人工合成蕓薹屬異源六倍體的細(xì)胞遺傳學(xué)研究.pdf

1、蕓薹屬三個(gè)栽培二倍體種（白菜型油菜、甘藍(lán)、黑芥）間的成對(duì)雜交形成了三個(gè)栽培異源四倍體種（甘藍(lán)型油菜、芥菜型油菜、埃塞俄比亞芥），但自然界沒有發(fā)現(xiàn)倍性更高的蕓薹屬種存在。本研究通過蕓薹屬六個(gè)栽培種間的三種雜交途徑合成蕓薹屬三基因組異源六倍體（2n=54，AABBCC），并進(jìn)行連續(xù)世代的形態(tài)、育性及分子細(xì)胞學(xué)分析，獲得如下主要結(jié)果:
　　1.通過三個(gè)二倍體間的順序雜交及染色體加倍([B.rapa×B.oleracea var.albo

2、glabra]×B.nigra，[B.oleracea var.alboglabra×B.rapa]×B.nigra)產(chǎn)生兩個(gè)異源六倍體(ArAr.CoCo.BiBi/CoCo.ArAr.BiBi，染色體組的上標(biāo)符號(hào)顯示其來源的親本種，如來自B.rapa的染色體組為ArAr)，分別具有白菜型油菜(B.rapa，2n=20，AA)及芥藍(lán)(B.oleracea var.alboglabra,2n=18，CC)的細(xì)胞質(zhì)。以芥菜型油菜(B.ju

3、ncea，2n=36，AABB)為母本與芥藍(lán)雜交及雜種染色體加倍產(chǎn)生異源六倍體(AjABjBj.CoCo)，并自交三代。以前通過埃塞俄比亞芥（B.carinata，2n=34，BBCC）和小白菜(B.rapa ssp.chinensis，2n=20，AA)雜交合成的異源六倍體(BcBcCcCc.ArAr)的自交后代(S5-S7)。
　　2.這四個(gè)蕓薹屬三基因組異源六倍體連續(xù)自交多代后，我們調(diào)查了表型、花粉育性、角果結(jié)實(shí)率及用雙色原

4、位雜交分析了染色體組成和基因組的穩(wěn)定性。C基因組和B基因組染色體特性的探針做原位雜交，可以很好的區(qū)分三個(gè)基因組。從而我們可以在六倍體后代中鑒定不同的染色體數(shù)量及核型，和減數(shù)分裂中不同基因組的染色體行為，如基因組內(nèi)的同源配對(duì)和基因組間的非同源配對(duì)。在后代中整倍體和非整倍體都鑒定到了。在絕大多數(shù)的非整倍體中都保持了完整的B基因組染色體和大部分的A基因組染色體及由不同數(shù)量的C基因組染色體，這表明了基因組染色體的穩(wěn)定性梯度為B＞A＞C。在極端的

5、單株中，丟失了所以的C基因組的染色體，導(dǎo)致形成了芥菜型油菜核型的后代。有些非整倍體后代有和整倍體六倍體的染色體數(shù)(2n=54)一樣的染色體數(shù)，但是丟失或獲得了一些A/C基因組染色體。在所有六倍體連續(xù)的后代的整倍體中，減數(shù)分裂中的二倍體化和非二倍體化的減數(shù)分裂行為都共同存在。不正常的染色體配對(duì)和分離主要在A和C基因組染色體中，這導(dǎo)致了在自交后代的非整倍體的出現(xiàn)。
　　3.不同雜交途徑來源的新形成的蕓薹屬異源六倍體中，連續(xù)的自交中都顯

6、示了基因組的穩(wěn)定性差異。在絕大多數(shù)后代中B基因組的染色體都完整的保留下來，而C基因組染色體最容易丟失，A基因組染色體的改變程度小于C基因組。染色體數(shù)目的變化只存在于不同的單株間，而沒有在同一單株內(nèi)，這說明在有絲分裂過程中沒有染色體消除?？傮w說，這些六倍體表現(xiàn)了正常的染色體配對(duì)和分離貢獻(xiàn)了代際間整倍體六倍體遺傳穩(wěn)定。而不正常的A/C基因組間染色體的配對(duì)和分離導(dǎo)致了代際間的A/C基因組的連續(xù)丟失。特別的是，在六倍體AjAjBjBj.CoCo

7、 S3后代中，所有C基因組染色體消除后導(dǎo)致了恢復(fù)到母本的芥菜型油菜類型。相似的在BcBcCCc.ArAr S7中也有單株回復(fù)到芥菜型油菜(ArArBcBc)的狀態(tài)，這新型芥菜油菜保持了來自天然白菜的A基因組和天然埃塞俄比亞芥的B基因組。因此這些六倍體的后代的染色體數(shù)變異范圍是從整倍六倍體到芥菜型油菜B.juncea(2n=36，AABB)。二體遺傳和非二體遺傳減數(shù)分裂染色體行為導(dǎo)致了這些連續(xù)的代際間的整倍體和非整倍體遺傳。在這些人工合成