萝卜和甘蓝属间杂种的创建和研究

摘要

萝卜属（Raphanus）中存在着许多对芸苔属（Brassica）栽培作物有利的性状和基因，如细胞质雄性不育及恢复基因、自交不亲和基因和多种抗逆基因。萝卜（R.sativusL.,2n＝18，RR）与甘蓝型油菜（B.napus L.,2n＝38，AACC）杂交很难获得杂种及后代，利用萝卜和甘蓝（B.oleracea L.,2n＝18，CC）属间杂种作杂交桥梁将萝卜的有利性状转移到甘蓝型油菜中，对油菜育种具有重要的实践意义。本研究以四个栽培萝卜品种龙驹萝卜、浙大长萝卜、何庆萝卜、黄州萝卜和两个甘蓝变种中花芥蓝（B.oleracea var.alboglabra）、春秋大苤蓝（B.oleraceaa var.acephala）为亲本进行正反交，研究萝卜与甘蓝属间杂交亲和性，探索有效的杂种获得方法，创建萝卜和甘蓝属间杂种；同时用普通细胞学方法和基因组原位杂交技术（Genomic in situhybridization，GISH）研究杂种及后代染色体在细胞有丝分裂和减数分裂中的行为，从而为利用萝卜种质改良甘蓝或甘蓝型油菜提供育种材料和试验依据。主要结果如下： 1．采用人工去雄杂交和幼胚离体培养技术，获得正反交10个组合共计361株F<,1>。研究发现萝卜与甘蓝正反交可交配性不同，常规人工杂交时萝卜×甘蓝的杂种获得频率为3.9％，甘蓝×萝卜的杂种获得频率为O；采用幼胚离体培养技术使甘蓝×萝卜的杂种获得频率提高到1.0％。利用苯胺蓝染色方法研究了花粉与柱头的相互作用，结果显示萝卜×甘蓝受精前生殖障碍较重，只有极少数甘蓝花粉粒能在萝卜柱头上黏附、萌发，但这些萌发的花粉管能通过花柱，到达胚珠受精；甘蓝×萝，卜受精前不存在生殖障碍，萝卜花粉能在甘蓝的柱头上正常萌发生长，但常规人工杂交很难获得杂种，表明存在较严重的受精后障碍。 2．F<,1>的植物学性状介于双亲之间，体细胞染色体数目为18条，是双亲配子染色体数目之和；SSR分析结果表明，杂种具有双亲的特征带纹。 3．用普通细胞学方法和GISH技术研究了F<,1>的减数分裂过程。结果发现F<,1>体细胞染色体组成为RC，染色体数目为18条，但花粉母细胞存在三种不同的类型：（1）RC型．2n＝18，终变期染色体平均配对构型为14.87Ⅰ+1.20Ⅱ+0.04Ⅲ+0.06Ⅳ，染色体配对主要是萝卜和甘蓝染色体之间的部分同源配对；后期Ⅰ9条萝卜染色体主要以5／4和6／3的分离方式移向两极，所形成的配子的染色体组成不平衡，配子败育。（2）RRCC整倍体型。2n＝36，终变期染色体形成18个二价体；后期Ⅰ染色体18／18均衡分离，可形成含有完整RC染色体组的不减数配子。（3）RRCC亚倍体型。2n＝30-34，少数萝卜染色体丢失，形成的配子具有全套的甘蓝染色体和部分萝卜染色体。研究结果表明萝卜和甘蓝杂种F<,1>减数分裂染色体不能正常配对分离，F<,1>普遍不育；少数单株的育性得到部分恢复，其原因是这些单株有部分花粉母细胞的染色体数目自然加倍，可形成RC不减数配子。 4．通过F<,1>与亲本以及杂种双二倍体（2n=36，RRCC）回交、秋水仙素人工加倍处理F<,1>、F<,1>自由授粉等途径，获得了10个组合的不同类型的杂种后代群体。这些后代主要有三大类型：（1）双二倍体（RRCC），体细胞染色体数目为36左右，花粉母细胞减数分裂染色体行为较为规则，终变期多形成18个二价体，后期I 18／18均衡分离。（2）倍半二倍体（RRC），来自于F<,1>不减数配子与萝卜回交，体细胞染色体数目为20～27条，减数分裂染色体主要配对构型是9II+9 I或10II+7 I。（3）体细胞染色体数目为36～54的混倍体植株，花粉母细胞在减数分裂终变期形成18个二价体和多个单价体，中期I和中期II均出现多条染色体不同步现象，其染色体组成尚不清楚。以上结果证实杂种F<,1>、产生的可育配子是不减数配子，并能传递给后代。

目录

文摘

英文文摘

1文献综述

2材料与方法

3结果与分析

4讨论

参考文献

附录

致谢