚率不同的不结球白菜品种'乌塌菜'和'四九菜心'的根、茎、叶、蕾(2 mm,2-3 mm,3 mm)和花七个部位,对不结球白菜SERK基因家族进行组织特异性表达分析。结果表明:不结球白菜SERK基因家族共有8个成员,命名为BcSERK01-BcSERK08。通过构建SERK家族NJ树分析可知,BcSERK01与拟南芥SERK1的相似性为100%,而且通过进一步的MEME分析,两者motif数量和结构完全相同,BcSERK01可能是拟南芥在不结球白菜中的同源结构。BcSERK蛋白结构由一个SP-LZ-LRR(1-5)-SPP-TM-Kinase-C末端区域组成;RT-qPCR数据表明BcSERK基因家族参与不结球白菜中的整个发育过程,其在小孢子胚胎发生中的作用还有待进一步研究。
【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S634.3
【图文】：

可以在１－２年内获得纯合的ＤＨｓ，这样就很大程度上减少了育种时间，为育逡逑种工作者提供性状优良的品种，满足消费者日益增长的需求和喜好。游离小孢子培养逡逑的操作步骤简单，但是每个环节的影响因素很多（如图２－１），而这些因素都有可能影逡逑响小孢子的胚胎发生率和植株再生。逡逑供体植株、花器言、小袍子逦痛逡逑的胁迫处理（时间、类型＇逦孟怎主、生邋＞、主、田地）逡逑Ｉ邋破、持—逦Ｌ逦ＳＩ逡逑１逦光照强度逡逑＼供体植株种植《＝栜人工光〉逡逑逦逦土壤ｉ度／水分管理逡逑花蕾大小小孢子发育阶段逦害虫控制（病害或虫害）逡逑初级花蕾．次级花蕾．三级花蕾逦逦逦逦逦邋逦逡逑花蕾牧－时间（光周期）逦：＾｜＊｜逦逡逑花蕾收集n�度（低温＇室温）逦逦！逦１逦灭菌方法（化学物质、处理时间）逡逑Ｉ逦灭菌和游离悂度ｆ室渥／低温）逡逑逦＊逦１逦挤压（整个花蕾，％药＞逡逑７＾ｎ邋ＺＺＬＩｌＳＴ邋＾＂ｗ，＂……丨＿｜挤压方法（搜拌机、砑钵和研棒）逡逑｜基本}蹦嚷罚校龋�逦Ｉ相ｆ}

本文编号：2749743