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几种菊属植物及其杂种减数分裂行为与亲缘关系研究

几种菊属植物及其杂种减数分裂行为与亲缘关系研究

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作者：崔娜欣南京农业大学

学位级别：硕士

以菊花脑***(2X)，甘菊***(2X)，宜色菊***(2X)，四倍体菊花脑***(4X)，南京野菊***(4X)，河南野菊***(4X)，‘滁菊’***‘Chuju’(6X)，‘黄英’***‘Huangying’(6X)，毛华菊***(6X)等为亲本，通过种间有性杂交或幼胚拯救，获取远缘杂... 详细信息

以菊花脑***(2X)，甘菊***(2X)，宜色菊***(2X)，四倍体菊花脑***(4X)，南京野菊***(4X)，河南野菊***(4X)，‘滁菊’***‘Chuju’(6X)，‘黄英’***‘Huangying’(6X)，毛华菊***(6X)等为亲本，通过种间有性杂交或幼胚拯救，获取远缘杂种(幼胚拯救获取的杂种由李辛雷提供)。对亲本及其种间杂种进行减数分裂研究，结合杂交结实率以及主要性状的遗传表现，分析菊属不同物种的亲缘关系、染色体组构成与结构变异及系统演化方式。研究结果表明： 1．二倍体的菊花脑、甘菊及宜色菊减数分裂中期Ⅰ每个花粉母细胞(PMC)平均染色体配对构型分别为0.83Ⅰ+8.58Ⅱ、1.50Ⅰ+8.25Ⅱ和1.06Ⅰ+8.47Ⅱ，每细胞的交叉结数分别为10.78、10.53和12.12。宜色菊在进化上可能较菊花脑和甘菊更原始。3个二倍体均存在二价体提早解离现象，可能存在提前解离的控制机制。四倍体的南京野菊和河南野菊减数分裂中期Ⅰ每个PMC平均染色体配对构型分别为0.48Ⅰ+17.09Ⅱ+0.33Ⅳ和0.38Ⅰ+16.56Ⅱ+0.63Ⅳ，是两个已经二倍体化的异源四倍体，有少量单价体和四价体出现，推断可能1～2对染色体间发生了易位等结构变异。四倍体菊花脑减数分裂中期Ⅰ每个PMC染色体配对构型为2.64Ⅰ+13.35Ⅱ+1.03Ⅲ+0.93Ⅳ，可能存在控制配对的基因，或菊花脑为一部分同源的种间杂种(AA)，诱导的四倍体菊花脑为一部分同源四倍体(AAAA)。六倍体的‘滁菊’、‘黄英’和毛华菊减数分裂中期Ⅰ每个PMC平均染色体配对构型分别为0.48Ⅰ+26.09Ⅱ+0.33Ⅳ、1.09Ⅰ+25.18Ⅱ+0.18Ⅲ+0.50Ⅳ和0.85Ⅰ+26.27Ⅱ+0.15Ⅳ，是3个已经二倍体化的异源六倍体，且部分染色体间存在易位等结构变异。 2．二倍体与二倍体种间杂交结实率较高。二倍体与六倍体种间杂交未收到种子。杂种F性状产生分离，部分性状为双亲中间型表现，部分为偏母型遗传，并出现超亲性状，表现出明显的杂种优势。说明菊属植物遗传基础复杂，物种内已存在广泛的遗传结构变异，产生的配子遗传组成可能各不相同。高倍数性物种的性状遗传力高于低倍数性物种。 3．菊花脑×宜色菊、甘菊×宜色菊、甘菊×菊花脑以及菊花脑×甘菊四个二倍体物种种间杂种F减数分裂中期Ⅰ每个PMC平均染色体配对构型分别为0.78Ⅰ+8.61Ⅱ、0.64Ⅰ+8.50Ⅱ+0.09Ⅳ、1.73Ⅰ+8.14Ⅱ和1.61Ⅰ+8.19Ⅱ，每细胞的交叉结数分别为9.25、12.73、11.18和11.35。四倍体菊花脑×菊花脑、菊花脑×四倍体菊花脑两个二倍体与四倍体的杂种F减数分裂中期Ⅰ每个PMC平均染色体配对构型分别为几种菊属植物及其杂种减数分裂行为与亲缘关系研究 3.421+8.3411+1.53111+0.58Iv和3.621+8.3111+***+0.56Iv.菊花脑、‘黄英’、 ‘黄英，、菊花脑、甘菊x‘黄英，以及‘黄英，/甘菊四个二倍体与六倍体物种间的杂种F，减数分裂中期I每个PMC平均染色体配对构型分别为 0.301+16.4511+0.70IV、0.291+16.0711+0.89IV‘0.631+16.3211+0.68IV和 0. 471+16.3811+0.65Iv+0.03vl.四倍体菊花脑x‘滁菊’的杂种F，减数分裂中期I 每个PMC平均染色体配对构型为3 .5 91+1 8 .0 3 11+0.98111+0.52Iv+0.07v.说明3个二倍体物种彼此亲缘关系较近，其中甘菊和宜色菊亲缘关系最近，甘菊和菊花脑次之，菊花脑和宜色菊亲缘关系最远。菊花脑和甘菊及其近缘种可能是栽培菊花‘黄英’一个染色体组的供体，菊花脑或其近缘种可能是‘滁菊’一个染色体组的供体.菊花脑和‘黄英，、甘菊和‘黄英，以及四倍体菊花脑和‘滁菊’的种间杂种F.在减数分裂中期I均出现高频率的二价体，推断栽培菊花‘黄英’、‘滁菊’三个染色体组间分化程度较低，彼此亲缘关系较近，且部分染色体存在易位等结构变异.或菊属内广泛存在促进配对的基因. 4.菊属减数分裂异常现象包括分裂不同步、二价体提前解离、二价体互锁、染色体桥、落后染色体等。减数分裂不同步现象普遍存在于菊属植物减数分裂过程.二倍体野生菊的部分二价体终变期提前解离为单价体，可能存在控制二价体提前解离基因.菊花脑中存在控制二价体互锁的基因。倒位、易位等染色体结构变异在菊属物种进化过程中起着重要作

关键词：菊属种间杂交减数分裂行为亲缘关系及系统演化

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