植物异源附加系研究进展

在高等植物中,通过种间杂交和回交可把有益基因从1个物种转移到另1个物种中,异源附加系是指1个或1对异源染色体附加到1个物种染色体组上的品系。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。异附加系是遗传研究和染色体工程育种的重要基础材料,可用于植物细胞内染色体同源配对、遗传图谱的构建、分子标记、基因克隆、基因组互作和表达等的研究,是阐明基因组结构和转移基因的有效工具。该文着重阐述了异附加系的特性,培育及鉴定的方法,结合生物学发展进程,对其应用和发展前景也作了介绍。     

芸薹属作物异附加系的研究进展

 综述了芸薹属作物异附加系的培育概况、鉴定方法及应用前景,分析讨论了存在的问题及今后的发展方向。     

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。     

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.     

菜薹与萝卜附加系回交后代外源萝卜染色体的FISH 检测

采用荧光原位杂交技术（fluorescence in situ hybridization，FISH），以萝卜基因组特异序列pURsN 作探针，分别与19 份菜薹与萝卜附加系回交后代BC4A3d 进行杂交，检测回交后代中外源萝卜染色体的存在情况。结果显示：只有1 份材料BC4A3d-45 没有杂交信号，其他18 份材料均得到1 个杂交信号，表明除了BC4A3d-45 没有附加外源萝卜染色体之外，其余18 份材料均含有1 条外源萝卜染色体；该结果与分子标记鉴定结果一致。     

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。     

浅谈植物抗性基因研究进展

分子生物学的现状和发展前景令人鼓舞。对植物抗性的分子生物学分析,使我们进一步理解了寄主植物——病原体相互作用的规律。随着分子标记技术的发展,更多的抗性基因将得以克隆、研究和应用。     

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。     

植物柱头外露性状研究进展

柱头在被子植物授粉受精过程中承担着关键的作用,柱头外露作为提高作物异交结实率的一个重要性状,在杂种优势利用中得到了广泛的应用.本文综述了植物柱头外露性状研究进展,以期为提高杂交制种产量提供一定的参考.     

黄瓜与酸黄瓜异源多倍体3种同工酶表达基因组剂量效应

 以甜瓜属（Cucumis）黄瓜与酸黄瓜的3种不同倍性异源多倍体 - 双单倍体种间杂种F₁（2n = 2x = 19,HC）、异源三倍体黄瓜（2n = 3x = 26,HCC）和异源四倍体C. hytivus (2n = 4x = 38,HHCC)及其双亲为试材,比较研究过氧化物酶（POD）、谷氨酸脱氢酶（GDH）和天冬氨酸转氨酶（AAT）在不同倍性异源多倍体中的酶谱表达特性,探讨基因组剂量对酶谱表达的影响。结果表明：不同倍性异源多倍体的酶带染色力表现出明显的差异,但酶带数和酶带分布基本一致。在AAT同工酶中,酶带的表达随基因组剂量的提高而增强,在POD和GDH同工酶中,大部分酶带的表达随基因组剂量的提高而减弱。这些结果表明甜瓜属异源多倍体在不同的酶系统中,酶谱表达可能会表现出截然相反的基因组剂量效应。本研究结果可为     

甜瓜属人工异源四倍体早期基因组变化的初步研究

 利用AFLP技术对甜瓜属人工异源四倍体(Cucumis ×hytivus Chen and Kirkbride, 2n = 38) 不同自交世代及二倍体亲本DNA进行分析, 结果表明多倍体基因组在形成早期发生了广泛的变化, 变化位点所占比例高达22.2%。基因组序列变化始于F₁ 代, 最高变化率出现在S2 代。基因组变化主要表现为部分亲本片段丢失、新片段产生以及后代对亲本某些位点的跳跃式继承。还观察到部分双亲差异性条带呈现出偏父性遗传的特点。     

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。     

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%。     

黄瓜单体异附加系的筛选与观察

 将甜瓜属异源三倍体与栽培黄瓜‘北京截头’杂交，经胚胎拯救获得了两个2n=15 (14C+1H)的单体异附加系，编号分别为02—17和02—39。02一l7植株叶形为戟形，02—39为深陷的掌状形，并且果刺均为白色，不同于异源三倍体的掌状心脏形和黑刺，果形比异源三倍体黄瓜长而更接近普通黄瓜。细胞学研究发现，单体异附加系在终变期和中期I染色体构型主要是由7个二价体和1个单价体构成，出现三价体的频率为4％ ～5％ ，中期Ⅱ不均等分裂形成不同的两极，一极染色体为8条，另一极为7条。RAPD分析证明它们分刖附加了野生种Cucum／s hystrix的染色体。     

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...     

植物细胞染色体工程

植物细胞染色体工程李国英译（东北农业大学园艺系·哈尔滨）１．前言所谓植物细胞染色体工程的含义所指的是，原来多倍体和单倍体等以染色体组的增减和异倍体的产生为目的．对于染色体数的操作是通过杂交进行的，而随着近年来植物细胞组织培养及染色体操作等技术的不断进...     

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。     

甜瓜属人工异源四倍体与栽培黄瓜渐渗杂交及其后代遗传变异研究

 以甜瓜属人工异源四倍体(Cucumis ×hytivus Chen and Kirkbride, 2n = 38) 与华南和华北两种生态型栽培黄瓜(C. sativus L. , 2n = 14) 进行杂交, 比较各个杂交组合的坐果率及结籽率情况, 并通过形态学和分子标记的方法研究这些后代群体的遗传变异。结果表明, 各种杂交组合的坐果率达到83% ～100% , 其中以异源四倍体×栽培黄瓜获得含有胚的果实比例较高, 为60% ～67% , 平均每个果实中约有10～20个胚, 通过胚胎拯救, 成活率接近100% , 染色体计数为26条, 为异源三倍体。在以栽培黄瓜×异源四倍体的杂交中, 获得3个果实, 其中1个果实含有大约180个胚, 胚胎拯救成活率接近80% , 染色体数为26条, 为异源三倍体; 另外2个果实分别含有60粒和15粒种子, 植株染色体数为14条, 与栽培黄瓜相同。异源三倍体与栽培黄瓜间杂交产生的含有胚或种子的果实极少。选择其中1个异源四倍体×栽培黄瓜后代含14条染色体的群体(HH1群体) 深入研究, 有4株表现野生种C. hystrix的多分枝习性, 6株的果刺颜色表现野生种C. hystrix的黑色性状, 且其果皮成熟颜色均为橘红色, 不同于两个原始亲本。通过SSR和RAPD两种标记对HH1 群体的遗传研究, 19 个SSR 标记共产生63 个等位基因, 其中24个(约38.1% ) 表现出变异, 有7个等位基因可能来自于野生种C. hystrix。在400余条随机引物中, 有24条引物产生变异位点, 在统计的186个位点中, 有56个(31.7% ) 位点出现遗传分离, 其中8个位点可能来自于野生种C. hystrix, 这表明通过远缘杂交及渐渗杂交过程可将野生种的基因导入栽培黄瓜中。     

《植物染色体与遗传育种》

<正>遗传学是植物育种学的基础学科,在农业专业教育中,遗传学和育种学分属两门课程。植物育种归根到底是对物种(品种)染色体及染色体外遗传结构的改良。育种与遗传研究的密切结合是现代植物育种发展的一个显著特点。遗传工程作为植物育种的技术体系,在近20~30年发展很快。广义的