萝卜-芥蓝异源四倍体的结实性和可交配性研究

摘要

萝卜-甘蓝异源四倍体(简称Luobojielan，2n=36，RRCC)作为饲料作物或遗传桥梁应用有很好的前景，但较低的结实率限制了其潜力的发挥。本研究以萝卜-芥蓝异源四倍体F<,4>为基础，通过重复选择提高结实率，利用传统细胞学、基因组原位杂交(GISH)和扩增片段长度多态性(AFLP)分子标记等技术研究选育过程中的遗传变化，并考察了Luobojielan与萝卜及芸薹属物种的可交配性，主要结果如下： 1.Luobojielan的花粉可染指数在F<,4>和F<,5>代分别为51％和58％，F<,6>代以后达到80％；单株角果数在F<,4>和F<,5>代不足210个，F<,6>代迅速增加到534个，然后缓慢增加，至F〈，10〉代达到726个；每角粒数在F〈，4〉代为3.7粒(0.2饱粒+3.5瘪粒)，至F<,10>代达到14.9粒(12.1饱粒+2.8瘪粒)；单株产量在F<,4>代为0.6 g，至F<,10>代达到32.3 g。因此，角果和胚珠败育是低世代Luobojielan种子产量的限制因子。 2.染色体数目调查表明，Luobojielan是混倍体。F<,4>和F<,5>植株体细胞染色体数 目变异范围为20～38，F<,6>以后为32～38。F<,4>代6个选择单株体细胞组成以整倍体细 胞(2n=36)为主，F<,5>和F<,6>群体中分别有40.7％和51.9％的植株以整倍体细胞为主，F<,7>代之后植株都以整倍体细胞为主。植株中整倍体细胞的频率随世代增加而提高，F<,4>代只有44.4％～66.7％，F<,7>之后提高到80％左右。整倍体细胞为主的植株的种子一产量较其他植株高。 3.F<,4> Luobojielan植株在减数分裂终变期高频率产生多价体(包括四价体、六价体和十价体)，在中期I、中期II、后期I和后期II染色体行为不同步，在后期I和后期II有染色体桥和断片，染色体不均等分离。随世代增加，多价体的染色体数减少，并由“麻花状”变为“环状”，染色体桥和落后染色体逐渐消失。F<,10>94％ 的细胞终变期形成18II，后期I和后期II染色体行为基本正常，表明部分同源染色体发生了趋异分化。 4.AFLP分析发现，F<,10> Luobojielan植株中丢失了34％的白花芥蓝和30％的萝卜亲本特异带，同时产生了4％的非亲本带，但基因组原位杂交证实没有发生整条染色体的丢失，表明异源四倍体中发生了DNA序列消除。聚类分析表明各单株遗传组成高度一致，表明F<,10> Luobojielan遗传稳定性较高。以上分子和细胞学证据表明，部分同源重组导致DNA序列消除和染色体结构重排，使部分同源染色体趋异分化，细胞学行为恢复正常，结实率逐渐提高。 5.Luobojielan与甘蓝型油菜每杂交100朵花得7.6～12.1粒种子，成苗5.7～8.7 株，反交为26.2～48.6粒，成苗4.4～12.2株；与芥菜型油菜每杂交100朵花得0.9～2.5种子粒，成苗0～0.3株，反交为26.1～40.2粒，成苗17.1～30.9株；与埃塞俄比亚芥每杂交100朵花得9.5粒种子，成苗0.9株，反交为66.8粒，成苗2.3株；与萝卜每杂交100朵花得36.9～58.7粒种子，成苗21.1～41.4株，但反交困难；与白菜和甘蓝几乎得不到种子。同一物种不同品种同Luobojielan的可交配性随亲本基因型不同而有差异。 6．Luobojielan与甘蓝型油菜杂交Fl(RACC，2n=37)减数分裂可以形成6～13个二价体，1～3个三价体，0～4个四价体，8～15个单价体；与埃塞俄比亚芥杂交F<,1>(RBCC，2m=36)可以形成8～10个二价体，0～2个三价体，13～17个单价体。 7．AFLP分析表明，Luobojielan与甘蓝型油菜、芥菜型油菜和埃塞俄比亚芥杂交的F2植株中检测到了大量的亲本特异带，聚类分析表明这些F<,2>群体都具有丰富的遗传多样性。表明Luobojielan能够把多个物种的基因组集中到一起，可作为属间基因交流的“桥梁”。

目录

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摘要

文献综述

2研究目的和技术路线

3萝卜-芥蓝异源四倍体Luobojielan的结实性研究

4Luobojielan与萝卜及芸薹属物种的可交配性研究

5参考文献

6图版及图版说明

7附录

作者简历及研究论文

致谢