榨菜與紫甘藍(lán)嫁接嵌合體誘導(dǎo)的可遺傳變異及其分子機(jī)理研究.pdf

1、本論文以具有表型和分子標(biāo)記的榨菜(Brassicajuncea Coss.var.tumida Tsen etLee)與紫甘藍(lán)(B.oleracea L.var.capitata L.)的種間周緣嫁接嵌合體植株為研究材料,通過植物形態(tài)學(xué)、細(xì)胞學(xué)、組織解剖學(xué)及分子生物學(xué)等手段,系統(tǒng)地研究了嫁接對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育特性的影響；通過對(duì)嵌合體有性后代中出現(xiàn)的變異表型特性的研究,探索了植物嫁接變異的產(chǎn)生特點(diǎn)及遺傳規(guī)律；通過對(duì)嫁接后代及其親本在基因組DN

2、A序列水平和轉(zhuǎn)錄水平上的差異分析,初步研究了物種間嫁接誘導(dǎo)遺傳變異的因?yàn)?；通過嫁接體中不同物種細(xì)胞譜系之間遺傳信息交流的研究,闡釋了嫁接變異生的可能機(jī)制。本研究所取得的主要研究結(jié)果如下:
　　 (1)利用榨菜與紫甘藍(lán)的嫁接嵌合體TCC和TTC(L1-L2-L3；L1-莖尖分生組織層最外層,L2-中間層,L3最內(nèi)層；T=榨菜,C=紫甘藍(lán))系統(tǒng)地研究了嫁接對(duì)植物體生長(zhǎng)發(fā)育特性的影響,包括莖端分生組織(SAM)及SAM衍生器官。研究發(fā)

3、現(xiàn),嫁接改變了植物的SAM、營(yíng)養(yǎng)器官、生殖器官的發(fā)育模式。此外,對(duì)于植物組織、器官的細(xì)胞層起源追蹤的結(jié)果表明:大多數(shù)組織和器官是由SAM的L1,L2和L3譜系細(xì)胞層共同發(fā)育而成,但是它們?cè)诓煌鞴俳M織中的貢獻(xiàn)量不同；L1和L2參與了葉緣的發(fā)育；不定根是由L3層單獨(dú)發(fā)育而成的；花粉主要起源于L2層。
　　 (2)在嵌合體TCC中,異源L1層顯著地影響了胚胎的發(fā)生并導(dǎo)致其發(fā)生敗育。解剖學(xué)觀察發(fā)現(xiàn),嵌合體TCC胚囊內(nèi)不同譜系起源的組織

4、細(xì)胞間發(fā)育的不協(xié)調(diào)性是胚胎發(fā)生敗育的因?yàn)?；隨后我們利用胚搶救技術(shù)成功獲得了TCC的自交后代植株；然而在嵌合體TTC中,異源的L3層對(duì)其育性的影響不顯著。對(duì)嵌合體后代植株的形態(tài)學(xué)及細(xì)胞生物學(xué)的研究表明,嵌合體TCC和TTC的自交后代分別為紫甘藍(lán)和榨菜譜系起源。
　　 (3)嫁接嵌合體TTC后代植株出現(xiàn)了顯著的嫁接表型變異。通過植物形態(tài)學(xué)及遺傳學(xué)研究發(fā)現(xiàn),TIC的自交后代植株與榨菜親本相比表現(xiàn)出莖尖封頂和葉型變異等表型；而且葉型變異

5、的產(chǎn)生具有方向性和可重復(fù)性,并能夠穩(wěn)定地遺傳給后代,屬于細(xì)胞核遺傳,符合孟德爾遺傳規(guī)律。
　　 (4)ISSR多態(tài)性分析未發(fā)現(xiàn)嫁接改變植物基因組的證據(jù),但是抑制性消減雜交結(jié)果表明嫁接誘導(dǎo)了TTC后代植株內(nèi)很多基因的差異表達(dá)。
　　 (5)通過small RNA測(cè)序我們?cè)谇逗象w的榨菜回復(fù)系植株中檢測(cè)到了紫甘藍(lán)譜系特異的小RNA。研究表明:小RNA類遺傳信號(hào)物質(zhì)能在植物細(xì)胞之間移動(dòng)；不同譜系細(xì)胞間小RNA的交流可能是誘導(dǎo)嫁接