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作者：许明超四川农业大学

学位级别：硕士

植物双单倍体是由含配子染色体数目的单倍体经染色体加倍而得到的纯合植物个体,又称为加倍单倍体(Doubled haploid,DH)。植物双单倍体是遗传上完全纯合的个体,在植物育种和相关研究中具有重要用途。目前获得植物双单倍体往往需要经历2... 详细信息

植物双单倍体是由含配子染色体数目的单倍体经染色体加倍而得到的纯合植物个体,又称为加倍单倍体(Doubled haploid,DH)。植物双单倍体是遗传上完全纯合的个体,在植物育种和相关研究中具有重要用途。目前获得植物双单倍体往往需要经历2个环节,即获得单倍体和对单倍体进行染色体加倍,很少有直接从杂交植株中获得双单倍体的途径。成都市农林科学院近年来合成了一种特殊的八倍体油菜(AAAACCCC,2n=8x=76),当其作父本给四倍体甘蓝型油菜(AACC,2n=4x=38)授粉,能直接诱导母本植株产生双单倍体后代。我们暂时将该八倍体油菜命名为甘蓝型油菜双单倍体诱导系,简称DH诱导系。本试验以2份DH诱导系Y3560和Y3380为研究对象,分别与7份甘蓝型油菜不育系(3209AB、3304AB、3318AB、3321A、3323A、0068A 和 WLA)杂交,统计诱导后代的表型、倍性和遗传特性,进一步验证Y3560和Y3380的诱导能力,较全面地分析DH诱导系的诱导特性,并比较2份DH诱导系之间的差异。结果如下:1、通过表型鉴定、SSR分子标记鉴定和流式细胞仪倍性分析,发现DH诱导系Y3560和Y3380均能成功诱导四倍体甘蓝型油菜产生双单倍体后代,充分说明了该油菜DH诱导系确实具有诱导甘蓝型油菜产生双单倍体的能力。2、同一油菜DH诱导系对不同母本材料的诱导能力存在差异。Y3560对7份不育系的诱导率在34.18%～100.00%之间,从大到小依次为:3323A>0068A>3321A>WLA>3118AB>3209AB>3304AB;其中对细胞质不育系诱导率较高,平均为96.75%,而对细胞核不育系的诱导能力较低,平均为41.24%。Y3380对2份细胞质不育系的平均诱导率为93.10%。与玉米单倍体诱系或其他单倍体诱方法相比,油菜DH诱导系诱导率高、应用范围较广。同时诱导率的高低受父母本基因型相互作用影响较大,其内在机理有待进一步研究。3、通过比较发现2份DH诱导系在诱导率上差异不显著,然而二者诱导产生的后代在倍性上存在一定差异。Y3560诱导产生的表型类似母本的后代全部为四倍体,而Y3380诱导产生的后代中除了四倍体之外,还发现了极少数的二倍体和八倍体。Y3560比Y3380的诱导能力更稳定,这可能跟二者的选育方式不同有关。4、目前油菜DH诱导系的诱导机理尚不清楚,基于本试验结果推测可能的诱导机理是:DH诱导系对母本授粉,雄配子与卵细胞融合后,在一定的诱导机制作用下使母本染色体加倍,同时还伴随着父本染色体消除机制,从而产生了双单倍体后代。

关键词：甘蓝型油菜双单倍体诱导系细胞核雄性不育系细胞质雄性不育系诱导率

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利用油菜DH诱导系快速获得甘白种间杂交遗传稳定后代

利用油菜DH诱导系快速获得甘白种间杂交遗传稳定后代

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作者：周颖四川农业大学

学位级别：硕士

油菜种间杂交是创新育种资源的有效途径,但油菜种间杂交后代花粉母细胞(PMC)减数分裂染色体不匹配等现象导致的不结实或结实率低是限制资源创新的主要问题。为了提高种间杂交后代的结实率,目前国内外运用较多的方法是杂种后代与亲本连... 详细信息

油菜种间杂交是创新育种资源的有效途径,但油菜种间杂交后代花粉母细胞(PMC)减数分裂染色体不匹配等现象导致的不结实或结实率低是限制资源创新的主要问题。为了提高种间杂交后代的结实率,目前国内外运用较多的方法是杂种后代与亲本连续回交或对杂交后代进行小孢子培养等方法,但这些方法导致遗传距离与亲本越来越近,选育周期长,易受到杂种基因型或外界的培养条件影响。利用油菜双单倍体(DH)诱导系Y3380诱导油菜种间杂交后代是否能缩短选育年限又能拓宽杂种后代的遗传距离还能保持杂种后代快速遗传稳定且不受小孢子培养的限制,还未见报道。本研究利用甘蓝型油菜(2n=4x=38,AACC)与白菜型油菜种间杂交(2n=2x=20,AA)得到的杂种F代进行形态学观察与流式细胞术分析,淘汰杂株;细胞学鉴定分析F杂种不育的原因,并比较种间杂交F精卵细胞的遗传稳定性。利用种间杂交F卵细胞相对遗传稳定的特性,用油菜DH诱导系Y3380诱导杂种F后得到诱导F,通过对表型鉴定、流式分析、细胞学观察、荧光原位杂交、SNP芯片检测等方式确定诱导F的染色体遗传稳定性、遗传变异与油菜类型。最后,对诱导F自交后代诱导F进行形态学观察与分子标记鉴定其群体遗传稳定。该研究旨在解决当前油菜资源创制新材料周期长且存在生殖障碍的缺点;为油菜资源创新提供新的研究思路并与农业生产紧密结合。主要研究结果如下:1、甘(甘蓝型油菜)白(白菜型油菜)种间杂交F油菜植株营养生长正常,形态特征偏母本甘蓝型油菜,自交角果大部分没有明显发育膨大现象,流式验证其为三倍体,另有2株为四倍体判断其为假杂种。细胞学观察三倍体F染色体为29条,FISH结果发现F染色体构型为AAC(2n=3x=29)。种间杂交F(T19-4与T19-5)花粉育性分别为30.24%,11.14%,花粉萌发率分别为5.85%,1.29%,自交结实率分别为4.00%,5.19%,其自交结实率低的原因在于减数分裂出现染色体桥、不均等分裂、二价体、多价体、染色体丢失等现象导致不能产生正常雄配子。2、观察ZS11×F、F×ZS11、F×Y3380、F自交、ZS11自交,花柱与子房内花粉管萌发动态发现种间杂交F只有少量花粉能在母本的花柱上萌发,正常花粉ZS11与Y3380有大量花粉在母本花柱上萌发,同时对不同组合的平均结实率与平均受精率进行比较分析,证实种间杂交F卵细胞的遗传稳定性强于精细胞遗传稳定性,用油菜DH诱导系Y3380诱导种间杂交F获得来自卵细胞诱导后代成为可能。3、通过形态学观察、流式细胞检测、花粉育性检测、花粉母细胞观察:诱导F农艺性状丰富,花粉母细胞(PMC)减数分裂能产生正常配子,诱导F(W58与W59)花粉育性分别为92.62%,95.89%,花粉萌发率分别为26.84%,23.59%,自交结实率分别为29.33%,39.13%,其花粉育性、花粉活力,平均自交结实率与F相比有明显提升,证实Y3380诱导种间杂交F能产生正常可育的新型四倍体甘蓝型油菜(2n=4x=38,AACC),实现了利用诱导系快速选育种间杂交后代的目的。4、对诱导F进行50K SNP芯片分析:在诱导F中能快速选育出纯合位点较多,纯合位点率大于70%的单株,18株诱导F有16株比F具有更丰富的遗传变异,且部分诱导后代与亲本的遗传距离大于F、F、BCF和亲本的遗传距离,说明诱导F较为稳定且保留了甘蓝型油菜与白菜型油菜丰富的遗传变异。5、对诱导F的单株自交后代诱导F群体内的植株进行形态学观察发现:诱导F株系植株生长正常,形态特征为甘蓝型油菜,田间长势一致,在不同株系内随机选取部分植株通过多态性较高的SSR引物进行验证,株系内植株均能扩增出长度相同的片段,初步证明诱导F株系已基本稳定。

关键词：双单倍体诱导系种间杂交遗传距离荧光原位杂交(FISH)

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油菜双单倍体诱导育种技术研究进展

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生物技术进展 2022年第5期12卷 655-663页

作者：杨美翠赵诗慧高源石浩然李云龚万灼杨进王继胜邹琼陶兰蓉康泽明唐蓉郭世星付绍红成都市农林科学院成都611130 四川农业大学农学院成都611130 四川农业大学玉米研究所成都611130

油菜是食用油、优质饲料蛋白的重要来源,杂种优势利用是油菜培育优势性状最重要的手段,且提高亲本的选育效率对优质品种的培育具有积极的推动作用。现有油菜育种技术存在效率低、周期长、盲目性大、应用范围有限等诸多问题,不适于油菜... 详细信息

油菜是食用油、优质饲料蛋白的重要来源,杂种优势利用是油菜培育优势性状最重要的手段,且提高亲本的选育效率对优质品种的培育具有积极的推动作用。现有油菜育种技术存在效率低、周期长、盲目性大、应用范围有限等诸多问题,不适于油菜产业快速发展的需求。双单倍体诱导育种技术是近年来新兴的一种快速选育油菜新品种的技术方法。该技术以操作简便、应用范围广、效率高等优势被广泛应用于油菜新品种的选育过程中。从油菜双单倍体诱导技术创新研究的发现、作用表现、诱导机制、作用价值等方面系统地综述了油菜双单倍体诱导技术的研究进展,展望了油菜双单倍体诱导技术的应用前景,以期为未来油菜双单倍体诱导技术以及其他作物诱导系的研究和利用提供参考。

关键词：油菜杂种优势利用双单倍体双单倍体诱导系杂交育种

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