單倍體僅含有單一親本染色體組,經(jīng)加倍后可迅速獲得基因型純合、性狀一致的DH系,相比連續(xù)自交7-8代獲取純系的傳統(tǒng)育種方式,單倍體育種可以大大縮短育種年限,是一種高效的作物育種途徑。同時(shí),單倍體對基因功能鑒定、細(xì)胞學(xué)研究、突變體篩選等基礎(chǔ)研究具有重要意義。單倍體可自發(fā)產(chǎn)生也可由人工誘導(dǎo),但自發(fā)產(chǎn)生頻率極低,人工誘導(dǎo)成本高且易受植物本身的基因型限制,這在很大程度上制約了單倍體的開發(fā)應(yīng)用。2010年,Ravi等在研究擬南芥cenh3突變體時(shí)開發(fā)了基于著絲粒蛋白改造變體的新型單倍體誘導(dǎo)系,用H3.3組蛋白尾部結(jié)構(gòu)域及GFP標(biāo)簽蛋白替換原有的尾部結(jié)構(gòu)域,構(gòu)建GFP-tailswap基因以挽救cenh3突變體的胚胎致死性,轉(zhuǎn)入GFPtailswap基因的cenh3突變體與其他擬南芥雜交得到的后代中,來自GFP-tailswap植株的染色體全部消失,形成只含有另一親本染色體組的單倍體,在擬南芥中可高效產(chǎn)生父本或母本單倍體。由于CENH3蛋白在真核生物中的高度保守性,著絲粒介導(dǎo)法誘導(dǎo)單倍體具有應(yīng)用于多種植物的可能性。甘藍(lán)是十字花科重要蔬菜作物,其單倍體育種進(jìn)展緩慢。因此,通過甘藍(lán)CENH3基因的表達(dá)調(diào)... 

【文章來源】：西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

傳統(tǒng)育種與DH育種Figure1-1TraditionalbreedingandDHbreeding

CENH3 蛋白 N 端序列高度可變但該蛋白在功能上又極其保守，這種獨(dú)特的相悖性引起了許多研究者的注意。Ravi 和 Chan 在研究擬南芥著絲粒組蛋白CENH3時(shí)，意外發(fā)現(xiàn)可以通過改造著絲粒組蛋白誘導(dǎo)產(chǎn)生單倍體，當(dāng)在擬南芥無效突變體 cenh3-1 中表達(dá) GFP 標(biāo)簽標(biāo)記的 CENH3 蛋白（GFP-CENH3）或 GFP 標(biāo)記的 CENH3 蛋白改造變體（GFP-tailswap）(見圖 1-2 A)，cenh3-1 突變體的胚胎致死表型可以得到互補(bǔ)，并且轉(zhuǎn)入互補(bǔ)片段的突變體開花后表現(xiàn)出雄性不育，表明其減數(shù)分裂過程可能存在異常。在 GFP-tailswap 植株的體細(xì)胞中未檢測到非整倍體，表明其有絲分裂未受到影響。用表達(dá)變體 CENH3 蛋白的突變體與野生型擬南芥進(jìn)行正交或反交，后代中來自轉(zhuǎn)基因植株的染色體組會全部消失，只包含野生型親本的染色體組，從而產(chǎn)生父本或母本單倍體（圖 1-2 B，圖 1-3），并且單倍體誘導(dǎo)系作為母本與野生型雜交時(shí)，可以誘導(dǎo)產(chǎn)生 25%-45%的單倍體，而作為父本時(shí)，誘導(dǎo)效率僅為 5%，這種現(xiàn)象說明若 CENH3 蛋白可以在合子形成早期階段在母本基因組中表達(dá)，野生型 CENH3 蛋白（內(nèi)源 CENH3 蛋白）可以被整合入父本基因組中從而阻止基因組消除，造成單倍體產(chǎn)生的效率變低（Ravi andChan，2010)。

系與野生型雜交過程中的基因組消除現(xiàn) Uniparental genome elimination in HI×W化的 CENH3對染色體行為的影響，與擬南芥同屬十字花科的蕪菁（Bpidium oleraceium 的 CENH3，構(gòu)建3 的載體轉(zhuǎn)入 cenh3/CENH3 雜合enh3 突變體擬南芥的胚胎致死表型似的表型，表明 BrCENH3 和 Lo能從而維持其正常的營養(yǎng)生長。此生了低頻率（1-5％）的單倍體后代親物種中高度保守，研究者開始單倍體的方法。Raheleh 等（Karim組蛋白靶向保守結(jié)構(gòu)域（HFD）進(jìn)中著絲粒的負(fù)載減少，利用單氨植株與野生型擬南芥雜交后可以

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]植物單倍體的產(chǎn)生、鑒定、形成機(jī)理及應(yīng)用[J]. 殷麗琴,付紹紅,楊進(jìn),李云,王繼勝,王茂林.  遺傳. 2016(11)
[2]CRISPR/Cas9的應(yīng)用及脫靶效應(yīng)研究進(jìn)展[J]. 鄭武,谷峰.  遺傳. 2015(10)
[3]植物孤雌生殖的誘導(dǎo)及其在育種中的應(yīng)用[J]. 牟春紅,王彬,謝兆輝,吳先軍,胡延玉,汪旭東.  中國農(nóng)業(yè)科學(xué). 2002(11)
[4]苧麻孤雌生殖培育二倍體純系的研究[J]. 郭運(yùn)玲.  遺傳. 1995(02)
[5]誘導(dǎo)太谷核不育小麥孤雌生殖的研究初報(bào)[J]. 董洪平,孫耀中,吳學(xué)仁,秦素平.  華北農(nóng)學(xué)報(bào). 1991(S1)
[6]藥物誘導(dǎo)玉米孤雌生殖獲得二倍體純系[J]. 趙佐宇,谷明光.  遺傳學(xué)報(bào). 1984(01)
[7]棉花孤雌生殖研究初報(bào)[J]. 周世琦.  遺傳學(xué)報(bào). 1980(03)
[8]誘導(dǎo)小麥孤雌生殖及其應(yīng)用[J]. 胡啟德,何宗宇,曹化林,魏秀玲,杜述榮,宋海燕.  遺傳學(xué)報(bào). 1979(01)

博士論文
[1]玉米單倍體自然加倍遺傳及育性恢復(fù)主效QTL定位研究[D]. 任姣姣.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017

碩士論文
[1]BoEMS1和BoDAD基因控制甘藍(lán)雄性不育的功能研究[D]. 鄭敏.西南大學(xué) 2018
[2]BoMS1和BoAOS基因控制甘藍(lán)雄性不育的功能研究[D]. 朱陳曾.西南大學(xué) 2018
[3]利用CRISPR/Cas9技術(shù)編輯甘藍(lán)基因的初步研究[D]. 馬存發(fā).西南大學(xué) 2017



本文編號：2964991