结球甘蓝—大白菜部分单体异附加系的创建

摘要

为创建结球甘蓝一大白菜异附加系，以四倍体结球甘蓝(2n=4x=36,CCCC)与二倍体大白菜(2n=2x=20,AA)杂交产生的异源三倍体杂种(2n=3x=28，ACC)与二倍体结球甘蓝(2n=2x=18,CC)回交后代BCI植株为试材，进行胚胎学、形态学、细胞学研究。并从BCI代中鉴定出3个单体异附加系和2个双单体异附加系，为结球甘蓝一大白菜异代换系、易位系的创建提供了基础材料，并为结球甘蓝的遗传改良、A和C染色体组间亲缘关系的研究及基因的互作、定位和表达奠定基础。主要研究结果如下: 1.以结球甘-白菜异源三倍体为母本，二倍体结球甘蓝为父本进行回交，采用荧光显微技术和石蜡切片等方法对其回交的受精及胚胎发育过程进行了观察。结果表明:(1)花粉萌发数量很少，萌发的花粉管大部分弯曲变形或不能伸入柱头，柱头乳头细胞产生的大量胼胝质进一步阻碍了花粉管的进入，只有少数花粉管能够到达珠孔并进行受精；(2)在授粉11～13 d后，受精胚珠内球形胚开始退化死亡，游离胚乳核已解体，未受精的胚珠已完全退化，仅残存珠柄；(3)回交后代结籽率极低，仅为0.011％。 2.利用根尖细胞有丝分裂观察及核型分析，从8个BC1植株中鉴定出3个单体异附加系和2个双单体异附加系。其中单体异附加系BC1-①和BC1-⑨附加大白菜7号染色体，BC1-③附加大白菜8号染色体，双单体异附加系BC1-④附加大白菜4号和8号染色体，BC1-⑥附加大白菜6号和9号染色体。 3.通过对异附加系花粉母细胞(PMC)减数分裂染色体行为研究，结果表明:进一步验证了BC1-①和BC1-③为单体异附加系，BC1-④为双单体异附加系。其中，BC1-①和BC1-③减数分裂终变期主要以9Ⅱ+Ⅰ形式联会，中期I多数有一个单价体游离于赤道板之外，后期I基本以10-9方式分离，后期Ⅱ以10-9-10-9分离为主。BC1-④减数分裂较复杂，终变期以9Ⅱ+2 Ⅰ形式联会为主，2个单价体随机分离造成染色体分离方式不均衡。 4.通过对部分异附加系及其亲本植株的形态学调查，结果表明:异附加系植株在叶形、花蕾及花瓣特征方面与亲本二倍体结球甘蓝差异较大，尤其是BC1-③在叶形、叶球形状和花瓣特征方面表现明显。此外，BC1-③在抗黑斑病方面也明显好于BC1-①、BC1-④及二倍体结球甘蓝。 5.对部分异附加系及其亲本植株花粉特征进行了研究，结果表明:不同异附加系之间以及异附加系与亲本二倍体结球甘蓝之间均存在明显差异。异附加系及其亲本的花粉整齐度与花粉生活力存在显著的正相关关系。

目录

文摘

英文文摘

声明

1引言

1.1芸薹属植物远缘杂交

1.1.1芸薹属作物简介

1.1.2芸薹属作物的种间杂交

1.1.3远缘杂交的不亲和性及克服方法

1.1.4远缘杂种不育性及克服方法

1.2远缘杂交在芸薹属植物育种中的应用

1.2.1转移外源有益基因

1.2.2种属间亲缘关系鉴定

1.3异附加系研究进展

1.3.1异附加系的类型

1.3.2异附加系的创建

1.3.3异附加系外源染色体的鉴定

1.4异附加系在育种中的应用

1.4.1遗传图谱的构建

1.4.2基因定位

1.4.3用作桥梁亲本

1.4.4研究异源染色体的配对与重组

1.5本研究的目的和意义

2材料与方法

2.1试验材料

2.2研究内容与方法

2.2.1花粉萌发及花粉管生长观察

2.2.2胚胎发育过程观察

2.2.3结英率与结籽率的统计

2.2.4 BC1代植株染色体数目、类型的鉴定

2.2.5部分异附加系植株及其亲本形态学观察

2.2.6部分异附加系植株及其亲本花粉特征特性观察

3结果与分析

3.1花粉萌发及花粉管生长

3.2胚胎发育过程观察

3.3结球甘蓝—白菜异源三倍体的结荚率与结籽率

3.4 BC1代植株染色体数目的初步鉴定

3.5结球甘蓝—大白菜部分单体和双单体异附加系的鉴定

3.5.1二倍体大白菜及异源三倍体核型参数及核型模式图

3.5.2结球甘蓝—大白菜7号单体异附加系的鉴定

3.5.3结球甘蓝—大白菜8号单体异附加系的鉴定

3.5.4结球甘蓝—大白菜双单体异附加系的鉴定

3.6部分异附加系植株减数分裂行为观察

3.7部分异附加系及其亲本植株形态学观察

3.7.1部分异附加系及其亲本植株营养性状

3.7.2部分异附加系及其亲本植株生殖性状

3.8部分异附加系植株花粉特征特性

3.8.1花粉总量的比较

3.8.2花粉整齐度的比较

3.8.3花粉生活力的比较

3.8.4花粉整齐度与花粉生活力的相关性分析

4讨论

4.1回交在选育异附加系等非整倍体方面的作用

4.2回交后代结籽率极低的原因及解决途径

4.3附加不同外源染色体的遗传效应

4.4异附加系中外源染色体与结球甘蓝染色体的亲缘关系

5结论

参考文献

附图

在读期间发表的学术论文

作者简历

致谢