甘蓝型油菜与黑芥种间杂种基因组亲缘关系研究

以甘蓝型油菜和黑芥为亲本,采用人工杂交并结合胚培养合成了A、B、C三基因组杂种。基因组原位杂交结果显示,在花粉母细胞减数分裂终变期,B基因组染色体以0.41~0.90的频率形成同配二价体,A、C基因组染色体以4.25~5.94频率形成二价体,B基因组与A、C基因组间形成异配二价体的频率在0.96~1.65之间,B基因组与A、C基因有较远的亲缘关系;减数分裂后期I染色体分离极不规律;B基因组染色体分离表现为多样性,2∶6极端分离方式以19%的比例出现;落后染色体、染色体桥及非四分孢子都在减数分裂过程中出现,极端异常的减数分裂是导致花粉不育的重要原因。     

黄芽白与红菜薹杂种后代的细胞遗传学特征

将白菜型油菜不同栽培种‘红菜薹’和‘黄芽白’进行正反交获得杂种一代,再经过多代自交获得高世代杂种。观察杂种后代形态学特征(叶型、株高、分枝数等）、育性特征（花粉育性、自交结实率）和花粉母细胞减数分裂染色体行为特征。结果表明经过多代自交,杂种后代各性状趋于稳定,正反交杂种形态有较大差异,而高世代杂种与杂种一代相比,形态没有明显变化。杂种后代花粉育性和自交结实率都比较高,花粉可育率均达到90%以上,但与双亲相比仍然稍差。杂种后代花粉母细胞减数分裂比较正常,但仍有少数细胞出现异常染色体行为。杂种后代减数分裂终变期染色体联会主要以形成环状和棒状的二价体为主,但也形成四价体等其他染色体构型。杂种后代中平均形成二价体的数目在6.7～8.2,最多全部20条染色体形成10个二价体,其中形成环状二价体和棒状二价体的比例相差不大。除了形成二价体外,部分花粉母细胞还形成少数四价体。与亲本相比,杂种后代染色体联会出现较多的非同源联会,平均每个细胞形成二价体的数目比亲本少,而形成四价体的数目比亲本多。在减数分裂后期Ⅰ,同源染色体分开并移向细胞两极,减数分裂后期Ⅱ,染色单体分开最终形成四分体。在此过程中,绝大多细胞染色体行为正常,但有个别细胞出现后期Ⅰ染色体不均等分离,有些细胞同源染色体分开时形成染色体桥;有些细胞在减数分裂Ⅱ中期和后期出现落后染色体。此杂种后代减数分裂过程较正常,探明杂种后代的减数分裂特征可为白菜型油菜杂交育种提供理论依据。     

mTERF基因及其作用研究进展

线粒体转录终止因子mTERF是一类由核基因编码且高度保守的线粒体DNA结合单体蛋白质,对线粒体、叶绿体功能的调控、生物进化、基因诊断与治疗具有重要作用。从mTERF基因与线粒体和叶绿体的关系、mTERF基因的种类和结构和mTERF基因的作用3个方面综述了动植物中mTERF基因的研究进展。     

甘蓝型油菜与黑芥种间杂种的合成

为利用黑芥抗病基因进行甘蓝型油菜遗传改良,采用胚培养方法克服种间杂交生殖隔离障碍进行黑芥与4个甘蓝型油菜品种之间的杂交.结果表明:以2.5％～5.3％的频率获得了以黑芥为母本、甘蓝型油菜为父本的4个杂交组合的三倍体杂种;以0.4％的频率获得了以陕油5号为母本、黑芥为父本的三倍体杂种,并采用基因组原位杂交进行了杂种的鉴定.通过秋水仙碱处理三倍体的方法成功地获得了相应的双倍体杂种.三倍体杂种主要性状表现出双亲的中间型,花粉无育性.经染色体组加倍所得的双倍体与相应的三倍体相比表现出生长旺盛性特点,花粉育性得到一定恢复.双倍体的获得为进一步将黑芥抗病基因引入甘蓝型油菜提供了条件.     

预处理和激素对草莓花药离体培养的影响

花药培养是进行植物脱毒和获取单倍体的有效方法。为提高草莓花药培养的再生效率,采用低温和黑暗的方式对草莓花药进行预处理,以不同种类和浓度的激素诱导诱导愈伤组织形成、不定芽形成与增殖。结果表明,培养前低温处理可促进愈伤组织形成,以4℃低温处理72h的效果最好。但花药黑暗预处理对愈伤组织形成没有作用。较高浓度的2,4-D(MS+1.0mg·L-16-BA+2.0mg·L-12,4-D)最适合诱导且促进花药愈伤组织形成,有助于下一步分化培养。而NAA对不定芽分化起着重要作用,诱导成功率达到10%以上,其中以MS+1.0mg·L-16-BA+0.2mg·L-1NAA诱导效果最好。在添加NAA的基础上再加入KT也能提高不定芽分化率。不定芽增殖过程不宜添加过高浓度的细胞分裂素和生长素,以MS+0.7mg·L-16-BA+0.1mg·L-1NAA诱导增殖效率最高,激素浓度过高时易出现玻璃化,现象,形成畸形苗。本研究建立了高效的草莓花药培养再生体系,为获得无病毒草莓苗和单倍体提供了条件。     

甘蓝型油菜与黑芥双倍体减数分裂的原位杂交分析

【目的】探明植物杂种后代减数分裂异常与花粉败育之间的关系。【方法】通过甘蓝型油菜与黑芥种间杂交和基因组加倍,获得芸薹属三基因组双倍体,采用基因组原位杂交方法,观察三基因组双倍体花粉母细胞的减数分裂规律。【结果】与单倍体相比,双倍体花粉育性得到一定恢复,但可育花粉的比例较低,只有10%~20%。基因组原位杂交结果显示,双倍体花粉母细胞减数分裂终变期染色体以形成同源二价体为主,但也有部分染色体形成四价体或六价体。四价体有3种形式:B基因组染色体形成的四价体、AC基因组染色体形成的四价体及B与AC基因组之间形成的异配四价体。减数分裂后期Ⅰ染色体均等分离的细胞占总数的70%左右,在第2次减数分裂期也观察到非正常分裂如非四分孢子、微核等现象。【结论】减数分裂过程中的染色体异常行为可能是导致花粉育性不高的重要原因;虽然不正常的减数分裂导致花粉育性下降,但双亲染色体的异源联会可为双亲遗传物质的交换提供条件。     

白菜型油菜亚种间杂种的合成

采用蕾期人工去雄与辅助授粉的方式,以白菜型油菜十月红菜薹和黄芽白进行正反交,以较高的频率获得了杂种后代。杂种后代叶型、株型和花等形态均表现为双亲的中间型。叶片颜色比黄芽白更深,均偏向十月红菜薹的紫红色;植株表现出较强的杂种优势,株高大于双亲,产生大量的分枝,角果数远多于双亲。杂种后代花器官发育正常,可育花粉为99%以上,且自交结实率较高。花粉母细胞减数分裂比较正常,95%的花粉母细胞在终变期所有染色体进行同源配对,形成10个二价体,减数第二次分裂中期有部分出现染色体落后现象。杂种后代极强的杂种优势和较好的自交结实性为进一步选育具有优良特性的新型白菜型油菜提供了可能。     

白菜型油菜黄芽白与甘蓝型油菜湘油15种间杂交及其杂种后代的遗传学特征

采用人工杂交方法,以甘蓝型油菜湘油15和白菜型油菜黄芽白为亲本进行正反交获得杂种一代,杂种一代自交产生杂种二代。结果表明,以甘蓝型油菜为母本杂交容易获得杂种后代,而反交组合却比较困难。正反交杂种一代株型和叶片形态都与甘蓝型油菜接近。在花粉母细胞第一次减数分裂前期,染色体主要形成二价体或单价体,但也有少数染色体参与非同源联会形成多价体。第一次减数分裂和第二次减数分裂的中期和后期,落后染色体和染色体桥也较多出现在花粉母细胞中。杂种一代雄蕊发育不良,花粉育性低,自交结实率也比较低。杂种二代花粉育性极显著(P<0.01)提高,自交结实率也比杂种一代极显著(P<0.01)提高。预期经多代自交,杂种育性能得到较好恢复,可以作为甘蓝型油菜改良的遗传资源。     

芸薹属种内与种间杂种遗传学特征

芸薹属包括多种蔬菜和油料作物,是与人类生产、生活关系最密切的一个属.为了研究白菜型油菜与其近缘种间的杂交亲和性及杂种后代的遗传特征,采用剥蕾去雄和人工授粉方法进行小白菜与甘蓝型油菜种间杂交AACC×Ac Ac以及小白菜与黄芽白不同栽培种间杂交Ac Ac×Ah Ah,并分析杂种后代的表型、花粉育性和细胞学等遗传特征.结果表明,AACC×Ac Ac杂交组合杂交授粉亲和性差,在授粉后出现胚发育夭亡现象,以较低的比例获得了杂种后代,杂种后代表现出生物产量高、生命力旺盛、生长势较强等特点.杂交组合Ac Ac×Ah Ah获得杂种后代的比例较高,杂种后代植株较矮小.AACC×Ac Ac杂种后代花粉母细胞减数分裂过程中有单价体、不均等分离等异常现象出现,与之相应其花粉育性和结实率也较差.Ac Ac×Ah Ah杂种后代花粉母细胞减数分裂过程中染色体联会正常,所有染色体都形成二价体,后期I染色体也是均等分离,因此花粉育性好,结实率高.芸薹属杂种后代合成及其遗传特征研究有助于芸薹属栽培植物遗传资源拓展和新品种培育.     

甘蓝型油菜与黑芥种间杂种的细胞遗传学特征

为将黑芥（Brassica nigra ）抗病基因引入甘蓝型油菜（B ．napus ）,通过有性杂交合成甘蓝型油菜与黑芥的三倍体杂种,经基因组加倍获得相应的六倍体,并观察三倍体和六倍体花粉母细胞减数分裂行为。结果表明：三倍体表现为花粉完全不育,而六倍体雌配子育性得到较好恢复,雄配子育性较低（10％～20％）。三倍体减数分裂终变期染色体主要以单价体形式存在,每个细胞平均形成3．8～5．9个二价体,也有极少数三价体出现。六倍体减数分裂染色体主要形成二价体,并以较低频率形成单价体和四价体。六倍体减数分裂后期 I 均等分离的细胞仅占65％～85％。落后染色体、非四分孢子等异常减数分裂行为也有发生。