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芸薹属植物与芸芥属间杂交的研究

作　者: 戴林建
导　师: 李栒；官春云
学　校: 湖南农业大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 芸薹属芸芥亲和性识别反应培养 RAPD
分类号: S334
类　型: 博士论文
年　份: 2003年
下　载: 210次
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内容摘要

在芸薹属作物改良中，种内的遗传变异性已被育种家有效地利用，拓宽现存的作物基因库势在必行。芸芥适应性强，具有抗旱耐瘠，抗(耐)病、耐蚜虫、耐盐碱等优良性状。为了实现两属间的优良基因转移，本文对芸薹属植物与芸芥杂交时的可交配性、柱头与花粉的识别反应、杂种子房和胚培养以及真假杂种鉴定进行了比较系统的研究。结果表明： (1)芸薹属植物与芸芥杂交表现高度不亲和。采用常规有性杂交方法在芸薹属植物与芸芥杂交中，雄性不育材料与芸芥杂交，亲和性最高，表现出油菜雄性不育系远缘杂交亲和性的不育细胞质效应；甘蓝型油菜与芸芥杂交亲和性次之，而其它芸薹属种与芸芥杂交亲和性最低，说明在远缘杂交中亲和性的高低与亲本基因型以及亲缘关系有很大的关系。利用克服自交不亲和性的化学物质处理柱头有助于增进杂交亲和性，但作用有限。必须借助于现代生物技术，才可能实现两属间的优良基因转移。 (2)为了查明两属间植物杂交时受精前的障碍，用荧光显微镜观察了2个芸芥品种的花粉粒在5个油菜品种的柱头上粘附、萌发以及花粉管与柱头的识别反应。观察结果如下：油菜接受芸芥的花粉后，花粉延迟粘附和萌发，花粉管较难伸长，在柱头上扭曲、肿胀等不亲和现象，并使乳突细胞产生强烈的胼胝质反应，从而阻碍异源花粉管进入柱头。不同基因型的花柱对相同花粉粒的粘合速度和数量、花粉粒在柱头上萌发的数量以及柱头的胼胝质反应程度都有较大差别。粘合的速度和数量由高到低依次为：681A，571抗倒，湘油15号，742特，新疆野生油菜。 (3)在子房培养中，以授粉后6～8d处理的子房生长量最大，成胚数和成苗数最多，相应的每角平均成胚数和成苗率也最高。所有不同浓度和组合的激素，包括无激素培养基处理均获得了湘油15号与芸芥的杂种胚，以1.0mg／LNAA+0.5mg／L6-BA组合效果最好。两种激素单独使用时，均能提高湘油15号与芸芥杂交的成胚数和成苗数。两种激素组合使用时，生长素对湘油15号与芸芥杂种胚的获得有明显的促进作用。低浓度的细胞分裂素对生长素的作用有促进作用，而高浓度的细胞分裂素对生长素的作用却有抑制作用，浓度越高，抑制作用越大，如1.smg/L NAA+2.Omg/L6一BA的成胚数和成苗数与无激素的培养基一样。 (4)在胚培养中，生长素和细胞分裂素对离体胚的发育有明显的促进作用，而附加成分(干酪素)单独使用时效果不明显，与生长素一起使用效果较好。 (5)子房培养和胚培养均能获得一定数量的成苗数，但通过苗期真假杂种的鉴定，24株真杂种均由子房培养所获得。 (6)用100个随机引物对亲本DNA进行了扩增分析，引物5358、5388、5472能使三种组合的曰产生父本标记带，确定其为三个组合杂种鉴定的引物。引物5358在湘油15号x柴门芸芥组合的RAPD反应中，6个单株中扩增出约900 bp的父母标记带，其余的均没有扩增出这一片段;引物5388在柴门湘油15号x青城芸芥组合的尺A尸D反应中，7个单株全部扩增出约500 bp的父母标记带;引物5472在湘油15号x郭城芸芥组合的RAPD反应中，5个单株中也全部扩增出约600 bp的父母标记带。具有互补带型的单株是真杂种，其他单株为假杂种。本实验供试材料中真杂种RAPD纯度为75%。

全文目录

中文摘要  7-9
英文摘要  9-12
第一章文献综述  12-29
  1 远缘杂交的含义和机制  12-14
  2 杂交亲和性的研究  14-19
    2.1 可交配性研究  14-17
    2.2 花粉和柱头相互作用的研究  17-19
  3 组织培养技术在芸薹属植物远缘杂交研究中的应用  19-24
    3.1 芸薹属植物的子房培养  19-21
    3.2 芸薹属植物的胚培养  21-22
    3.3 芸薹属植物的原生质体培养  22-24
      3.3.1 胞质基因转移  22
      3.3.2 抗逆基因转移  22-23
      3.3.3 其它重要基因转移  23
      3.3.4 人工合成芸薹属作物复合种和新物种  23-24
  4 分子标记技术在芸薹属植物远缘杂交中的应用  24-29
    4.1 应用于芸薹属起源与进化的研究  24
    4.2 芸薹属植物亲缘关系的分析  24-26
    4.3 芸薹属植物分子遗传图谱的构建  26-27
    4.4 DNA指纹库的应用  27
    4.5 杂种优势的分析与预测  27
    4.6 杂种后代的鉴别  27-29
第二章芸薹属植物与芸芥属间杂交亲和性研究  29-38
  1 材料与方法  29-30
    1.1 材料  29-30
    1.2 方法  30
      1.2.1 常规杂交方法  30
      1.2.2 生长调节物质的处理  30
  2 结果与分析  30-36
    2.1 甘蓝型油菜与芸芥正反交  30-32
    2.2 雄性不育材料与芸芥杂交  32-33
    2.3 其它芸薹属种与芸芥杂交  33-35
    2.4 生长调节物质对杂交亲和性的影响  35
    2.5 植株的形态鉴别  35-36
  3 小结与讨论  36-38
第三章芸薹属植物与芸芥杂交时柱头与花粉相互作用的研究  38-46
  1 材料与方法  38
    1.1 材料  38
    1.2 方法  38
  2 结果与分析  38-41
    2.1 花粉在柱头表面的粘合情况  39
    2.2 花粉粒的萌发及花粉管与柱头表面的相互作用  39-41
    2.3 萌发花粉粒及柱头胼胝质  41
  3 小结与讨论  41-46
第四章芸薹属植物与芸芥属间杂交子房离体培养和胚培养研究  46-56
  1 材料与方法  46-47
    1.1 材料与杂交组合  46
    1.2 试验方法  46-47
      1.2.1 子房培养  46-47
      1.2.2 胚培养  47
  2 结果与分析  47-51
    2.1 甘蓝型油菜与芸芥杂交角果的发育观察  47-48
    2.2 不同激素处理对离体子房发育的影响  48-49
    2.3 授粉后子房发育天数对离体子房发育的影响  49
    2.4 不同激素处理对离体胚发育的影响  49-50
      2.4.1 幼胚在培养基中的生长情况  49-50
      2.4.2 激素对离体胚生长和发育的影响  50
    2.5 生根和试管苗移栽及幼苗形态观察  50-51
  3 小结与讨论  51-56
第五章 RAPD技术对真假杂种鉴别的研究  56-63
  1 材料和方法  56-57
    1.1 材料和试剂  56
    1.2 方法  56-57
      1.2.1 DNA提取  57
      1.2.2 RAPD反应条件的优化  57
      1.2.3 RAPD反应  57
  2 结果与分析  57-61
    2.1 提取的DNA质量与产量  57
    2.2 RAPD反应条件的优化  57-59
    2.3 亲本多态性随机引物的筛选  59-60
    2.4 F1杂种的RAPD分析和杂种种子纯度鉴定  60-61
  3 讨论  61-63
    3.1 DNA质量对扩增反应的影响  61
    3.2 RAPD标记的稳定性  61
    3.3 真杂种F1对标记带的筛选  61-62
    3.4 RAPD标记鉴定杂种的辅助措施  62-63
参考文献  63-74

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