大白菜-結(jié)球甘藍(lán)1號(hào)染色體異附加系衍生后代外源染色體的遺傳分析.pdf

1、異附加系是創(chuàng)造異代換系和異源易位系的重要橋梁材料，在理論研究和育種實(shí)踐中具有十分重要的價(jià)值。在異附加系的有效利用中，對(duì)外源染色體的精確鑒定以及遺傳分析非常重要。在各種鑒定方法中，基于基因組重測(cè)序開發(fā)的多態(tài)性InDel標(biāo)記為異附加系的鑒定提供了技術(shù)保證。異附加系外源染色體的遺傳分析包括外源染色體傳遞給子代頻率和染色體片段大小，它決定著異附加系衍生后代染色體的數(shù)目和組成。為了創(chuàng)新大白菜（Brassica rapaL.ssp.pekinens

2、is，AA）遺傳種質(zhì)，豐富其遺傳背景，近年來(lái)，本課題組開展了將結(jié)球甘藍(lán)優(yōu)良基因?qū)氪蟀撞诉M(jìn)行種質(zhì)創(chuàng)新研究，獲得了整套大白菜—結(jié)球甘藍(lán)單體異附加系和部分二體異附加系等珍貴材料。但關(guān)于外源染色體在異附加系衍生后代中的遺傳情況尚需系統(tǒng)的研究。
　　本研究利用InDel標(biāo)記和細(xì)胞學(xué)方法，對(duì)大白菜—結(jié)球甘藍(lán)1號(hào)染色體二體異附加系(AC1D)自交后代及小孢子再生植株、大白菜—結(jié)球甘藍(lán)1號(hào)染色體單體異附加系(AC1M)輻射誘變后代的染色體組成及

3、數(shù)目進(jìn)行了鑒定，對(duì)獲得的2個(gè)攜帶甘藍(lán)易位片段材料的特征特性進(jìn)行了研究。主要研究結(jié)果如下:
　　1.以大白菜‘85-1'、結(jié)球甘藍(lán)‘11-1’為對(duì)照，利用均勻分布在甘藍(lán)9條染色體上的6～8個(gè)InDel標(biāo)記，對(duì)從大白菜—結(jié)球甘藍(lán)AC1D自交后代中獲得的21條和22條染色體的2個(gè)單株進(jìn)行PCR擴(kuò)增，確定了大白菜—結(jié)球甘藍(lán)1號(hào)染色體異附加系附加了結(jié)球甘藍(lán)的C03染色體，并滲入了C05和C07的染色體片段;進(jìn)—步利用2個(gè)單株對(duì)甘藍(lán)C03染色

4、體沿全長(zhǎng)分布的67個(gè)多態(tài)性InDel標(biāo)記進(jìn)行篩選，結(jié)果表明染色體數(shù)為21的單株攜帶了C03染色體的52個(gè)標(biāo)記，染色體數(shù)為22的單株攜帶了C03染色體的40個(gè)標(biāo)記，推斷2個(gè)單株分別為大白菜—結(jié)球甘藍(lán)單體異附加系和大白菜—結(jié)球甘藍(lán)二體異附加系。
　　2.利用甘藍(lán)C03染色體67個(gè)多態(tài)性InDel標(biāo)記和細(xì)胞學(xué)方法對(duì)大白菜AC1D自交后代46個(gè)單株進(jìn)行鑒定分析，結(jié)果表明，其中3個(gè)單株為染色體數(shù)22條的大白菜—結(jié)球甘藍(lán)二體異附加系，6個(gè)單株

5、為染色體數(shù)21條的大白菜—結(jié)球甘藍(lán)單體異附加系，1個(gè)單株為染色體數(shù)20條的大白菜雙體代換系，29個(gè)單株為染色體數(shù)20條的附加了結(jié)球甘藍(lán)染色體片段的大白菜易位系，還有3個(gè)單株染色體數(shù)為22條，2個(gè)單株染色體數(shù)為21條，推斷其分別為易位了結(jié)球甘藍(lán)染色體片段的大白菜雙三體和三體。
　　3.對(duì)大白菜—結(jié)球甘藍(lán)AC1D異附加系自交后代23個(gè)單株進(jìn)行小孢子培養(yǎng)，共有14個(gè)單株出胚，其中9個(gè)單株小孢子胚再生成苗，小孢子出胚率為0.1～4.2個(gè)胚

6、/蕾，小孢子胚成苗率為7.1～100％，共獲得139個(gè)小孢子植株。利用7號(hào)、8號(hào)、24號(hào)、27號(hào)單株攜帶的InDel標(biāo)記對(duì)其小孢子植株和自交后代植株進(jìn)行比較鑒定，結(jié)果表明，在4個(gè)單株小孢子后代中分別鑒定出3、2、0、1個(gè)攜帶甘藍(lán)特異標(biāo)記的植株，占供鑒定植株的比例分別為12％、66.7％、0和20％;在4個(gè)單株自交后代中分別鑒定出3、11、18、26個(gè)攜帶甘藍(lán)特異標(biāo)記的植株，各占鑒定植株的比例分別為13％、28.2％、23.1％和53％;

7、從4個(gè)單株小孢子和自交后代中共獲得9個(gè)攜帶1個(gè)甘藍(lán)特異標(biāo)記的植株和13個(gè)攜帶3～9個(gè)連續(xù)標(biāo)記的植株。
　　4.利用甘藍(lán)C03染色體67個(gè)多態(tài)性InDel標(biāo)記對(duì)大白菜—結(jié)球甘藍(lán)AC1M輻射回交后代進(jìn)行鑒定，在68個(gè)回交后代中鑒定出15個(gè)含有甘藍(lán)特異條帶的單株，其中1株(BC-3)攜帶12個(gè)甘藍(lán)特異標(biāo)記，1株(BC-2)攜帶2個(gè)甘藍(lán)特異標(biāo)記，13株攜帶1甘藍(lán)特異標(biāo)記;對(duì)BC-1、BC-2、BC-3、BC-8、BC-10和BC-156個(gè)

8、單株的染色體數(shù)目進(jìn)行鑒定表明:BC-3染色體數(shù)21條，推斷其為可能為大白菜—結(jié)球甘藍(lán)1號(hào)染色體單體附加系，其余5株僅含有1個(gè)標(biāo)記的單株染色體數(shù)均為20條，推斷其為大白菜—結(jié)球甘藍(lán)1號(hào)染色體易位系。對(duì)這6個(gè)單株攜帶的標(biāo)記在其自交后代中的傳遞情況進(jìn)行鑒定，結(jié)果表明，僅BC-1和BC-15單株的自交后代中檢測(cè)到甘藍(lán)特異條帶，攜帶標(biāo)記的單株占供鑒定單株的比例分別為1.5％和13.9％;而其他4個(gè)單株的自交后代中均未檢測(cè)到攜帶甘藍(lán)特異標(biāo)記的單株。

9、
　　5.對(duì)獲得的兩個(gè)大白菜—結(jié)球甘藍(lán)1號(hào)染色體易位系的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期性狀進(jìn)行調(diào)查，并在收獲期進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)測(cè)定。結(jié)果表明:兩個(gè)易位系自交后代在葉形和植株形態(tài)上均表現(xiàn)出與二倍體大白菜‘85-1’存在差異。營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)檢測(cè)表明在自交后代中僅有甘藍(lán)條帶的植株、既有甘藍(lán)條帶又有白菜條帶的植株、只有白菜條帶的植株在所測(cè)試的各項(xiàng)指標(biāo)中，平均纖維素、可溶性糖和干物質(zhì)的含量在大白菜‘85-1’、結(jié)球甘藍(lán)‘11-1’及3中類型的植株中的差異達(dá)到顯著水平，而