西瓜多倍體誘導(dǎo)及其分子生物學(xué)基礎(chǔ).pdf

1、西瓜原產(chǎn)非洲，是一種世界性的園藝植物。其果瓤脆嫩，味甜多汁，含有豐富的礦物鹽和多種維生素，具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。近年來(lái)隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)西瓜品質(zhì)的要求也越來(lái)越高。1939年日本生物學(xué)家木原均等用秋水仙素成功誘導(dǎo)獲得世界上第一個(gè)四倍體西瓜，由此進(jìn)了多倍體西瓜育種的新時(shí)代。西瓜多倍體育種在世界范圍內(nèi)廣泛展開(kāi)，培育出諸多優(yōu)良的多倍體西瓜新品種，并在生產(chǎn)上得到了迅速的推廣。與生產(chǎn)上所取得的輝煌成果相比，西瓜多倍體理論研究則相對(duì)滯后，研

2、究主要集中在形態(tài)變異和細(xì)胞學(xué)水平變異，對(duì)分子水平的研究則鮮有報(bào)道。本研究以二倍體自交系早熟京欣母本為研究材料，誘變加倍，并通過(guò)雜交獲得同源三倍體西瓜;利用cDNA-SCOT差異顯示技術(shù)分析誘變過(guò)程中基因的差異表達(dá)，分析了與染色體加倍相關(guān)的基因;利用AFLP技術(shù)分析不同倍性DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)的差異，探究多倍體表型性狀變化與DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)的聯(lián)系;利用MSAP技術(shù)分析了不同倍性西瓜基因組DNA甲基化狀態(tài)和水平。研究結(jié)果如下:
　　 1.利

3、用胺黃靈誘變成功獲得與早熟京欣母本同源的四倍體，并建立了一套多倍體西瓜整個(gè)生長(zhǎng)周期的鑒定方法;
　　 2.利用誘變所得早熟京欣母本同源的四倍體與早熟京欣母本二倍體雜交獲得了同源的三倍體，得到了無(wú)籽西瓜。
　　 3.利用cDNA-SCOT差異顯示技術(shù)分析誘變過(guò)程中基因的差異表達(dá)，得到了與染色體加倍可能相關(guān)的基因片段。選擇重復(fù)穩(wěn)定出現(xiàn)的片段，克隆，測(cè)序，比對(duì)，分析了片段的生物功能，主要與細(xì)胞分裂、能量與代謝、蛋白加工與降解、

4、跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)和抗逆等相關(guān)。
　　 4.通過(guò)對(duì)不同倍性西瓜基因組DNA的AFLP分析，證明在誘變過(guò)程中以及雜交組配三倍體的過(guò)程中未發(fā)生DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)的改變，原始材料優(yōu)良的性狀可以得到很好的保留。
　　 5.應(yīng)用MSAP技術(shù)對(duì)不同倍性西瓜基因組DNA進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，在不同倍性西瓜基因組DNA中均存在甲基化;誘變及雜交后，甲基化水平及狀態(tài)有所變化。二倍體、三倍體、四倍體的總甲基化率分別為25.2％、28.5％、28.2％，差異

5、不顯著;甲基化狀態(tài)均以全甲基化為主，全甲基化水平以三倍體為最高，為24.9％，二倍體與四倍體的全甲基化率分別為22.5％、21.9％;二倍體、三倍體、三倍體半甲基化率分別為2.7％、3.6％、6.3％，差距較大，與倍性呈正相關(guān)。進(jìn)一步對(duì)不同倍性西瓜DNA甲基化模式的變化特征分析，與二倍體相比，多倍體西瓜位點(diǎn)甲基化模式大部分未改變，但也有少部分位點(diǎn)甲基化模式進(jìn)行了調(diào)整。三倍體有超過(guò)12.1％的位點(diǎn)、四倍體有超過(guò)13.9％的位點(diǎn)甲基化模式發(fā)