《新型甘蓝型油菜ararcccc基因库的创建与评估》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新型甘蓝型油菜ararcccc基因库的创建与评估（104页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、分类号 华中农业大学博士学位论文 I S 3 1 0 8 3 密级 新型甘蓝型油菜A r A r C c C c 基因库的创建与评估 D E V E L o P M E N TA N DA S S E S S M E N To FAN E W T Y P EB R 4 嬲，C 么川爿尸U SAr A r C c C cG E N EP o o L 博士研究生：肖勇 指导教师：孟金陵教授 指导小组：徐芳森教授 赵建伟教授 石磊副教授 龙艳博士 专业：发育生物学 获得学位名称：理学博士 研究方向：油菜基因组学 获得学位时间：2 0 1 0 年6 月 华中农业大学植物科学与技术学院 二。一。年六月
2、嬲 华中农业大学学位论文独创性声明及使用授权书 擘协论文 召 如需保密，解密时间年月 日 是否保密 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标洼和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华中农业大学或其他教育机构的学位或证书 两使用过的材料，指导教师对此进行了审定与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中做了明确的说明，并表示了谢意 研究生签名：盏蔼 对阔：2 q o 年刍 月I 毛毯 猢黼始甍蜀 洲名：剃 签名B 期：冽。年6 月1 6 日 签名日期：易刀口年莎月衫日 注：
3、清将奉袭赢接装订在学位论文的扉页和目录之问 新型甘蓝型油菜姒。C c 基因库的创建与评估 目录 摘要I A b s t r a c t I V 1 文献综述1 1 1 远缘杂交研究进展l 1 1 1 外源遗传变异改良栽培种基因库1 1 1 2 远缘杂交诱导新的遗传和表型变异3 1 2 芸薹属的细胞遗传学研究进展4 1 2 1 禹氏三角4 1 2 2A ，B ，C 基因组的进化关系与染色体配对5 1 3 亚基因组之间的杂种优势研究进展7 2 实验的意义和目的，技术路线以及试验内容1 0 2 1 目的与意义1 0 2 2 技术路线1 1 2 - 3 实验内容1 2 3 材料与方法1 3 3 1 试
4、验材料1 3 3 2 1 田间试验设计2 0 3 2 1 1 田间试验流程2 0 3 2 1 2 五倍体及其衍生后代田间种植规划和性状调查2 l 3 2 1 3 亚基因组之间杂种配置与田间种植2 1 3 2 2 细胞学分析方法21 3 2 2 1 油菜染色体计数2 1 3 2 2 2 减数分裂行为观察2 2 3 2 2 3 基因组原位杂交分析( G I S H ) 一2 2 3 2 3 分子标记分析方法2 2 3 2 3 1 植物总D N A 的提取和纯化2 2 3 2 3 2P C R 扩增和引物的设计2 3 华中农业大学2 0 1 0 届博士研究生学位论文 3 2 4 数据分析2 5 3
5、2 4 1 新型甘蓝型油菜群体结构的分析2 5 4 结果与分析2 6 4 2C c P 多样性群体的创建与评估2 7 4 2 1 五倍体细胞学和性状分析2 7 4 2 2C c P F 2 群体的创建3 l 4 2 2 1C c P F 2 群体的形态学和细胞学观察3 2 4 2 2 2C c P F 2 群体性状分析3 4 4 2 2 3 亚基因组特异指纹标记的筛选3 5 4 2 3C c P F 3 和C c P F 4 群体的创建4 0 4 2 3 1C c P F 4 群体的细胞学和育性分析4 0 4 2 3 2C c P F 4 群体的性状分析4 3 4 2 3 3C c P F 4
6、 群体的遗传结构分析4 8 4 2 3 4 亚基因组杂种优势的初步观察6 8 4 2 3 5 亚基因组杂种优势与遗传距离的关系一6 8 4 2 3 6 亚基因组杂种细胞学观察7 l 4 3A 。P 多样性群体的构建7 4 5 讨论。7 6 5 1 新型甘蓝型油菜种质资源库的遗传变异来源7 7 5 2 轮回选择改良基因库8 0 参考文献8 2 致谢91 新型廿蓝型油菜呶。C c 基因库的创建与评估 摘要 由于不同物种之间巨大的遗传差距，种间杂交往往能产生很强的杂种优势，但 是由于种间杂交后代一般为非整倍体，因而不育或者育性极差。为了将种间杂种优 势应用油菜种子产量的提高上，一些新型甘蓝型油菜被创
7、建，如：利用白菜型油菜 的A 基因组部分替换甘蓝油菜的”基因组，或者分别用白菜型油菜的A r 亚基因组和 埃塞俄比亚芥的C 。亚基因组部分替换甘蓝型油菜的A “C “亚基因组。新型甘蓝型油菜 与常规甘蓝型油菜杂交所产生的亚基因组杂种，在种子产量方面表现出很强的杂种 优势。但是由于先前培育新型甘蓝型油菜外源含量偏低，变异偏窄，致使培育的亚 基因组杂种在适应性或者某些农艺性状存在一定的缺陷，也阻碍了亚基因组杂种的 推广应用。 为了克服先前培育的亚基因组杂种存在的不足，本研究致力于构建一个新型甘 蓝型油菜种质资源库，该资源库包含几百份埃塞俄比亚芥和白菜型油菜品种的遗传 变异，并且其基因组基本上由白菜
8、型油菜的A r 亚基因组和埃塞俄比亚芥的C 。亚基因 组组成( 不含或者少量含有甘蓝型油菜的A “C 。基因组成分) 。我们通过两步来完成 这个新型甘蓝型油菜A r A 。C 。C 。基因库的构建，首先是以少量的白菜型油菜和大量的埃 塞俄比亚芥品种为亲本( 2 9 份白菜型油菜和1 1 0 份埃塞俄比亚芥品种亲本) 构建一 个C 。亚基因组多样性群体( C 。P o l y m o r p h i cp o p u l a t i o n ，C 。P 群体) ，在创建C 。P 群体 的过程中，一共获得了5 6 2 份5 倍体中间型单株( 这部分工作由江莹芬，田恩堂和 陈伦林完成) ，组成C 。
9、P 群体F l 世代。 对4 9 个5 倍体单株细胞学分析显示：8 4 的花粉母细胞在减数分裂过程中，都 会发生染色体丢失现象。原位杂交结果表明，在减数分裂中期先行以及后期落后的 染色体大部分为B 。基因组染色体。考察五倍体的分枝数，每角果粒数，育性以及一 些品质性状。结果显示，C 。P F l 群体育性差，分枝多，营养优势强；此外其品质性 状类似于埃塞俄比亚芥亲本( 硫甙和芥酸含量高而含油量低等特点) 。 五倍体后代染色体数目复杂，为了从F ：群体中筛选染色体数目为3 8 条的单株， 调查大约6 ，0 0 0 个F 。单株的形态学，大约有l ，1 3 7 个F 2 单株形态学类似于常规甘蓝
10、型油菜，对这些单株进行了染色体数目的检测，结果显示：染色体数目从2 7 条到 4 6 条呈连续分布，其中有6 4 1 个F ：单株染色体数目为3 8 条。我们也考察了F 。群体 的农艺和品质性状，结果显示：对比五倍体单株，F 。群体的分枝数减少，但育性得 华中农业大学2 0 1 0 届博士研究生学位论文 到了很大的改善，硫甙和芥酸含量显著降低而含油量有所提高。 从F 。群体中，选择了9 8 1 个单株，收获这些单株自交结实的种子，构成了大约 包含1 0 ，0 0 0 个单株的F 。群体。从F 。世代每个株系选择一个育性最好的单株 套袋自交，组建F 。群体。 我们从细胞学、遗传变异、农艺性状以及
11、杂种优势的表现对F 。群体进行了评估： 细胞学结果显示：F 。单株花粉育性正常，大部分单株可育花粉粒所占的比例在 9 0 以上；此外其花粉母细胞减数分裂正常，几乎没有染色体丢失现象发生；我们对 1 0 0 个F 4 单株进行染色体数目的检测，发现其染色体数目都为3 8 条，对其中的1 0 个单株进行G I S H ( G e n o m ei ns i t uh y b r i d i z a t i o n ) 分析，并未发现B 基因染色体的 存在，但是在两个新型甘蓝型油菜单株中，其花粉母细胞的某个染色体上存在较小 的杂交信号，推测可能由于B 基因组染色体片段整合到A C 基因组上所致。 应
12、用4 8 对S S R 引物分析了F 。群体、自然甘蓝型油菜，以及埃塞俄比亚芥和白菜 型油菜亲本的遗传多样性。结果显示，创建的F 。群体的遗传多样性丰富于自然甘蓝 型油菜以及埃塞俄比亚芥和白菜型油菜亲本。主成分分析显示：F 。单株的遗传基础 与常规甘蓝型油菜有所不同，被聚为不同的两类。 考察了F 4 群体的农艺性状，如：每角果粒数，千粒重，分枝数，硫甙，芥酸， 含油量等。结果显示：农艺性状变异广泛，含油量最低为1 9 9 1 ，而最高可以达到 5 1 2 ；千粒重最轻只有1 9 4g ，而最重可达到7 1 2g ；油酸含量最低为2 6 ，最 高可达到7 6 8 ，等。 利用1 0 0 份F 。单株配置亚基因组杂种。结果显示：无论在生物学产量和种子产 量上都表现了很强的杂种优势。此外，我们尝试性地分析了遗传距离与杂种优势之 间的关系。 另外，以大量的白菜型油菜品种和少量的埃塞俄比亚芥品种为亲本( 2 3 5 份白 菜型油菜和7 份埃塞俄比亚芥品种亲本) 构建一个A r 亚基因组多样性群体( A P o l y m o r p h i cp o p u l a t i o n ，A r p 群体) ，其过程与C 。P 群体的构建类似。 2
