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甘蓝杂种致死材料的鉴定与遗传分析

中国蔬菜 2015年第1期 24-27页

作者：薛玉前张扬勇杨丽梅方智远刘玉梅李占省吕红豪庄木中国农业科学院蔬菜花卉研究所北京100081

杂种致死是一种生殖隔离类型,致死材料的鉴定及遗传分析不仅有助于了解杂种致死的遗传机制,还可以为致死基因的定位和克隆奠定基础。利用已知携带杂种致死基因的甘蓝自交系09-211、09-222、10-260和其他自交系配制的杂交组合为试材,鉴... 详细信息

杂种致死是一种生殖隔离类型,致死材料的鉴定及遗传分析不仅有助于了解杂种致死的遗传机制,还可以为致死基因的定位和克隆奠定基础。利用已知携带杂种致死基因的甘蓝自交系09-211、09-222、10-260和其他自交系配制的杂交组合为试材,鉴定携带致死基因的新材料,并对甘蓝杂种致死性状进行了遗传分析。结果表明:11-204和11-176是2个新的甘蓝致死材料;11-176与09-222及10-260具有遗传等效性,而11-204与09-211具有遗传等效性;甘蓝杂种致死性状是由2个显性基因互补控制的,其中1个致死基因来自09-211或11-204,另1个致死基因来自09-222或10-260或11-176,其遗传模式符合Dobzhansky-Muller(DM)模式。

关键词：甘蓝杂种致死遗传分析 DM模式

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甘蓝杂种致死基因BoHL2精细定位的研究

甘蓝杂种致死基因BoHL2精细定位的研究

作者：胡阳中国农业科学院

学位级别：硕士

杂种致死是一种合子后的生殖隔离类型,具体表现为双亲可以正常的生长,但其F1杂交种在性成熟前出现死亡的现象。对杂种致死进行基因定位是克隆的分子基础,为阐明杂种致死的作用机理奠定基础。本研究中,我们发现了甘蓝自交系09-211和09-22... 详细信息

杂种致死是一种合子后的生殖隔离类型,具体表现为双亲可以正常的生长,但其F1杂交种在性成熟前出现死亡的现象。对杂种致死进行基因定位是克隆的分子基础,为阐明杂种致死的作用机理奠定基础。本研究中,我们发现了甘蓝自交系09-211和09-222的F1出现杂种致死现象。通过对甘蓝杂种致死的遗传分析,发现杂种致死是由两个显性互补的核基因BoHL1和BoHL2控制,分别来自09-211和09-222,其遗传模式符合双位点的Bateson-Dobzhansky-Muller(BDM)模式。在此基础上,本研究利用携带致死基因BoHL2的材料09-222和不携带杂种致死基因的材料87-534、11-196和96-100进行杂交获得F1,利用获得的F1代杂种和携带致死基因BoHL1的材料09-211进行二次杂交获得分离群体,对甘蓝杂种致死基因BoHL2进行精细定位,为甘蓝杂种致死基因的克隆和功能分析奠定基础。研究结果如下:1.甘蓝杂种致死基因BoHL2的初定位通过致死分离群体1:(09-222×87-534)×09-211共计336株,利用BSA法在C04染色体上找到6对和BoHL2连锁的标记:D349、InDel0110、InDel0112、InDel0114、LTSSR342和LTSSR346,连锁分析发现BoHL2位于LTSSR346和InDel0114之间,物理距离6.65 Mb。通过对含致死基因的双亲09-211和09-222进行10×重测序,在C04染色体LTSSR346和InDel0114之间6.65 Mb区间内设计开发了73对Indel引物,找到33对多态性好的引物。扩大分离群体1将BoHL2初步定位到HL211和HL249之间,物理距离1.8 Mb。2.甘蓝杂种致死基因BoHL2的精细定位利用分离群体(09-222×11-196)×09-211和(09-222×96-100)×09-211将BoHL2精细定位到C04染色体的HL235和HL234之间,两个标记和BoHL2的遗传距离分别是0.3 cM和0.3cM,物理距离是70.33 Kb。3.候选基因的分析根据甘蓝基因组注释信息,发现定位区间内共含9个基因,其中Bol033387和Bol033390具有抗病基因的结构。通过对5份含杂种致死基因的甘蓝自交系的定位区间内的Indel和SNP分析发现变异位点集中在Bol033385基因,预测这三个基因为候选基因。

关键词：甘蓝杂种致死 Bateson-Dobzhansky-Muller模式精细定位

甘蓝杂种致死基因BoHL1和BoHL2的精细定位及候选基因分析

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甘蓝杂种致死基因BoHL1和BoHL2的精细定位及候选基因分析

作者：肖志亮中国农业科学院

学位级别：硕士

杂种致死是指亲本正常生长,而杂交种出现萎蔫、黄化、植株矮小,甚至死亡的现象,它属于一种合子后生殖隔离,对于物种进化具有重要意义。基于前人研究,对杂种致死基因BoHL1和BoHL2进行精细定位。并对定位区段内的基因进行候选基因分析,为... 详细信息

杂种致死是指亲本正常生长,而杂交种出现萎蔫、黄化、植株矮小,甚至死亡的现象,它属于一种合子后生殖隔离,对于物种进化具有重要意义。基于前人研究,对杂种致死基因BoHL1和BoHL2进行精细定位。并对定位区段内的基因进行候选基因分析,为实现甘蓝杂种致死基因的克隆和功能分析奠定基础。研究结果如下:1.甘蓝杂种致死基因的精细定位BoHL1精细定位:通过三元杂交方式(09-211×87-534)×09-222构建了5个大分离群体,利用InDel和SSR标记,将BoHL1定位在标记X594和X538之间,物理距离为70Kb;利用KASP标记将BoHL1进一步定位在K102和K107之间,遗传距离分别为0.04cM和0.01cM,物理距离为56Kb(C1:42801015-42857181)。BoHL2精细定位:基于前人定位结果,在HL234和HL235之间继续设计InDel标记,获得3个多态性标记,将BoHL2定位在L613和L618之间,物理距离为31Kb;利用KASP标记将BoHL2进一步定位在K201和L625之间,遗传距离分别是0.1cM和0.1cM,物理距离为27Kb(C4:46366966-46393632)。2.甘蓝杂种致死候选基因分析根据TO1000基因组的注释,BoHL1定位区段内包含17个基因,BoHL2定位区段内包含5个基因。通过基因功能注释分析、重测序分析和转录组测序分析,结合qRT-PCR以及基因扩增,我们将BoHL1定位区段内的Bo1g153250、Bo1g153270、Bo1g153280、Bo1g153320、Bo1g153330、Bo1g153380、Bo1g153400作为BoHL1的候选基因;BoHL2定位区段内的Bo4g173750、Bo4g173780、Bo4g173790作为BoHL2的候选基因。其中基因Bo1g153320、Bo1g153380、Bo4g173780不仅在功能上可能与杂种致死相关,且存在序列和表达差异,因此将其列为重点候选基因。3.杂种致死材料筛选鉴定2016-2017年,利用携带杂种致死材料09-211、09-222与其他自交系配制杂种组合,筛选鉴定出11份含杂种致死基因BoHL2的材料。

关键词：甘蓝杂种致死精细定位候选基因分析

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甘蓝杂种致死遗传分析与基因定位

甘蓝杂种致死遗传分析与基因定位

作者：薛玉前中国农业科学院

学位级别：硕士

植物杂种致死是指两个亲本本身能够正常生长,但其F1杂交种通常会表现出生长发育不良、生活力下降,最终死亡的现象。植物杂种致死现象已在小麦(Triticum aestivum)、大麦(Hordeum)、烟草(Nicotiana tabacum)、棉花(Gossypium)、拟南芥(Ar... 详细信息

植物杂种致死是指两个亲本本身能够正常生长,但其F1杂交种通常会表现出生长发育不良、生活力下降,最终死亡的现象。植物杂种致死现象已在小麦(Triticum aestivum)、大麦(Hordeum)、烟草(Nicotiana tabacum)、棉花(Gossypium)、拟南芥(Arabidopsis thaliana)等多个物种中有所报道。根据杂种致死双亲亲缘关系的远近,植物杂种致死可以发生在种间(或属间)杂交,还会发生在种内杂交,大多数杂种致死遗传符合Dobzhansky-Muller(DM)模式。研究植物杂种致死现象有助于理解生殖隔离的发生机制,为物种的形成和进化提供线索,并为致死基因在作物育种中的应用提供理论指导。课题组2009年在田间发现了一个表现为苗期致死的甘蓝杂交组合09Q66(09-211×09-222),并对其进行了重复鉴定。在此基础上,本研究以甘蓝自交系为材料,通过配制杂交组合鉴定新的甘蓝杂种致死材料;利用二次杂交方式配制致死性状分离组合,对甘蓝杂种致死性状进行遗传分析;通过构建大样本分离群体对甘蓝杂种致死基因BoHL1进行定位研究,为甘蓝杂种致死基因的克隆和功能分析奠定基础。研究结果如下:⒈甘蓝杂种致死性状特征致死材料F1在子叶期生长发育正常,但在二叶一心时期幼苗开始出现生长迟缓症状,大多数幼苗在四叶一心时期出现生长停滞并死亡,个别幼苗能够长到八叶一心时期,但最终在莲座期前全部死亡。致死症状表现为:叶片先边缘变黄,然后萎蔫,叶色暗淡无光泽,植株生长缓慢至停滞,最后枯萎死亡。⒉甘蓝杂种致死材料的鉴定及遗传分析利用携带杂种致死基因的甘蓝自交系09-211、09-222、10-260和其他自交系配制的杂交组合为试材,鉴定11-204和11-176是2个新的甘蓝杂种致死材料;5份杂种致死材料中的11-204和09-211为一组,11-176和09-222、10-260为一组,组内相互杂交的后代生长正常,组间相互杂交的后代表现为苗期致死,组内材料具有遗传等效性;明确甘蓝杂种致死性状是由2个显性基因互补控制的,其中1个致死基因来自09-211或11-204,另1个致死基因来自09-222或10-260或11-176,其遗传模式符合DM模式。⒊甘蓝杂种致死基因BoHL1的定位通过二次杂交方式构建了2个用于BoHL1基因定位的分离群体2526〔(09-211×87-534)×09-222〕和2528〔(09-211×11-196)×09-222〕,将BoHL1初步定位于染色体C01;利用亲本10×重测序数据,开发设计一批新的InDel引物,将BoHL1进一步定位到HL132和HL134两个标记101Kb内。

关键词：甘蓝杂种致死遗传分析基因定位

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甘蓝杂种致死遗传现象浅析及利用

长江蔬菜 2020年第8期 54-57页

作者：邓耀华黄兴学周国林李静叶安华张润花林处发武汉市农业科学院蔬菜研究所 430345

杂种致死是一种生殖隔离类型,致死材料的鉴定及遗传分析不仅有助于了解杂种致死的遗传机制,还可以为致死基因的定位及克隆奠定基础。利用已知携带杂种致死基因的2份甘蓝材料35DH-26及Z-14,以及3份未知是否携带杂种致死基因的甘蓝材料YF(... 详细信息

杂种致死是一种生殖隔离类型,致死材料的鉴定及遗传分析不仅有助于了解杂种致死的遗传机制,还可以为致死基因的定位及克隆奠定基础。利用已知携带杂种致死基因的2份甘蓝材料35DH-26及Z-14,以及3份未知是否携带杂种致死基因的甘蓝材料YF(2)-2、103-34-7-6-337A、103-34-7-6-6-1121进行了有关杂交试验。试验结果表明,甘蓝杂种致死现象由细胞核基因控制,与细胞质基因无关;甘蓝杂种致死性状符合由2个显性互补基因控制的理论,2份材料35DH-26、YF(2)-2具有遗传等效性,而3份材料Z-14、103-34-7-6-337A、103-34-7-6-6-1121具有遗传等效性;在出现致死及半致死组合(35DH-26×Z-14)的基础上,对组合有半致死分离现象的父本材料继续进行系统分离、编号,并继续配对进行致死测配,最终从半致死现象的父本中筛选出一些单株,用这些单株配成组合(35DH-26×Z-14)后,植株性状正常。

关键词：甘蓝杂种致死遗传分析

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甘蓝杂种致死基因BoHL2的定位

甘蓝杂种致死基因BoHL2的定位

中国园艺学会2015年学术年会

作者：胡阳薛玉前张扬勇方智远杨丽梅刘玉梅吕红豪李占省庄木中国农业科学院蔬菜花卉研究所

杂种致死限制了亲本间基因的流动,属于合子后生殖隔离方式,对物种的形成具有重要的作用。甘蓝(Brassica oleracea L.)中的杂种致死具体表现为双亲正常生长,但杂交后代在性成熟前死亡,属于种内杂种致死类型。遗传分析表明甘蓝杂种致死性... 详细信息

杂种致死限制了亲本间基因的流动,属于合子后生殖隔离方式,对物种的形成具有重要的作用。甘蓝(Brassica oleracea L.)中的杂种致死具体表现为双亲正常生长,但杂交后代在性成熟前死亡,属于种内杂种致死类型。遗传分析表明甘蓝杂种致死性状是由两个显性基因(BoHL1和BoHL2)互补控制的,其致死模式符合双位点显性互补的DM模式。对甘蓝杂种致死的基因定位,可为其克隆奠定基础。试验材料为利用甘蓝高代自交系通过二次杂交获得的BoHL2分离群体,即含致死基因BoHL2的自交系09-222。首先与不含致死基因的自交系87-534、11-196分别杂交获得F,再与含致死基因BoHL1的自交系09-211杂交获得致死分离群体1,(09-222×87-534)×09-211,共计1 734株和致死分离群体2,(09-222×11-196)×09-211,共计2926株。调查分离群体中每个单株的表型,选取12个表型正常的单株和12个致死的单株分别提DNA,稀释到相同浓度等量混合构建正常池和致死池。通过BSA法,利用分布于甘蓝基因组的InDel引物(1104对)和SSR引物(1152对),初步筛选与杂种致死基因BoHL2连锁的标记,再根据双亲(09-222和09-211)10×重测序数据开发设计新的InDel引物,对BoHL2进行初步定位。通过BSA法筛选已有全基因组的InDel引物和SSR引物,初步获得InDel0110、InDel0112、InDel0114、D349、LTSSR342和LTSSR346等6对多态性引物,它们均位于C04染色体。连锁分析表明这6对引物均位于BoHL2的一侧,其中LTSSR346距离目的基因最近。利用甘蓝基因组测序信息和双亲10×重测序数据,在LTSSR346附近重新开发设计了73对InDel引物,筛选获得33对在正常池和致死池之间具有多态性的引物。进一步挑取扩增带型清晰的15对共显性引物对分离群体1的773个隐性单株和分离群体2的1 396个隐性单株进行筛选。利用MapDraw构建遗传图谱,结果表明BoHL2位于C04染色体的240 kb区间内,两端最近的标记为HL235和HL223,与基因间的遗传距离分别为0.3和0.1 cM。进一步的精细定位正在进行中。

关键词：甘蓝杂种致死 DM模式基因定位

来源： cnki会议评论

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甘蓝杂种苗期致死杂交组合研究初报

甘蓝杂种苗期致死杂交组合研究初报

中国园艺学会2012年学术年会

作者：庄木张扬勇方智远薛玉前刘玉梅杨丽梅中国农业科学院蔬菜花卉研究所

自1907年Baur E.首次报道了纯合黄花金鱼草在胚胎期或2～3日龄幼苗期致死事例以来,在小麦、大麦、棉花、拟南芥、马铃薯、烟草等许多植物中均报道了植物致死现象。植物致死的发生,表明所涉及的致死基因在生物体中具有重要功能。2009年... 详细信息

自1907年Baur E.首次报道了纯合黄花金鱼草在胚胎期或2～3日龄幼苗期致死事例以来,在小麦、大麦、棉花、拟南芥、马铃薯、烟草等许多植物中均报道了植物致死现象。植物致死的发生,表明所涉及的致死基因在生物体中具有重要功能。2009年秋我们在田间发现了一个表现为杂种苗期

关键词：甘蓝杂种致死

来源： cnki会议评论

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陆地棉与拟似棉异源六倍体的合成与性状鉴定

生物技术通报 2023年第5期39卷 168-176页

作者：王一帆候林慧常永春杨亚杰陈天赵祝跃荣二花吴玉香山西农业大学农学院太谷030801

远缘杂交及多倍化是棉花种质创新的重要途径,通过陆地棉与野生拟似棉远缘杂交并加倍获得可育的杂种后代,为利用拟似棉中的优良基因拓宽陆地棉的遗传多样性提供理论依据和新材料。本研究以陆地棉为母本、拟似棉为父本杂交合成F1并采用秋... 详细信息

远缘杂交及多倍化是棉花种质创新的重要途径,通过陆地棉与野生拟似棉远缘杂交并加倍获得可育的杂种后代,为利用拟似棉中的优良基因拓宽陆地棉的遗传多样性提供理论依据和新材料。本研究以陆地棉为母本、拟似棉为父本杂交合成F1并采用秋水仙素进行染色体加倍,获得异源六倍体植株,对其进行形态学(叶片表型)、细胞学(气孔密度、气孔长度、保卫细胞对中叶绿体数、花粉粒直径)、生理生化指标(SOD、POD、CAT、可溶性蛋白及叶绿素荧光参数指标)鉴定。通过流式细胞鉴定筛选出了3株六倍体植株。六倍体与三倍体及亲本性状统计结果显示,六倍体叶形指数与陆地棉无显著差异,说明六倍体叶形整体偏向陆地棉,而三倍体远缘杂种更多偏向父本拟似棉,六倍体叶面积及气孔长度增大、保卫细胞中叶绿体数显著增多;六倍体花的表型性状介于双亲之间,花粉粒直径大于三倍体呈极显著差异,六倍体正常花粉粒比为73.25%,三倍体正常花粉粒比为51.13%,说明六倍体育性在恢复;六倍体叶片中SOD、POD、CAT及可溶性蛋白含量显著大于其他世代;六倍体较其他世代最大荧光产量Fm差异显著,初始荧光Fo、叶片可变荧光Fv、原初光能转化效率(Fv/Fm)、PS II潜在光化学效率(Fv/Fo)以及开放的PS II捕获的激发能的效率(Fm/Fo)均表现出极显著差异。综合结果证明通过杂交加倍成功合成了陆地棉与拟似棉异源六倍体新种质,同时发现六倍体在抗逆性及光合作用表现优于三倍体。

关键词：陆地棉拟似棉远缘杂交异源六倍体杂种致死性状鉴定生理生化指标

硬粒小麦—粗山羊草DH群体的创建及致死基因NetJingY176的定位

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硬粒小麦—粗山羊草DH群体的创建及致死基因NetJingY176的定位

作者：薛凤博山东农业大学

学位级别：硕士

普通小麦(Triticum aestivum L.,2n=42,AABBDD)是全球最大的粮食作物之一,它的产量直接影响了全球经济与人口的发展。作为小麦D基因组的提供者,粗山羊草在改良小麦品质中的作用不容忽视。现在,人们可以利用四倍体小麦(Triticum turgidum... 详细信息

普通小麦(Triticum aestivum L.,2n=42,AABBDD)是全球最大的粮食作物之一,它的产量直接影响了全球经济与人口的发展。作为小麦D基因组的提供者,粗山羊草在改良小麦品质中的作用不容忽视。现在,人们可以利用四倍体小麦(Triticum turgidum L.,2n=28,AABB)和小麦的祖先粗山羊草(Aegilops tauschii,2n=14,DD)杂交人工模拟小麦的进化过程,人工合成六倍体小麦。这为我们将更多优异的基因导入到小麦中,改良小麦品质,提高小麦产量创造良好基础。然而,人工合成小麦的过程中,杂种致死现象时有发生。杂种致死现象是自然界中一种常见的生殖隔离现象,在自然界中广泛存在。研究表明,四倍体小麦和粗山羊草种间的杂交致死现象由分别位于AB染色体组和D染色体组上的基因相互作用引起。本文以自然加倍种质硬粒小麦Langdon为母本,以不同的粗山羊草以及其F1为父本,通过幼胚拯救途径获得F1单倍体植株及F1单倍体作图群体,对来自D染色体组的致死基因进行了定位。主要结果如下:1、通过不同粗山羊草和硬粒小麦Langdon人工合成双二倍体过程,发现了杂交致死粗山羊草京Y176和杂交正常粗山羊草京Y225。硬粒小麦Langdon和杂交致死粗山羊草京Y176的杂种F1单倍体植株表现为生长停滞在分蘖期,植株矮化,分蘖增多,后期茎尖坏死,植株叶片干枯直至死亡。杂交致死基因来自于粗山羊草京Y176,暂时命名为NetJingY176。2、以硬粒小麦Langdon为母本,以杂交致死粗山羊草京Y176和正常粗山羊草京Y225的F1为父本,通过幼胚拯救创建F1单倍体群体,共获得199株F1单倍体植株。3、利用199株F1单倍体群体,将来自D染色体组的杂交致死基因NetJingY176初步定位到2D染色体短臂上,最近的SSR标记Xgwm515和Xgwm102与目标基因的遗传连锁距离分别是3.8cM和4.5cM。4、利用Jia等(2013)和Luo等(2013)发表的粗山羊草基因组的序列以及物理图谱,开发了29对SSR标记,对致死基因进行进一步定位,加密遗传连锁图。其中,标记XsdauK561和XsdauK539与致死基因NetJingY176共分离。5、利用与致死基因紧密连锁的4对分子标记,对91份粗山羊草进行NetJingY176位点基因型筛选。其中,46份表现出WT基因型,45份表现出致死基因型(HN)。在粗山羊草亚种strangulata中,28.57%表现出致死基因型,这个比例在亚种tauschii中高达67.35%。

关键词：硬粒小麦粗山羊草人工合成小麦杂种致死致死基因