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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

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亚洲棉与拟似棉远缘杂种的合成与鉴定

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生物技术通报 2020年第8期36卷 1-7页

作者：王一帆郑赟荣二花吴玉香山西农业大学农学院太谷030801

以亚洲棉为母本,野生种拟似棉为父本进行远缘杂交,人工辅助授粉合成杂种F1,验证F1杂种的真实性,以期进一步加倍成异源四倍体新种质。采用重复授粉和赤霉素保铃等措施提高杂交结铃率,对F1进行形态学及SSR分子标记鉴定。结果表明,F1杂种... 详细信息

以亚洲棉为母本,野生种拟似棉为父本进行远缘杂交,人工辅助授粉合成杂种F1,验证F1杂种的真实性,以期进一步加倍成异源四倍体新种质。采用重复授粉和赤霉素保铃等措施提高杂交结铃率,对F1进行形态学及SSR分子标记鉴定。结果表明,F1杂种有典型的合子后生殖隔离现象,植株培养过程中伴随有杂种致死,F1杂种幼苗叶型大部分介于双亲之间且整体偏向于父本拟似棉;SSR分子标记结果显示杂种F1不仅扩增出双亲的互补带,还出现了双亲没有的新带;经过统计分析发现杂种F1中总的遗传成分比例母本占45.91%,父本占40.98%,新出现的组合带占13.11%。从分子水平证明了杂种的真实性,同时伴随的杂交过程也发生了AD基因组互作及遗传重组。

关键词：亚洲棉拟似棉远缘杂交生殖隔离 SSR

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栽培棉与拟似棉远缘杂交及异源多倍体的合成、鉴定及转录组分析

栽培棉与拟似棉远缘杂交及异源多倍体的合成、鉴定及转录组分析

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作者：王一帆山西农业大学

学位级别：硕士

陆地棉(***)与亚洲棉(***)是世界重要的栽培棉种,但由于长期的种植,其遗传多样性受到限制。拟似棉(***)是D染色体组最早的棉种之一,具有许多栽培棉所缺乏的优良性状,如抗寒、抗旱、高抗枯萎病、耐锈病、无蜜腺等优良特性。通过远缘杂交... 详细信息

陆地棉(***)与亚洲棉(***)是世界重要的栽培棉种,但由于长期的种植,其遗传多样性受到限制。拟似棉(***)是D染色体组最早的棉种之一,具有许多栽培棉所缺乏的优良性状,如抗寒、抗旱、高抗枯萎病、耐锈病、无蜜腺等优良特性。通过远缘杂交将拟似棉的优良基因导入到栽培棉中,不仅扩大了栽培棉的遗传多样性,还能使栽培棉更好的满足人类对棉花日益增长的育种需求。本研究以亚洲棉(AA)与陆地棉(AADD)分别为母本、拟似棉(DD)为父本进行杂交,同时对陆地棉×拟似棉真杂种进行诱变加倍,创造出人工异源六倍体新种质M。对获得的亚洲棉×拟似棉杂种(AD)进行形态鉴定及SSR分子鉴定;对陆地棉×拟似棉杂种(ADD)及异源六倍体M(AADDDD)植株进行形态、细胞、生理生化指标鉴定。并对陆地棉×拟似棉杂种及异源六倍体M进行转录组分析,比较分析杂种F与六倍体M及亲本间转录组的表达差异,探讨在杂交和基因组加倍后,基因表达的变化及方向。主要结果如下:1.以亚洲棉为母本,野生种拟似棉为父本进行远缘杂交,人工辅助授粉合成杂种F,验证F杂种的真实性,以期进一步加倍成异源四倍体新种质。采用重复授粉和赤霉素保铃等措施提高杂交结铃率,对F进行形态学及SSR分子标记鉴定。结果表明,F杂种有典型的合子后生殖隔离现象,植株培养过程中伴随有杂种致死,F杂种幼苗叶型大部分介于双亲之间且整体偏向于父本拟似棉;SSR分子标记结果显示杂种F不仅扩增出双亲的互补带,还出现了双亲没有的新带;经过统计分析发现杂种F中总的遗传成分比例母本占45.91%,父本占40.98%,新出现的组合带占13.11%。从分子水平证明了杂种的真实性,同时伴随的杂交过程也发生了AD基因组互作及遗传重组。2.以陆地棉为母本、拟似棉为父本杂交合成F并采用秋水仙素对植株染色体进行加倍,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三株六倍体植株。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F差异显著,初始最小荧光F、叶片可变荧光F、潜在最大光化学效率(F/F)、叶片PSII潜在活性(F/F)以及开放的PSII捕获激发能的效率(F/F)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方面表现优于三倍体。3.对陆地棉×拟似棉三倍体杂种F、六倍体M及亲本进行转录组测序分析。结果如下:Clean Reads百分比及Clean Data的百分比均大于92%,Q30碱基百分比分布在93.42%～93.92%,说明了测序结果准确性高,数据可靠;各材料样本组内相关系数均大于0.83,表明样品重复性好;在表达基因中,韦恩图显示亲本与F、M所有表达的基因中,F特异性表达的基因有1742个,M特异性表达的基因有1341个。经过杂交的F整体基因表达情况较不稳定,经过加倍的M基因表达虽也存在不稳定情况但显示出了向亲本靠近的趋势。比较F、M与亲本间差异倍数之和,结果表明杂种F基因组表达量与母本相比更偏向于父本,而六倍体M更偏向于母本。对F及M间差异表达基因富集的GO条目及KEGG通路进行分析,大部分显著富集的通路是关于“光合”及“抗性”。F、M与亲本间差异表达基因主要是以非加性表达为主,F中非加性表达基因以超亲下调表达为主,而在M中主要以超亲上调表达为主。

关键词：陆地棉亚洲棉拟似棉远缘杂交异源六倍体性状鉴定转录组分析

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棉属海岛棉×拟似棉F_1不育性研究

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Acta Genetica Sinica 1997年第4期24卷 368-372页

作者：王志龙姜茹琴何鉴星张欣雪孙传渭中国科学院遗传研究所

本文研究了棉属海岛棉［ＧｏｓｓｙｐｉｕｍｂａｒｂａｄｅｎｓｅＬ．，（ＡＤ）２］ｘ拟似棉［Ｇ．ｇｏｓｓｙｐｉｏｉｄｅｓ（Ｕ１ｂｒ）Ｓｔａｎｄｌｅｙ，Ｄ６］Ｆ_１植株的减数分裂及不育花粉的形成过程。Ｆ_１花粉母细胞在减数分... 详细信息

本文研究了棉属海岛棉［ＧｏｓｓｙｐｉｕｍｂａｒｂａｄｅｎｓｅＬ．，（ＡＤ）２］ｘ拟似棉［Ｇ．ｇｏｓｓｙｐｉｏｉｄｅｓ（Ｕ１ｂｒ）Ｓｔａｎｄｌｅｙ，Ｄ６］Ｆ_１植株的减数分裂及不育花粉的形成过程。Ｆ_１花粉母细胞在减数分裂中期Ｉ平均染色体构型为２４．８６Ⅰ＋６．９８Ⅱ＋０．０５Ⅲ。Ｆ_１不育的根本原因在于减数分裂中期染色体不能正常配对，引起部分染色体滞后及染色体不均等分配，从而产生多分孢子和微核，最终导致不育花粉的产生，并讨论Ｄ６与（ＡＤ）２间的亲缘关系以及克服Ｆ_１不育的方法。

关键词：棉属海岛棉拟似棉杂交 F1不育性

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