初级八倍体小黑麦中黑麦染色体的变异

发布时间：2017-03-24 17:03

  本文关键词：初级八倍体小黑麦中黑麦染色体的变异，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：小麦(Triticum aestivum L. AABBDD,2n=6x=42)是世界三大粮食作物之一,全世界约有三分之一的人口都以小麦作为主食。在现代农业生产体系下,由于骨干亲本的过分使用以及集约化的生产,致使小麦的遗传基础越来越窄,遗传多样性也不断下降,小麦产量和品质的提高受到了极大的限制。而小麦的近缘种属中却含有丰富的遗传变异资源,寻找与挖掘小麦近缘物种中优异的基因资源,并将这些基因转移到小麦中来,不仅可以拓宽小麦的遗传背景,还能实现其产量和品质的提高。黑麦(Secale cereale L.)是普通小麦遗传改良的三级基因源,也是最早和最成功地用于改良小麦的近缘植物之一。本试验利用小麦品种绵阳26(Mian yang26)与秦岭黑麦(Qin ling)进行杂交,将得到的杂种F1经人工加倍后获得双二倍体材料(MQ),观察MQ花粉母细胞减数分裂时期的染色体行为。然后将MQ自交得到第二代MQ,将部分第二代MQ与绵阳26杂交,获得杂种F1,剩余的第二代MQ继续自交得到第三代MQ,对第二代MQ的杂交结实率和自交结实率进行分析,并分别从中选出自交和杂交结实率最高、中等、最低的单株,随后对这些单株后代的种子进行原位杂交分析,观察并统计黑麦染色体的变异情况,得到主要结果如下：1.初级八倍体小黑麦花粉母细胞减数分裂时期染色体的异常行为利用黑麦基因组为探针,对MQ花粉母细胞减数分裂时期的染色体进行GISH分析,异常行为主要表现为：(1)中期Ⅰ存在大量黑麦、小麦的单价体,同时还发现了少量的多价体；(2)后期Ⅰ存在较多的落后染色体,有66.76%都是黑麦染色体；(3)四分体时期含有数目不等、大小不同的微核,有88.43%都是黑麦。该结果为研究初级八倍体小黑麦细胞学的不稳定性提供一定的基础。2.初级八倍体小黑麦自交后代、杂种Fl中小麦和黑麦染色体的不均等分裂在MQ4自交后代和MQ6第二代与MY26的杂种F1中,发现了体细胞染色体数目不等的现象,同时在MQ17第二代与MY26的杂种F1中,还发现了成对的未分离的黑麦染色体,说明染色体不均等分裂的现象不仅出现在体细胞,还出现在性细胞中。此现象在前人的研究中报道较少。3.初级八倍体小黑麦中黑麦染色体通过配子的传递情况黑麦染色体在通过雌配子传递时,染色体4R传递率最高,染色体2R次之,染色体5R最低；在通过雄配子传递时,染色体5R传递率最高,染色体7R次之,染色体2R最低；同时还发现除2R和4R外,其他黑麦染色体通过雄配子的传递率都高于雌配子。该结果为研究黑麦染色体通过配子的传递提供了一定的基础。4.初级八倍体小黑麦自交后代、杂种F1中黑麦染色体的数目变异MQ第三代中黑麦染色体7R存在的频率最高,染色体4R、5R次之,染色体6R最低；MQ第二代与MY26的杂种F1中染色体4R存在的频率最高,染色体2R次之,染色体5R最低。该结果为研究黑麦染色体在小麦背景中的传递提供了一定的基础。5.初级八倍体小黑麦自交后代、杂种F1中黑麦染色体的结构变异第三代MQ和MQ第二代与MY26的杂种F1代中凡含有黑麦6R染色体的单株中,与标准FISH图相比,染色体6R长臂亚端部的pSc119.2信号有所减少；同时在MQ第三代和MQ第二代与MY26的杂种F1代中的部分单株中,出现了断裂的黑麦染色体、小麦与黑麦染色体易位现象。在第三代MQ中,发现有3个单株的细胞中出现了断裂的黑麦染色体,有1个单株的细胞中出现了小麦-黑麦的易位；在MQ第二代与MY26的杂种F1代中,共有12个单株的细胞中出现了断裂的黑麦染色体,有1个单株的细胞中出现了小麦-黑麦的易位。6R长臂亚端部信号的缺失现象在前人的这类研究中报道较少。6.初级八倍体小黑麦不同自交、杂交结实率的后代中黑麦染色体的变化自交结实率高的后代即MQ4第三代中,染色体3R和7R没有丢失,传递率为100%；在自交结实率中等的后代即MQ20第三代中,染色体3R存在频率为83.3%；在自交结实率低的后代即MQ15第三代中,染色体3R的存在频率为33.3%。杂交结实率高的MQ17第二代与MY26的杂种F1世代中,染色体4R的存在频率最高,达到71.4%；在杂交结实率中等的MQ20第二代与MY26的杂种F1世代中,染色体4R的存在频率最高,为90.9%；在杂交结实率低的MQ 12、14、15第二代与MY26的杂交F1世代中,染色体1R的存在频率最高,为72.7%。该结果为研究黑麦染色体与结实率的关系提供了一定的基础。
【关键词】：初级八倍体小黑麦 减数分裂 GISH FISH 黑麦染色体变异
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S512.1
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 1 文献综述10-16
• 1.1 小麦及其近缘种属10-11
• 1.2 外源基因在小麦育种中的应用11
• 1.3 黑麦基因资源及其在小麦育种的利用11-14
• 1.3.1 黑麦属植物11
• 1.3.2 黑麦的特性11-12
• 1.3.3 黑麦属基因的研究现状12
• 1.3.4 黑麦在小麦育种中的应用12-14
• 1.4 小麦背景中黑麦遗传物质的鉴定方法14-16
• 1.4.1 染色体带型技术15
• 1.4.2 原位杂交(In situ hybridization,ISH)15
• 1.4.3 分子标记技术15-16
• 1.5 小麦背景中黑麦染色体的变异16
• 2 立题依据16-17
• 3 材料与方法17-22
• 3.1 试验材料17-18
• 3.2 试验方法18-22
• 3.2.1 花粉母细胞减数分裂时期染色体的行为观察18
• 3.2.2 发根及预处理18
• 3.2.3 染色体制片18-19
• 3.2.4 基因组DNA的提取19
• 3.2.5 探针标记19-20
• 3.2.6 原位杂交(避光处理)20-21
• 3.2.7 双色原位杂交21
• 3.2.8 原位杂交常用试剂及其配方21-22
• 4 结果与分析22-48
• 4.1 MQ花粉母细胞减数分裂时期染色体的行为22
• 4.2 MQ花粉母细胞减数分裂时期染色体的配对和微核数22-23
• 4.3 第二代MQ的自交结实和杂交结实的情况23-24
• 4.4 原位杂交分析24-30
• 4.4.1 MQ减数分裂GISH结果24-25
• 4.4.2 重复序列pSc119.2(绿)和(AAC)_5(红)黑麦的FISH图25
• 4.4.3 双二倍体第三代的原位杂交鉴定结果25-30
• 4.5 不同黑麦染色体的传递情况30-33
• 4.6 试验图片33-48
• 5 讨论48-53
• 5.1 初级八倍体小黑麦花粉母细胞减数分裂时期染色体异常行为的分析48
• 5.2 初级八倍体小黑麦自交、杂交后代中的染色体的不均等分裂现象48-49
• 5.3 初级八倍体小黑麦中黑麦染色体通过配子的传递情况49-50
• 5.4 初级八倍体小黑麦自交、杂交后代中黑麦染色体的数目变异50
• 5.5 初级八倍体小黑麦自交、杂交后代中黑麦染色体的结构变异50-51
• 5.6 自交、杂交结实率与黑麦染色体变化的关系51-52
• 5.7 本试验中存在的问题52-53
• 参考文献53-58
• 致谢58

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