榨菜與紫甘藍嫁接嵌合體誘導的可遺傳變異及其分子機理研究.pdf

1、本論文以具有表型和分子標記的榨菜(Brassicajuncea Coss.var.tumida Tsen etLee)與紫甘藍(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、細胞學、組織解剖學及分子生物學等手段,系統(tǒng)地研究了嫁接對植物生長發(fā)育特性的影響；通過對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)生特點及遺傳規(guī)律；通過對嫁接后代及其親本在基因組DN

2、A序列水平和轉錄水平上的差異分析,初步研究了物種間嫁接誘導遺傳變異的因為；通過嫁接體中不同物種細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制。本研究所取得的主要研究結果如下:
　　 (1)利用榨菜與紫甘藍的嫁接嵌合體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)系統(tǒng)地研究了嫁接對植物體生長發(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、營養(yǎng)器官、生殖器官的發(fā)育模式。此外,對于植物組織、器官的細胞層起源追蹤的結果表明:大多數(shù)組織和器官是由SAM的L1,L2和L3譜系細胞層共同發(fā)育而成,但是它們在不同器官組織中的貢獻量不同；L1和L2參與了葉緣的發(fā)育；不定根是由L3層單獨發(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)生并導致其發(fā)生敗育。解剖學觀察發(fā)現(xiàn),嵌合體TCC胚囊內(nèi)不同譜系起源的組織

4、細胞間發(fā)育的不協(xié)調(diào)性是胚胎發(fā)生敗育的因為；隨后我們利用胚搶救技術成功獲得了TCC的自交后代植株；然而在嵌合體TTC中,異源的L3層對其育性的影響不顯著。對嵌合體后代植株的形態(tài)學及細胞生物學的研究表明,嵌合體TCC和TTC的自交后代分別為紫甘藍和榨菜譜系起源。
　　 (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)學及遺傳學研究發(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性,并能夠穩(wěn)定地遺傳給后代,屬于細胞核遺傳,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果表明嫁接誘導了TTC后代植株內(nèi)很多基因的差異表達。
　　 (5)通過small RNA測序我們在嵌合體的榨菜回復系植株中檢測到了紫甘藍譜系特異的小RNA。研究表明:小RNA類遺傳信號物質能在植物細胞之間移動；不同譜系細胞間小RNA的交流可能是誘導嫁接