通過遠(yuǎn)緣雜交可以研究物種間的親緣和進(jìn)化關(guān)系、還可創(chuàng)建新的種質(zhì)資源。西洋菜(Nasturtium officinale R.Br.,別名豆瓣菜)為蕓薹科(Brassicaceae)豆瓣菜屬的多年生水生草本植物,可藥用與食用,為油菜耐漬性改良的優(yōu)異資源。本論文進(jìn)行了甘藍(lán)型油菜(Brassica napus L.)與西洋菜的族間有性雜交,并對雜種及其后代進(jìn)行了形態(tài)學(xué)、細(xì)胞學(xué)、分子生物學(xué)和脂肪酸組分分析,研究結(jié)果如下:1.雜種及其后代的形態(tài)學(xué)以三個不同來源的甘藍(lán)型油菜材料為母本、西洋菜為父本,進(jìn)行大量人工去雄授粉后結(jié)合幼胚培養(yǎng),獲得6株表現(xiàn)一些父本性狀的F1雜種植株(F1-NSA、F1-2、F1-19、F1-32、F1-33、F1-209),與母本相比它們的株型都偏矮小、花也明顯變小,花粉育性范圍在51.5%-80.0%,平均值65.9%。雜種F1-NSA產(chǎn)生的后代中出現(xiàn)雄蕊不育的花,盛花期不育花比例可達(dá)83.0%,同時還有花瓣數(shù)量變異的植株,其中5瓣的居多,最多可達(dá)7瓣,且雄蕊不育和花瓣數(shù)量隨時間和環(huán)境發(fā)生改變;后代中89.7%的植株育性高于雜種。雜種F1-32自交后代出現(xiàn)表型分化,株高和花體積變異大,有的植株柱頭先露十分嚴(yán)重、且只有4枚雄蕊。雜種F1-209的自交后代保留葉脈、莖稈、角果紫紅色性狀;一半以上的F3植株花瓣出現(xiàn)觸須狀或片狀突起,同時還有多花瓣或少于4瓣的性狀。2.雜種及其后代的細(xì)胞學(xué)根據(jù)統(tǒng)計的體細(xì)胞染色體數(shù)目將6株雜種分為三類:第一類2n=32-38,第二類2n=29,第三類2n=25-29。觀察了6株雜種終變期花粉母細(xì)胞(PMCs)的染色體配對及后期Ⅰ的分離情況,第一類以19II配對及19:19分離為主,第二類和第三類有多種配對構(gòu)型,但以15:14分離為主。這些雜種減數(shù)分裂后期Ⅰ、ⅡPMCs中均出現(xiàn)異常分裂,其比例與花粉育性相關(guān)。主要對雜種F1-NSA后代進(jìn)行細(xì)胞學(xué)分析,統(tǒng)計的10株NSA-F2代的體細(xì)胞染色體數(shù)目范圍在32-38條,與雜種F1-NSA相同,且均為混倍體;在NSA-F2代的PMCs中染色體主要配對成19Ⅱ(46.2%),以19:19、19:18、19:17三種分離方式為主(70.4%)。3.雜種及其后代的AFLP分析AFLP分析表明,在6株雜種中除母本帶型外均擴(kuò)增出3種特異的多態(tài)性條帶:父本西洋菜特異帶、相對于雙親的新增帶和母本油菜的缺失帶,新增帶比例最高,平均比例為6.4%(35.7條),缺失帶平均比例為2.6%(14.5條),特異帶所占比例最低,平均比例為1.4%(7.8條)。雜種F1-2、F1-19、F1-32、F1-33有大量相同的多態(tài)性條帶,特別是新增帶。在10株F1-NSA的自交(8株)和回交(2株)后代中均擴(kuò)增出3種多態(tài)性條帶,且每對引物都能擴(kuò)增出10株雜種共有的多態(tài)性條帶,相同特異帶為20條(占共有的76條多態(tài)性條帶比例為26.3%)、相同新增帶達(dá)47條(61.8%)、相同缺失帶9條(11.8%)。4.雜種及其后代的脂肪酸組分西洋菜的芥酸(21.49%)及二十碳烯酸含量顯著比油菜親本的高。檢測的兩個雜種F1-NSA、F1-209自交及回交后代的脂肪酸組分與油菜親本的相似,沒有明顯的變化。綜合上述結(jié)果,本研究獲得的甘藍(lán)型油菜與西洋菜的族間有性雜種為非預(yù)期雜種,即不含有雙親配子染色體之和的染色體數(shù)及組成;這可能是由于在雜種胚與植株的發(fā)育過程中發(fā)生了父本染色體的部分消除,只保留了少量的染色體與片段,并且有染色體片段整合到甘藍(lán)型油菜染色體上。由此,不同的雜種植株具有不同的染色體數(shù)及遺傳組成,表現(xiàn)不同程度的父本特性;經(jīng)自交與回交后,快速選育到育性較好的甘藍(lán)型油菜滲入系。
【學(xué)位單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S565.4
【部分圖文】：

葉色深綠色，葉片形狀偏向父本（圖 2 D）；其花也明顯比母本小，花色淺（圖2 E）。雜種 F1-2、F1-19、F1-33 株型都十分矮小，花明顯比母本油菜小，其中 F1-2、F1-19 的嫩莖、嫩葉片的葉脈和早期角果均為紫紅色，與父本西洋菜相似（圖 2 E, F）。雜種 F1-33 分枝少，葉片和雜種 F1-NSA 相似，與母本葉片相比，葉片厚而又彈性，葉色深綠，但葉裂比雜種 F1-NSA 要少而淺，幼苗期就表現(xiàn)出這些性狀（圖 2 G），雜種自由授粉所結(jié)角果都十分短粗，平均每角長 3.10cm。雜種 F1-32 植株雖然矮小，但分枝特別旺盛，葉片顏色淺綠、葉型偏大，自交角果平均每角粒數(shù)為 3.0 粒,每角長為 2.73cm。雜種 F1-209 株型矮小

28圖 4 第 3 代植株的花形態(tài)A:F2-7 自交后代花朵。 B: F2-26 自交后代花朵。C: F2-7 正交后代（BC1F’1）花朵。D: F2-7 反交后代（BC’1F’1）花朵。E1,E2: 花瓣上有片狀突起的花朵。F1,F2: 花瓣上有觸須狀突起的花朵。G1,G2: 兩片花萼、兩片花瓣的花朵。H1,H2:三片花萼、三片花瓣的花朵。I1,I2: 多花瓣花朵。（E-I 都來自 BC1F1-54 自交后代）標(biāo)尺：1cm。Fig. 4 Flower phenotype of third generation plantsA: Flower of F3from F2-7 selfing. B: Flower of F3from F2-26 selfing. C: Flower of BC1F’1from back-crossing of F2-7as male parent. D: Flower of BC’1F’1from back-crossing of F2-7 as female parent. E1, E2: Fower with flakes on itspetals. F1, F2: Flower with tentacles on its petals. G1, G2: Fower with two calyxes and two petals. H1, H2: Flowerwith three calyxes and three petals. I1, I2: Flower with Poly-petal. (E-I from BC1F1-54 selfing) Bar:1cm.

圖 5 雜種 F1-NSA 和 F1-33 子房中不同染色體數(shù)目的細(xì)胞A1-A4: 為雜種 F1-NSA 子房中不同染色體數(shù)目的細(xì)胞。A1: 染色體數(shù)為 38 條的細(xì)胞。A2: 染色體數(shù)為 35 條的細(xì)胞。A3: 染色體數(shù)約為 70 條的細(xì)胞。A4: 染色體數(shù)為 15 條的細(xì)胞。B1-B2 為雜種 F1-33 子房中不同染色體數(shù)目的細(xì)胞。B1: 染色體數(shù)為 28 條的細(xì)胞。B2: 染色體數(shù)為 29 條的細(xì)胞。標(biāo)尺：10μm。Fig. 5 Different chromosome numbers in ovary cells in F1-NAS’s and F1-33’sA1-A4: F1-NAS’s ovaries. A1: Cell with 38 chromosomes. A2: Cell with 35 chromosomes. A3: About 70 chromosomesof cell. A4: Cell with 15 chromosomes. B1-B2: F1-33’s ovary. B1: Cell with 28 chromosomes. B2: Cell with 29chromosomes. Bar: 10μm.3.2.1.2 雜種 F1代的花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂終變期 PMCs 染色體配對情況只統(tǒng)計了 F1代中的第一類雜種，即 F1-NSA 和F1-209。兩株材料中均是以 19Ⅱ配對方式為主，占統(tǒng)計總數(shù)的 56.6%，18Ⅱ+2Ⅰ、18Ⅱ+1Ⅰ、18Ⅱ配對方式所占比例次之，同時也觀察到 17Ⅱ+1Ⅰ等的配對方式。在 F1-NSA 終變

【參考文獻(xiàn)】

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3 劉e

本文編號：2821179