甘藍(lán)型油菜-菘藍(lán)二體異附加系的創(chuàng)制和細(xì)胞學(xué)分析.pdf

1、通過遠(yuǎn)緣雜交創(chuàng)建的異源染色體附加系、代換系和易位系可用于研究不同物種染色體組間的親緣關(guān)系、基因的定位和表達(dá)、將近緣種的有利性狀和基因引入作物等。菘藍(lán)(Isatis indigotica Fort.，2n=14，Ⅱ)屬于蕓薹科（Brassicaceae）菘藍(lán)族（Isatideae）植物，是我國廣泛栽培的藥用植物，也是油菜抗性改良的重要種質(zhì)資源。在前期研究中，以甘藍(lán)型油菜（Brassica napus L.，2n=38，AACC）品種“華雙

2、3號”與菘藍(lán)的體細(xì)胞雜種（2n=52，AACCⅡ）為母本與華雙3號連續(xù)回交及選育，建立了全套的單體異附加系（2n=39，AACC+1Ⅰa-g），即將菘藍(lán)的7條染色體分別附加到甘藍(lán)型油菜的染色體組上。但這些附加系因細(xì)胞質(zhì)重組而表現(xiàn)較高程度的雄蕊心皮化發(fā)育而雄性育性很低（附加e染色體的可育），很難獲得二體附加系，給保存及研究帶來困難。在本研究中，為了將這些附加系的重組細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)換為甘藍(lán)型油菜的正常細(xì)胞質(zhì)及消除其對花器官及雄性育性的影響、培育育

3、性提高的二體附加系，以全套附加系為父本、華雙3號為母本雜交，從后代中鑒定出單體異附加系后再自交便產(chǎn)生二體異附加系（2n=40，AACC+1Ⅱa-g）（Disomic alien addition lines，DAALs）;對其進(jìn)行了形態(tài)、分子標(biāo)記、細(xì)胞學(xué)的分析，主要結(jié)果如下:
　　1.甘藍(lán)型油菜細(xì)胞質(zhì)的DAALs的選育與鑒定。
　　在華雙3號（母本）與全套附加系（父本）的雜交后代中，只從附加5條菘藍(lán)染色體的附加系(a,b，d

4、，e，g)后代中鑒定出了所需的單體附加系植株(2n=39);它們的花發(fā)育正常、花粉育性比重組細(xì)胞質(zhì)的附加系明顯提高，自交后產(chǎn)生數(shù)量不等的種子，在自交后代的植株中通過細(xì)胞學(xué)及分子標(biāo)記鑒定出附加一對菘藍(lán)染色體的二體異附加系(DAALs)(2n=40，AACC+1Ⅱa.b.d.e.g)。
　　2.DAALs的細(xì)胞學(xué)行為及花粉育性。
　　經(jīng)普通細(xì)胞學(xué)與基因組原位雜交觀察，在DAALs的花粉母細(xì)胞(PMCs)減數(shù)分裂過程中，38條甘藍(lán)

5、型油菜染色體與2條菘藍(lán)染色體的配對與分離基本正常，在終變期形成20個二價體，后期Ⅰ進(jìn)行20∶20的均等分離;第二次分裂中形成正常的四分體及四個子細(xì)胞，落后染色體的比例極低，為其較高的花粉育性奠定了細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。只有附加b染色體的DAALs的花粉育性較低(66.40％)，其余四個DAALs的育性均在90％以上。
　　3.DAALs中菘藍(lán)染色體的傳遞率。
　　用菘藍(lán)的著絲粒引物Cen1R和Cen1F擴(kuò)增華雙3號、菘藍(lán)及5個DAAL

6、s自交后代植株的葉片DNA，菘藍(lán)及全部DAALs均有特異的擴(kuò)增產(chǎn)物，而華雙3號沒有。再用每條菘藍(lán)染色體特異性的SSR引物進(jìn)行擴(kuò)增，華雙3號沒有帶，菘藍(lán)和DAALs90％以上的后代都顯示帶，表明DAALs的較穩(wěn)定遺傳行為及菘藍(lán)染色體的較高傳遞率。
　　4.DAALs的形態(tài)特征及脂肪酸組成
　　各個DAALs在葉片顏色與形狀、株型及分枝習(xí)性、花的顏色和氣味上有所差異。雖然DAALs的角果長度有差異且均比華雙3號的短，但有的DAA