甘蓝与甘蓝型油菜种间杂交及其在甘蓝型油菜改良中的应用

发布时间：2017-05-06 18:14

  本文关键词：甘蓝与甘蓝型油菜种间杂交及其在甘蓝型油菜改良中的应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：甘蓝型油菜是由甘蓝和白菜杂交后,染色体自然加倍而成。由于甘蓝型油菜驯化历史短,与其亲本种相比,甘蓝型油菜的遗传资源相对狭窄。甘蓝与白菜杂交人工合成甘蓝型油菜是利用亲本种的主要方式,但是,人工合成甘蓝型油菜的染色体配对、分离异常,后代中多产生非整倍体配子,而且人工合成过程需要胚挽救,效率低。本研究提出了一个新的策略,通过甘蓝与甘蓝型油菜种间杂交,创建新种质桥梁,导入亲本种丰富的遗传变异到甘蓝型油菜中。1甘蓝与甘蓝型油菜杂交创建六倍体本研究利用甘蓝型油菜与甘蓝杂交,人工合成六倍体。六倍体S0终变期的花粉母细胞主要的配对形式是：0.087Ⅰ+15.308Ⅱ+ 0.048Ⅲ+6.212Ⅳ+0.048Ⅵ+0.001Ⅷ。FISH结果发现,其中的8IV+121I的染色体组配对形式是8ⅣCC+2ⅡCC+10ⅡAA,7Ⅳ+14Ⅱ是7ⅣCC+4ⅡCC+10ⅡAA,而9Ⅳ+10Ⅱ的配对形式却有9ⅣCC+10ⅡAA和7ⅣCC+1ⅣAACC+1ⅣAA+3ⅡCC+ 7ⅡAA两种。尽管减数分裂后期发现有染色体桥和染色体落后的现象,但是六倍体SO主要是18C+10A:18C+10A的分离方式。17个大花蕾S1和59个大花蕾的S2中,有97.37%的株系染色体数目是56条。我们对六倍体后代的育性、形态及种子品质也进行了分析。结果发现,S0、S1和S2的育性相对稳定,并且有上升的趋势。后代的形态变异随着世代的增加越来越丰富,不仅花色发生分离,开花期也出现明显差异,而且产生了各种突变体。种子中硫甙和芥酸含量在S1代增加,但是在S2代开始降低。六倍体S0、S1和S2的遗传变异和DNA甲基化分析表明,六倍体S2的遗传变异高于S1,这与DNA甲基化变异一致。而六倍体S0的甲基化变异一方面产生于甘蓝与甘蓝型油菜种间杂交,另一方面产生于组织培养过程中染色体加倍。2以六倍体为桥梁,利用白菜型油菜遗传资源甘蓝型油菜是世界上重要的油料作物之一,其遗传资源相对狭窄,白菜已经被广泛用于拓宽甘蓝型油菜的遗传背景。该研究中,我们提出了一种以甘蓝和甘蓝型油菜杂交获得的异源六倍体为桥梁,与白菜型油菜杂交,创建新型甘蓝型油菜的新思路。白菜型油菜的花粉授粉在该六倍体上,能够正常生产发育,并且正常结籽。利用六倍体与142份来自春性、冬性和半冬性白菜杂交,平均可交配性是9.24粒/角果。新型甘蓝型油菜的遗传变异分析表明新型甘蓝型油菜不同于自然甘蓝型油菜,且比自然甘蓝型油菜丰富,尤其是A基因组。这些数据表明以六倍体为桥梁,能够大量、高效地转移白菜的遗传成分到甘蓝型油菜中,拓宽现有甘蓝型油菜遗传背景。3甘蓝型油菜与甘蓝ACC杂种后代的分析甘蓝型油菜与甘蓝杂种F1的花粉母细胞主要的染色体配对形式是9Ⅱ+10Ⅰ,高频率的9：19的整倍体配子发生率。尽管F1代的育性差,但是其后代育性在低世代就能迅速恢复。在F3和F4代,很容易选择到染色体数目是38条的新型甘蓝型油菜,这些甘蓝型油菜的遗传变异与自然的甘蓝型油菜不同,而且两年的田间试验显示在产量性状上具有强的杂种优势利用潜力,且新型甘蓝型油菜中甘蓝的遗传成分与遗传距离和产量杂种优势显著正相关。这些结果说明了利用甘蓝与甘蓝型油菜杂交,导入甘蓝遗传成分不仅能拓宽甘蓝型油菜遗传资源,还具有杂种优势利用潜力。
【关键词】：甘蓝 甘蓝型油菜 白菜型油菜 异源六倍体 杂种优势
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S565.4
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-10
• 第一章 文献综述10-28
• 1.1 植物多倍体化10-15
• 1.1.1 多倍体的类型及特点10-11
• 1.1.2 多倍体基因组的遗传变化11-12
• 1.1.3 多倍体化过程中的表观遗传12-15
• 1.2 芸薹属15-21
• 1.2.1 芸薹属的基因组起源与亲缘关系15-17
• 1.2.2 芸薹属近缘种17-21
• 1.3 甘蓝型油菜近缘种的利用21-23
• 1.3.1 人工合成甘蓝型油菜21-22
• 1.3.2 甘蓝型油菜与其亲本种的杂交22-23
• 1.4 芸薹属远缘杂种的遗传变异23-24
• 1.5 亚基因组杂种优势24-28
• 1.5.1 油菜杂种优势研究24-25
• 1.5.2 基因组杂种优势的利用25-28
• 第二章 甘蓝与甘蓝型油菜异源六倍体的创建28-48
• 2.1 引言28
• 2.2 材料与方法28-36
• 2.2.1 试验材料28-29
• 2.2.2 试验方法29-36
• 2.3 试验结果36-45
• 2.3.1 六倍体细胞学分析36-39
• 2.3.2 六倍体的形态特征39-41
• 2.3.3 六倍体的遗传变异41-42
• 2.3.4 六倍体的DNA甲基化变异42-45
• 2.4 讨论45-48
• 第三章 新型甘蓝型油菜的创建及其遗传分析48-62
• 3.1 引言48-49
• 3.2 材料与方法49-52
• 3.2.1 试验材料49
• 3.2.2 试验方法49-52
• 3.3 结果与分析52-58
• 3.3.1 新型甘蓝型油菜的创建52-55
• 3.3.2 新型甘蓝型油菜的遗传变异55-58
• 3.4 讨论58-62
• 3.4.1 六倍体染色体行为的相对稳定性58-59
• 3.4.2 拓宽甘蓝型油菜的遗传多样性59-62
• 第四章 甘蓝与甘蓝型油菜三倍体杂种后代分析62-72
• 4.1 引言62-63
• 4.2 材料与方法63-64
• 4.2.1 试验材料63
• 4.2.2 试验方法63-64
• 4.3 结果分析64-70
• 4.3.1 新型甘蓝型油菜的选育64-67
• 4.3.2 新型甘蓝型油菜的遗传多样性67-69
• 4.3.3 新型甘蓝型油菜的田间试验69-70
• 4.4 讨论70-72
• 第五章 结论72-74
• 参考文献74-92
• 附录一 DNA提取及PCR分子标记相关试剂92-94
• 附录二 白菜型油菜和自然甘蓝型油菜信息94-102
• 致谢102-104
• 发表论文及参加课题一览表104-106

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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本文编号：348904