附加甘蓝3号染色体的大白菜单体异附加系的获得与研究

 以大白菜—结球甘蓝异源三倍体杂交种（AAC）与二倍体大白菜（AA）的回交一代为材料,利用根尖体细胞核型分析法鉴定出大白菜—结球甘蓝3号单体异附加系;利用甘蓝连锁群特异SSR标记鉴定表明,该单体异附加系中的外源染色体与甘蓝的03连锁群相对应;该单体异附加系植株矮小,花枝细弱倒伏,花粉整齐度、花粉生活力和结籽率均较低,花粉母细胞减数分裂过程中存在染色体不均衡分离及染色体落后等现象。     

白菜与甘蓝型油菜—萝卜F染色体附加系回交BC1中萝卜F染色体的精准鉴定

参考萝卜染色体定位序列标记连锁图谱中F染色体连锁群的SSR分子标记,利用21个已知萝卜染色体组成的甘蓝型油菜—萝卜附加系材料,确定了萝卜F染色体特异的2个SSR标记RM-59-293和Rs1SSR3694-220,应用两个标记对白菜'559'与甘蓝型油菜—萝卜F染色体附加系FF回交的BC1进行鉴定,筛选出10个含有萝卜...     

大白菜—结球甘蓝1号染色体二体异附加系自交后代InDel标记分析和染色体数鉴定

在进行异附加系鉴定和相应连锁群In Del标记筛选的基础上,利用In Del标记和细胞学方法对大白菜—结球甘蓝1号染色体二体异附加系自交后代46个单株进行了鉴定分析。结果表明:结球甘蓝C03连锁群相对于大白菜特异的67个In Del标记,均至少在1份后代单株中扩增出了甘蓝的特异条带;在46个后代单株中,3个单株为染色体数22条的二体异附加系,6个单株为染色体数21条的单体异附加系,1个单株为染色体数20条的大白菜二体代换系,28个单株为染色体数20条的附加了结球甘蓝染色体片段的大白菜易位系,还有3个单株染色体数为22条,2个单株染色体数为21条,推断其分别为易位了结球甘蓝染色体片段的大白菜非整倍体易位系,还有3个单株没有检测到甘蓝特异条带。本研究结果为这些材料的进一步研究和应用奠定了基础。     

利用小孢子培养创建大白菜-结球甘蓝易位系

为创建大白菜-结球甘蓝易位系,以大白菜-结球甘蓝3 号单体异附加系（AA + C3）为试材,进行了游离小孢子培养,利用结球甘蓝C02 连锁群相对于大白菜的特异InDel 标记对获得的小孢子植株进行鉴定,从17 个小孢子植株中筛选出1 个具有结球甘蓝特异条带的植株。通过对InDel 标记的加密设计,明确了该植株中外源甘蓝片段的大小为1.03 Mb。利用大白菜A 基因组10 个连锁群上均匀分布的100 个InDel 标记对其进行分子鉴定,初步确定了该植株中甘蓝染色体片段位于大白菜5 号染色体上。花粉母细胞减数分裂观察结果显示,该植株染色体数为20 条,为添加结球甘蓝3 号染色体片段的大白菜-结球甘蓝易位系。     

结球甘蓝相对于大白菜的连锁群特异SSR标记建立

 选用位于甘蓝9个连锁群的91对SSR引物, 对8个结球甘蓝品种和7个大白菜品种进行PCR扩增, 筛选出25对结球甘蓝相对大白菜的特异SSR引物, 涉及甘蓝的9个连锁群, 其中位于O1连锁群3对, O2连锁群4对, O3连锁群2对, O4连锁群3对, O5连锁群2对, O6连锁群2对, O7连锁群4对,O8连锁群2对, O9连锁群3对。为利用SSR标记鉴定大白菜—结球甘蓝异附加系中附加的结球甘蓝染色体奠定了基础。     

甘蓝型油菜―萝卜附加系中萝卜染色体的(dp)RAPD标记

在已掌握甘蓝型油菜―萝卜附加系染色体构成,并构建萝卜分子连锁图谱的基础上,以甘蓝型油菜―萝卜附加系为材料,利用(dp)RAPD分子标记技术,筛选附加系中外源萝卜9条染色体(A～I)的分子标记,为进一步研究萝卜染色体与连锁群对应关系奠定基础.试验筛选了576个随机引物(组合),有413个能从附加系中扩增出萝卜染色体的(dp)RAPD标记,平均有效引物(组合)占71.7%,其中RAPD反应有效引物率67.7%,dpRAPD反应有效引物率73.2%.试验共得到899个萝卜染色体(dp)RAPD标记,包括354个RAPD标记和545个dpRAPD标记,覆盖萝卜整个基因组的全部9条染色体,不同染色体的标记数目变化范围在41～160,其中最多的是染色体C,最少的是染色体I.     

甘蓝型油菜-萝卜附加系中萝卜染色体的（dp）RAPD标记

在已掌握甘蓝型油菜-萝卜附加系染色体构成,并构建萝卜分子连锁图谱的基础上,以甘蓝型油菜?萝卜附加系为材料,利用(dp)RAPD分子标记技术,筛选附加系中外源萝卜9条染色体(A～I)的分子标记,为进一步研究萝卜染色体与连锁群对应关系奠定基础。试验筛选了576个随机引物(组合),有413个能从附加系中扩增出萝卜染色体的(dp)RAPD标记,平均有效引物(组合)占71·7%,其中RAPD反应有效引物率67·7%,dpRAPD反应有效引物率73·2%。试验共得到899个萝卜染色体(dp)RAPD标记,包括354个RAPD标记和545个dpRAPD标记,覆盖萝卜整个基因组的全部9条染色体,不同染色体的标记数目变化范围在41～160,其中最多的是染色体C,最少的是染色体I。     

大白菜—结球甘蓝4号染色体二体异附加系的获得与性状分析

以大白菜—结球甘蓝4号染色体单体异附加系自交后代为材料,通过根尖染色体计数法鉴定,从36株中筛选出3株2n = 22的植株。染色体核型分析结果表明,该3株为大白菜—结球甘蓝4号染色体二体异附加系。该二体异附加系在生殖生长时期表现植株较矮小,基生叶卵圆形、绿色,茎生叶披针形、浅绿色,开花时间晚,黄花,花器官较大白菜—结球甘蓝4号染色体单体异附加系小,花粉量少、结荚率和结籽率低。减数分裂观察发现：后期Ⅰ染色体主要以11︰11分离方式为主,所占比率为70.59%;后期Ⅱ染色体以11︰11︰11︰11为主,其比率为69.57%。     

大白菜—甘蓝异附加系的获得与鉴定

 异附加系是利用外源基因进行品种改良和基因组研究的重要材料。以大白菜—甘蓝异源三倍体（AAC）与二倍体大白菜（AA）回交一代为材料,经过细胞学鉴定,从中筛选出大白菜—甘蓝7号单体附加系CO-7-1和9号单体附加系CO-9-2。CO-7-1、CO-9-2自交后代中外源染色体出现频率分别为35.3%、20.0%。从CO-7-1的自交后代中分离鉴定出二体异附加系CO-7-1D的比率为11.8%。该异附加系的获得为分析大白菜和甘蓝的亲缘关系,进一步获得大白菜和结球甘蓝易位系、代换系提供了基础材料。     

黄瓜—酸黄瓜异附加系的创制与鉴定

异附加系是重要的种间材料,可用于种间外源遗传物质的渐渗及基因定位等相关研究,创制多种类型的异附加系对于栽培黄瓜(Cucumis sativus)的品种改良及相关研究均具有重要作用。本试验中以来源于酸黄瓜(Cucumis hystrix)和栽培黄瓜‘北京截头’杂交的种间异源四倍体为母本,以‘北京截头’为轮回父本,连续回交获得22株植株。利用基因组荧光原位杂交(GISH)技术确定22株BC₂群体中附加有外源染色体的植株,然后利用oligo-FISH技术和12个酸黄瓜染色体单拷贝序列标记准确识别外源染色体。共筛选出4种异附加系材料,包括3种单体异附加系和1种双单体异附加系。其中3种单体异附加系分别附加酸黄瓜6号、10号和12号染色体,双单体异附加系同时附加了酸黄瓜6号和10号染色体。     

大白菜—结球甘蓝易位系‘AT9-1’和‘AT9-2’的获得及其遗传稳定性分析

为创建大白菜—结球甘蓝易位系,以大白菜—结球甘蓝9号单体异附加系(AC9)为试材,对其与大白菜亲本‘85-1’回交后代植株进行游离小孢子培养。利用结球甘蓝9号染色体相对应的C06连锁群特异的20个InDel标记对小孢子植株进行筛选,结合细胞学鉴定从中获得两个添加甘蓝9号染色体不同片段的易位系植株‘AT9-1’和‘AT9-2’。通过对InDel标记的加密设计,明确了易位系‘AT9-2’中甘蓝片段大小为1.03 Mb;利用大白菜A基因组10个连锁群上均匀分布的177个InDel标记对其进行分子鉴定,初步确定了易位系‘AT9-2’中甘蓝染色体片段位于大白菜1号染色体上。对易位系植株‘AT9-1’和‘AT9-2’分别进行自交、与大白菜亲本‘85-1’回交、与大白菜高代自交系‘14-28’和‘14-36’杂交,利用结球甘蓝C06连锁群特异的InDel标记对自交、回交、杂交后代进行鉴定,结果表明:两个易位系中甘蓝9号染色体片段的遗传稳定性非常低,易位系‘AT9-1’的自交、回交和杂交后代中含有甘蓝染色体片段的植株比例仅为8.9%、3.1%和2.8%;而‘AT9-2’仅为6.7%、1.6%和2.6%。     

大白菜—结球甘蓝1号染色体二体异附加系的获得与鉴定

 以大白菜附加结球甘蓝1号和6号染色体的双单体异附加系为材料,从其自交后代38个植株中筛选出3株2n = 22的植株。通过核型分析及SSR鉴定确定这3个植株为大白菜—结球甘蓝1号染色体二体异附加系,其外观性状在营养生长时期与二倍体大白菜没有明显的差异,在生殖生长期具有部分结球甘蓝的特征,其减数分裂终变期染色体联会时,11个二价体的比率达90.10%,后期Ⅱ以11-11-11-11分离的比例为83.50%,从而证明了具有很高的遗传稳定性。     

芥蓝—菜薹种间三倍体回交子代染色体数鉴定及单体异附加系的选育

为创造CC染色体组附加A染色体组的单体异附加系,以芥蓝—菜薹种间三倍体(CCA)为材料,采用人工杂交、形态和细胞学鉴定及核型分析等方法,比较了芥蓝—菜薹种间三倍体与其亲本芥蓝(CC)正、反交的结实性,分析了杂交子代的染色体数及频率分布,并对筛选出的单体异附加系进行了系统研究。结果表明:CCA×CC和CC×CCA的结籽率分别为0.28%和0.63%;在鉴定的88个CC×CCA的子代中,全部为2n=18的整倍体植株;在鉴定的156个CCA×CC的子代中,(2n+1)～(2n+9)等各类非整倍体均有存在,其中附加1条染色体的1个、附加2条染色体的16个;形态学标记鉴定和核型分析显示附加1条染色体的那个子代植株为单体异附加系CC+A9;在减数分裂终变期,单体异附加系CC+A9的A9染色体常与一对C组的染色体发生局部联会,两者间存在着部分同源关系;单体异附加系CC+A9的n+1雌、雄配子均有一定传递率,分别为18.75%和9.82%;单体异附加系CC+A9自交获得了1株双体异附加系。     

大白菜-结球甘蓝单体异附加系试管苗生根能力的研究

以大白菜-结球甘蓝系列单体异附加系试管苗为试材,比较了不同单体异附加系试管苗的生根率和移栽成活率,研究了不同浓度NAA对单体异附加系试管苗生根和根尖细胞分裂的影响。结果表明：AA+C1、AA+C2、AA+C3、AA+C4、AA+C5和AA+C6的试管苗生根较好,移栽成活率高,AA+C7、AA+C8和AA+C9的试管苗不易生根,移栽成活率低;1/2MS培养基附加1.5 mg?mL-1 NAA能有效诱导试管苗生根,提高试管苗生根质量和移栽成活率。     

大白菜SSR锚定标记分子遗传图谱的构建

为了将已有的大白菜分子遗传图谱和国际上A基因组参考图谱对应起来,利用国际上发表的大白菜和甘蓝型油菜A基因组特异SSR标记作为锚定标记,以100个DH株系组成的群体为作图群体进行了分子遗传图谱的构建研究。利用双亲和F1对230个SSR标记和8个STS标记进行了筛选,共获得67个多态性分子标记。在此基础上整合了已有的263个AFLP标记、150个RAPD标记、17个SSR标记、3个SCAR标记、14个同工酶标记和1个形态标记,最终构建了一张由10个连锁群组成,包含了497个标记的大白菜高密度分子遗传图谱。该图谱覆盖基因组长度1 086.7 cM,标记间平均图距2.19 cM。此图谱上包含了已在A基因组参考图谱上定位的34个SSR标记和2个STS标记,分布于10个连锁群上,由此可将该图谱按A基因组参考图谱的连锁群进行命名,即A1~A10,并与10条染色体对应起来,A1~A10分别对应3、6、2、8、5、4、7、9、1、10号染色体。     

甘蓝型油菜-萝卜C染色体附加系与普通白菜杂交F_1的SSR标记鉴定

根据21个已知萝卜染色体组成的标准材料及其基因组中萝卜染色体的组成信息,利用SSR分子标记技术,确定了萝卜C染色体的特异SSR标记RsSA078-170和RH148-190,并应用这2个标记对甘蓝型油菜-萝卜C染色体附加系CC与普通白菜559杂交获得的F_1进行外源萝卜C染色体鉴定,结果表明全部F_1单株都扩增出了萝卜C染色体的特异条带。同时,利用萝卜基因组特异探针pURsN对F_1基因组进行荧光原位杂交鉴定,结果显示F_1有杂交信号,表明F_1含有萝卜基因组,该结果佐证了SSR特异标记RsSA078-170和RH148-190鉴定结果的准确性。说明SSR特异标记RsSA078-170和RH148-190可以用于甘蓝型油菜-萝卜C染色体附加系与普通白菜杂交后代中外源萝卜C染色体的鉴定。     

添加甘蓝2号染色体片段的大白菜易位系的获得及其遗传稳定性分析

为创建大白菜—结球甘蓝易位系,以大白菜—结球甘蓝2号单体异附加系(AC_2)为试材,对其花蕾辐射后获得的M_2植株进行游离小孢子培养。利用与结球甘蓝2号染色体对应的26个InDel标记对小孢子植株进行鉴定,结合细胞学观察,确认获得了6株添加甘蓝2号染色体片段的大白菜易位系植株。通过对InDel标记的加密设计,明确了6个大白菜易位系植株中均含有甘蓝特异标记C09-4和C09-4-52,片段大小为788.3 kb。选择两个来自不同M2单株的大白菜易位系‘AT2-1’和‘AT2-2’进行自交、回交及与大白菜高代自交系杂交,利用结球甘蓝特异的InDel标记对其后代进行鉴定。结果表明,两个大白菜易位系的85份自交后代、82份回交后代及188份杂交后代中均含有甘蓝特异标记C09-4和C09-4-52,说明这些易位系中的甘蓝染色体片段能够稳定遗传。     

大白菜与芥菜型油菜种间杂种的获得与鉴定

以大白菜‘A03’(2n=2x=20,AA)和芥菜型油菜‘AABB’(2n=4x=36,AABB)为试材,通过杂交获得了大白菜-芥菜型油菜异源三倍体(2n=3x=AAB=28)。结果表明:该三倍体生长势较强;叶色均较亲本深,株型偏向于芥菜型油菜,叶片、花、花蕾同时兼具了两亲本性状。减数分裂行为观察表明,在终变期,一般形成二价体、单价体和多价体,A基因组和B基因组染色体表现出部分同源性;中期I存在1~8条游离染色体;后期I存在落后染色体、染色体丢失及姊妹染色单体提前分离等异常现象,分到两极的染色体数目之和多大于28条;后期II分到每极的染色体数变异为10~15条,大多数为12~13条,同时有染色体片段存在。大白菜-芥菜型油菜异源三倍体(AAB)的获得为创建AA+B染色体的异附加系和研究A、B基因组间的亲缘关系奠定了基础。     

植物异源附加系研究进展

异源附加系是指一个或一对异源染色体附加到一个物种染色体组上的品系,是遗传研究和染色体工程育种的重要基础材料。根据所附加外源染色体的数目,可将异附加系分为单体、双体和多重异附加系,其中单体、双体异附加系的研究和利用价值较高。阐述了异源附加系的特性、培育及鉴定方法,结合生物学发展进程,指出了其应用和发展前景。     

结球甘蓝相对于大白菜连锁群特异InDel标记的建立及应用

以4个大白菜品种和4个结球甘蓝品种为试材,对位于芸薹属结球甘蓝C基因组9个连锁群的458个InDel标记进行PCR筛选,筛选出286个结球甘蓝相对于大白菜的特异InDel标记,其中位于C01连锁群31个,C02连锁群45个,C03连锁群54个,C04连锁群24个,C05连锁群22个,C06连锁群20个,C07连锁群32个,C08连锁群34个,C09连锁群24个。利用结球甘蓝C02连锁群特异InDel标记对实验室创建的大白菜-结球甘蓝易位系自交后代进行了初步鉴定,明确了外源甘蓝染色体片段的物理位置在18 096 729 ~ 18 786 494 bp之间的689 764 bp区域内。