發(fā)布時間：2017-03-19 01:03

  本文關(guān)鍵詞：馬鈴薯—茄子體細胞雜種遺傳組分分析及青枯病抗性評價，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：原生質(zhì)體融合技術(shù)是遠緣物種間優(yōu)良性狀轉(zhuǎn)移的重要技術(shù)之一,在改良栽培種抗性、細胞質(zhì)替換等應用中具有獨特的優(yōu)勢。在馬鈴薯中這一技術(shù)的應用能轉(zhuǎn)移馬鈴薯野生種和近緣種的有利性狀,創(chuàng)制新種質(zhì),改善目前栽培馬鈴薯遺傳資源狹窄的狀況。本研究以前期實驗室創(chuàng)制的馬鈴薯和茄子非對稱原生質(zhì)體融合的50個再生株系(St8/Sm508.1(20'))和對稱融合的103個再生株系(St142/Sm508.3)為研究材料,通過雙親特異的SSR標記確定雜種及其遺傳組分,并對非對稱融合體細胞雜種的青枯病抗性及農(nóng)藝性狀進行評價,為其利用提供理論和材料基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:1.融合親本的特異SSR標記篩選。研究用已報道的有染色體定位信息的SSR引物369對(其中馬鈴薯133對,茄子236對),對包含融合親本在內(nèi)的9個馬鈴薯和7個茄子基因型進行特異標記篩選。369對引物中,144對引物在馬鈴薯中有特異帶,214對引物在茄子中有特異帶。在具有馬鈴薯特異帶的引物中,48對引物有馬鈴薯染色體的定位信息,其余96對引物為茄子SSR引物在本研究馬鈴薯基因型中有特異帶;204對茄子SSR引物在茄子親本中有染色體定位信息。在茄子具有特異帶的引物中,有96對引物在馬鈴薯和茄子中同時具有特異帶。2.非對稱體細胞雜種鑒定與分析。首先利用茄子親本特異的SSR引物對非對稱融合再生株系進行鑒定,結(jié)果顯示,50個融合子有42個攜帶茄子特異SSR標記,表明其為體細胞雜種。其中40個雜種進行了倍性鑒定,顯示四倍體雜種有32個,其余8個雜種除1個為八倍體外,其它7個均為混倍體或非整倍體。32個茄子特異SSR引物在雜種中檢測到44個位點,平均每個體細胞雜種插入2.9個位點。這些插入的茄子片段分布在茄子的12條染色體上,其中4號染色體的特異位點多達10個,其它染色體為1-4個不等。3.非對稱體細胞雜種的農(nóng)藝性狀和植物學性狀觀察。研究采用試管苗網(wǎng)室缽載觀察了體細胞雜種部分植物性性狀。觀察顯示,四倍體雜種生長基本正常,但倍性異常的雜種生長受到明顯阻滯,如混倍體St8/Sm508.1(20')-6-1、St8/Sm508.1(20')-11-1.1,非整倍體St8/Sm508.1(20')-20-1,以及3號愈傷的3個叢生芽St8/Sm508.1(20')-3-1.30、St8/Sm508.1(20')-3-1.37、St8/Sm508.1(20')-3-1.52等。在體細胞雜種中觀察到現(xiàn)蕾的雜種有12個,正常開花的2個(St8/Sm508.1(20')-10-5和St8/Sm508.1(20')-18-3),其中St8/Sm508.1(20')-10-5形成了漿果,但沒有種子。結(jié)薯性觀察顯示,31個體細胞雜種能夠正常結(jié)薯,薯形與馬鈴薯親本相比變異程度較大,且均表現(xiàn)為薯形變長。薯塊貯藏65天后觀察發(fā)芽情況顯示,除5個雜種塊莖未發(fā)芽外,其余雜種均能夠正常發(fā)芽。4.體細胞雜種青枯病抗性鑒定。通過室內(nèi)傷根接種的方法對32個四倍體非對稱雜種進行了青枯病抗性評價,抗感性采用相對病情指數(shù)和多重比較(Duncan法)對雜種的抗性進行分析,分析結(jié)果顯示,32個非對稱雜種中沒有抗性超過或者與親本抗性全部相同的雜種系,但有6個體細胞雜種的相對抗病指數(shù)分析顯示與抗病親本沒有顯著差異,其余雜種中,17個雜種與馬鈴薯親本抗性一致,還有5個中感雜種和4個高感雜種。中抗青枯病的雜種占19%,證明非對稱原生質(zhì)體融合可以較高頻率地將茄子的抗性性狀導入到體細胞雜種中,創(chuàng)制馬鈴薯新的抗青枯病遺傳資源。5.青枯病抗性與茄子插入片段的相關(guān)性分析。分析不同青枯病抗性級別的體細胞雜種所檢測到的茄子標記顯示,共有3個標記(emk03O04 locus 1(Chr4)、emi04P17(Chr6)和emd13E02a locus 1(Chr6))是在3個(St8/Sm508.1(20')-3-1.30、St8/Sm508.1(20')-3-1.52和St8/Sm508.1(20')-18-3)抗病體細胞雜種中特有的,推測這3個位點所在的茄子染色體片段可能攜帶有與青枯病抗性相關(guān)的基因。進一步對位點側(cè)翼序列的編碼蛋白在數(shù)據(jù)庫中比對,發(fā)現(xiàn)標記emk03O04 locus 1和emd13E02a locus 1的側(cè)翼序列均與馬鈴薯野生種Solanum demissum的Gag-pol多聚蛋白和逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子蛋白有關(guān),而這類蛋白主要參與植物抗性調(diào)控過程,暗示攜帶茄子青枯病抗性可能與這2個標記所在的染色體片段所含的某些基因位點有關(guān)。6.馬鈴薯-茄子對稱融合共鑒定到84個體細胞雜種,檢測到來源于茄子的特異SSR位點50個,馬鈴薯的特異SSR位點59個,雜種中檢測到的雙親特異位點的比例基本為1:1。體細胞雜種對雙親特異位點的保留率差異較大,馬鈴薯位點的保留率為49.6%,茄子位點的保留率為9.5%,結(jié)果表明本研究的對稱融合中更傾向于保留馬鈴薯的遺傳信息。
【關(guān)鍵詞】：馬鈴薯 種間融合 體細胞雜種 基因組組成 青枯病抗性
【學位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S532;S641.1
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-11
• 縮略語表11-12
• 1 前言12-33
• 1.1 課題提出12-14
• 1.2 前人研究進展14-32
• 1.2.1 植物體細胞雜種創(chuàng)新種質(zhì)資源的應用概況14-18
• 1.2.2 體細胞雜種的遺傳組分研究18-23
• 1.2.3 植物青枯病抗性遺傳分析23-32
• 1.3 本研究目的與內(nèi)容32-33
• 2 材料與方法33-38
• 2.1 實驗材料33-34
• 2.1.1 馬鈴薯融合親本33
• 2.1.2 茄子融合親本33
• 2.1.3 非對稱融合再生株系33
• 2.1.4 對稱融合再生株系33-34
• 2.2 實驗方法34-38
• 2.2.1 試管苗的培養(yǎng)與繁殖34
• 2.2.2 田間種植34
• 2.2.3 農(nóng)藝性狀觀測與統(tǒng)計34
• 2.2.4 植物基因組DNA提取34-35
• 2.2.5 SSR分子標記組分鑒定35-36
• 2.2.6 青枯病抗性鑒定36-37
• 2.2.7 性狀與標記的相關(guān)性分析37
• 2.2.8 插入片段的側(cè)翼序列生物信息學分析37-38
• 3 結(jié)果與分析38-75
• 3.1 體細胞融合親本特異標記篩選38-47
• 3.1.1 DNA質(zhì)量檢測38
• 3.1.2 融合親本特異標記的篩選38-47
• 3.2 馬鈴薯-茄子（St8/Sm508.1(20')）非對稱融合雜種分析47-70
• 3.2.1 體細胞雜種的遺傳組分47-54
• 3.2.2 體細胞雜種的植株性狀觀察54-65
• 3.2.3 體細胞雜種的遺傳組分、倍性異常與田間表型的相關(guān)性分析65-66
• 3.2.4 體細胞雜種的青枯病抗性及與遺傳組分的相關(guān)性分析66-68
• 3.2.5 抗性相關(guān)序列的生物信息學分析68-70
• 3.3 馬鈴薯-茄子對稱融合雜種分析70-75
• 3.3.1 再生植株的雜種鑒定（St142/Sm508.3）70
• 3.3.2 體細胞雜種遺傳組分分析70-75
• 4 討論75-81
• 4.1 體細胞雜種的遺傳組分75-76
• 4.2 體細胞雜種植物學性狀與倍性異常、分子標記的相關(guān)性76-77
• 4.3 體細胞雜種的青枯病抗性以及抗性相關(guān)標記研究77-78
• 4.4 對稱原生質(zhì)體融合與非對稱原生質(zhì)體融合的比較分析78-79
• 4.5 育種潛質(zhì)的選擇79-80
• 4.6 研究展望80-81
• 參考文獻81-96
• 在讀期間已發(fā)表和擬發(fā)表的論文96-97
• 附錄 197-100
• 附錄 2100-112
• 附錄 3112-114
• 附錄 4114-118
• 致謝118-119

【參考文獻】

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本文編號：255285