馬鈴薯(Solanum tuberosumL.)是最重要的塊莖類糧食作物。栽培馬鈴薯主要為同源四倍體。四倍體遺傳和薯塊繁殖限制了馬鈴薯的基礎(chǔ)研究和育種水平。為了徹底解決該問題,越來越多的科學(xué)家呼吁在二倍體水平上進(jìn)行馬鈴薯的再馴化,將馬鈴薯馴化成種子繁殖作物。但是,自交不親和與自交衰退嚴(yán)重阻礙了自交系的培育。本研究對(duì)這兩個(gè)問題開展了深入的研究,并取得以下研究結(jié)果。(1)馬鈴薯的自交不親和是由S-RNase基因控制的。利用基因組編輯技術(shù)對(duì)該基因進(jìn)行定點(diǎn)突變,可以克服自交不親和。(2)有害突變是導(dǎo)致自交衰退的主要原因。通過對(duì)151份二倍體馬鈴薯進(jìn)行測序發(fā)現(xiàn),馬鈴薯中的有害突變具有品系特異性。(3)我們在馬鈴薯中開發(fā)了一個(gè)不依賴于親本的通過重測序進(jìn)行基因分型的方法。利用該方法對(duì)三個(gè)自交群體進(jìn)行了遺傳分析,發(fā)現(xiàn)了 15個(gè)嚴(yán)重偏分離區(qū)域。(4)通過對(duì)三個(gè)自交群體進(jìn)行基因型和表型分析,鑒定了 9個(gè)大效應(yīng)的有害突變,導(dǎo)致自交后代純合致死或者出現(xiàn)嚴(yán)重的表型缺陷。遺傳分析發(fā)現(xiàn),這些大效應(yīng)的有害突變位于重組率高的區(qū)域,可以通過重組進(jìn)行有效清除。(5)大效應(yīng)有害等位基因ar1控制胚的發(fā)育,且在馬鈴薯群體中是一...

【文章頁數(shù)】：43 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖２通過敲除基因克服馬鈴薯的自交不親和??（ａ）不同基因和５＊－／／／＾基因的進(jìn)化樹分析

生的（Ｋａｒｐｅｔａｌ．?１９８９）。通過流式細(xì)胞儀進(jìn)行染色體倍性檢測，確認(rèn)這些植株確實(shí)??是四倍體，不再進(jìn)行下一步的表型鑒定。最終，我們獲得了５個(gè)二倍體突變株，??每個(gè)突變株至少在一個(gè)等位基因上發(fā)生了?Ａ／Ｗｍｅ突變（圖２ｃ，表３）。由于５１－??是共顯性基因，理論上突變?nèi)魏我?...

圖３二倍體馬鈴薯全基因組范圍的有害突變??（ａ）有害突變在近著絲粒區(qū)域富集

馬鈴薯自交衰退的遺傳基礎(chǔ)??這部分有害突變被認(rèn)為是相對(duì)古老的。另外，我們也分析了任意兩份馬鈴薯材料??之間相同有害突變的比例，發(fā)現(xiàn)只有１１．３２％的有害突變是重疊的（圖３ｄ）。這??些結(jié)果表明馬鈴薯中的有害突變具有品系特異性。??Ｏ??３?ｂ?〇??，?Ａ?ＳＴ４．０３ｃｈ０１?....

圖４蕾期基因的表達(dá)量??

們對(duì)２００多份二倍體栽培種進(jìn)行了自花授粉，篩選到兩份天然自交親和的突變??體，ＰＧ６２３５和ＰＧ６３５９。另外，我們對(duì)二倍體材料ＰＧ６２２６進(jìn)行了蕾期自交，因??為蕾期自交不親和基因的表達(dá)量較低（圖４），此時(shí)進(jìn)行同株異花授粉??可以得到少量的種子。最終，從ＰＧ６２２６、ＰＧ６２３....

圖５馬鈴薯中不依賴于親本的ＧＢＳ方法??（ａ）從Ｆ，中提取高質(zhì)量的雜合ＳＮＰ

科學(xué)院博士后出站報(bào)告?馬鈴薯自交衰退的自交群體的ｂｉｎ圖信息??ｕｍｍａｒｙ?ｏｆ?ｂｉｎ?ｍａｐｓ?ｏｆ?ｔｈｒｅｅ?Ｆ２?ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ??ＰＧ６２２６?ＰＧ６２３５?ＰＧ６３５９??ｆ?Ｆ２?ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｓ?１０４?２２３?２０１??ｆ?ｐｈａｓｅｄ?ＳＮＰ....

本文編號(hào)：3982306