【摘要】：非整倍性染色體數(shù)目變異由于打破了生物體基因組劑量的平衡,往往造成豐富的表型變化,在植物遺傳改良研究中被廣泛利用。然而,由于缺乏合適的研究材料,有關(guān)木本植物染色體非整倍性變異對表型變異的影響及分子機(jī)制尚不明確。本研究以二倍體‘毛新楊’(Populus tomentosa × P.bolleana)與三倍體‘銀中楊'(P.alba×P.berolinensis‘Yinzhong')雜交獲得的1個(gè)具有豐富染色體數(shù)目變異類型的全同胞異源異倍性子代群體為材料,在解析其不同個(gè)體染色體組成的基礎(chǔ)上,對該群體的株高、地徑等表型變異規(guī)律進(jìn)行了研究,并分析了其DNA甲基化變異模式。相關(guān)研究對于明確與楊樹重要性狀形成相關(guān)的染色體組合類型,指導(dǎo)楊樹乃至林木染色體工程定向育種策略的制定,具有一定的理論和實(shí)踐意義。主要研究結(jié)果如下:1.開發(fā)了基于SSR分子標(biāo)記的楊樹非整倍體分子核型分析技術(shù)體系,并結(jié)合基因組重測序?qū)?毛新楊' X '銀中楊'的65個(gè)子代的染色體組成進(jìn)行了解析。研究發(fā)現(xiàn),這65個(gè)雜交子代中存在2個(gè)二倍體(2n=2x),26個(gè)染色體數(shù)目介于38～57之間的超二倍體(2n=2x～3x),24個(gè)染色體數(shù)目介于57～76之間的超三倍體(2n=3x～4x),10個(gè)四倍體(2n=4x)以及3個(gè)染色體數(shù)目稍多于76的超四倍體(2n=4x+)。同時(shí),還檢測到其中部分子代植株存在染色體缺失和重復(fù)等結(jié)構(gòu)變異。2.'毛新楊' × '銀中楊'全同胞異源異倍體子代植株在苗期生長方面存在差異。對一年生嫁接苗的生長調(diào)查分析,父母本株高平均值為182.41cm,2x組株高平均值為160cm,4x組株高平均值為163.75cm,非整倍體組株高平均值為112.33cm;父母本地徑平均值為13.51mm,2x組地徑平均值為12.32mm,4x組地徑平均值為11.34cm,非整倍體組地徑平均值為9.50mm�？偟膩碚f,非整倍體植株在苗期株高、地徑等生長指標(biāo)方面,與親本、二倍體和四倍體同胞相比總體處于劣勢,但其中也存在少量生長較為優(yōu)良的個(gè)體。父母本的光合速率表現(xiàn)要優(yōu)于各子代倍性組,親本光合速率平均值為21.14μmolCO2m-2s-1,整倍體組光合速率平均值為1 8.99μmolCC2m-2s-1,非整倍體組光合速率平均值為1 8.53μmolCO2m-s-1。整倍體組與非整倍體組相比,光合速率沒有表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。3.'毛新楊' × '銀中楊'異倍體雜交子代與親本相比,普遍發(fā)生了 DNA去甲基化現(xiàn)象。利用甲基化敏感擴(kuò)增多態(tài)性技術(shù)(Methylation Sensitive Amplified Polymorphism,MSAP)技術(shù)對該全同胞異源異倍性群體DNA甲基化變異進(jìn)行分析,利用33對具有良好多態(tài)性的引物對65個(gè)個(gè)體進(jìn)行MSAP分析,共檢測到24256個(gè)位點(diǎn),在所有子代中,遺傳自父母本的各類型甲基化位點(diǎn)共14536個(gè),發(fā)生變異的位點(diǎn)有9720個(gè)。子代發(fā)生非甲基化的位點(diǎn)數(shù)為6602個(gè),占子代各類型甲基化水平的52.76%;發(fā)生全甲基化的位點(diǎn)數(shù)為2515個(gè),占子代各類型甲基化水平的20.10%;發(fā)生半甲基化的位點(diǎn)數(shù)為3396個(gè),占子代各類型甲基化水平的27.14%。父本非甲基化水平為36.34%,全甲基化水平為27.62%,半甲基化水平為36.05%;母本非甲基化水平12.56%,全甲基化水平和半甲基化水平均為43.72%。綜上,子代普遍發(fā)生了去甲基化現(xiàn)象。子代中,非整倍體與四倍體甲基化水平高于二倍體,表明同胞間染色體劑量的差異對甲基化水平存在影響。
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S792.11
【圖文】：

ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ邋ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｓｏｍｅ邋ｓａｍｐｌｅｓ邋ｉｎ邋ｏｆｆｓｐｒｉｎｇ逡逑２．２．４．邐‘毛新楊’邋Ｘ邋‘銀中楊’子代染色體劑量水平分析逡逑６５個(gè)個(gè)體染色體劑量水平在１９條染色體中的分布如圖２－４所示：在ＣｈｒＯｌ？Ｃｈｒ邋１９逡逑中，ＣｈｒＯｌ、Ｃｈｒ０５和Ｃｈｒ０９三條染色體上出現(xiàn)了邋５ｘ，對應(yīng)所測個(gè)體中的３個(gè)超四倍逡逑體；發(fā)生過結(jié)構(gòu)變異的染色體為Ｃｈｒ０１￣Ｃｈｒ０７和Ｃｈｒｌ３？Ｃｈｒｌ９，１９條染色體中有１４逡逑條發(fā)生過結(jié)構(gòu)變異，其中Ｃｈｒ０６發(fā)生結(jié)構(gòu)變異的頻率最高，在６個(gè)個(gè)體中均發(fā)現(xiàn)有逡逑Ｃｈｒ０６的部分區(qū)段缺失

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邐２５７．５８邐３３３．２７邐１３５．９４邐３６．３５邐１４９７．４２邐０．１４逡逑３．２．２．邐‘毛新楊’邋ｘ邋‘銀中楊’子代群體的株高變異分析逡逑總體而言，父母本的株高長勢優(yōu)于各子代倍性組（圖３－１），整倍體２ｘ組和４ｘ組逡逑株高長勢接近，但４ｘ組個(gè)別單株表現(xiàn)要優(yōu)于２ｘ組。３ｘ￣４ｘ組優(yōu)于２ｘ？３ｘ組和４ｘ＋組，逡逑４ｘ＋組最優(yōu)單株株高為１８７．３３ｃｍ，要低于其它各組，２ｘ？３ｘ組擁有表現(xiàn)最差的單株，逡逑株高為４５ｃｍ，邋３ｘ？４ｘ組擁有非整倍體組中表現(xiàn)最優(yōu)的單株，株高為１７０．６７ｃｍ。整倍逡逑體２ｘ和４ｘ組在苗期株高表現(xiàn)明顯優(yōu)于各非整倍體組，雖然非整倍體組整體上處于一逡逑種劣勢，但其中也存在個(gè)別的單株表現(xiàn)優(yōu)良。逡逑２００－邐逡逑［＿＿Ｊ邐丁邐［逡逑，￣ｔ￣邐ｉ邐Ｔ逡逑？邐——丁邐：＿邋邐邋邐逡逑＇ｖ＊邋１５０邋－邐１邐ｍｕ．S脋=備ｖ邋■邐—ｓ—邐—１一逡逑！逡逑ｒ－邐＿NN—逡逑５０邋－逡逑１逡逑ｉ邐ｉ邐ｉ邐ｉ邐ｉ邐ｉ邐ｉ逡逑ｆａｍａｌｅ邋ｐａｒｅｎｔ邋２ｘ邐２ｘ－３ｘ邐３ｘ－４ｘ邐４ｘ邐４ｘ＋邐ｍａｌｅ邋ｐａｒｅｎｔ逡逑圖３－１邋‘毛新楊’邋Ｘ邋‘銀中楊’子代及親本的株高分析逡逑Ｆｉｇ．３－１邋ａｎａｌｙｓｉｓ邋ｏｆ邋Ｈｅｉｇｈｔ邋ｏｆ邋ｓｅｅｄｉｎｇｓ邋ｆｏｒ逡逑｛Ｐ．邋ｔｏｍｅｎｔｏｓａ邋ｘ邋Ｐ．邋ｂｏｌｌｅａｎａ）邋ｘ邋（Ｒ邋ａｌｂａ邋ｘ邋Ｐ．邋ｂｅｒｏｌｉｎｅｎｓｉｓ邋４Ｙｉｎｚｈｏｎｇ

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2752510