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中国樱桃多倍体染色体组同源性研究

中国樱桃多倍体染色体组同源性研究

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作者：李雪鸥四川农业大学

学位级别：硕士

中国樱桃[Cerassu pseudocerasu(Lindl.)***]隶属蔷薇科(Rosaceae)李亚科(Prunoideae)樱属(Cerasus),是原产我国的重要核果类果树,迄今有3000年栽培历史。具有早花(2-3月)、早实(4-5月果实成熟)特性,及观赏性强、果实营养价值高、风味... 详细信息

中国樱桃[Cerassu pseudocerasu(Lindl.)***]隶属蔷薇科(Rosaceae)李亚科(Prunoideae)樱属(Cerasus),是原产我国的重要核果类果树,迄今有3000年栽培历史。具有早花(2-3月)、早实(4-5月果实成熟)特性,及观赏性强、果实营养价值高、风味浓郁、抗病性强等优点。中国樱桃起源于中国西南地区,广泛分布于我国的各个省市,包括一些大面积推广的栽培品种、地方品种及野生群体。中国樱桃是四大樱桃栽培种之一,近年来在中国的乡村振兴战略中占据着重要地位。根据前人研究,中国樱桃多为多倍体,且四倍体居多,然而中国樱桃多倍体染色体组同源性和多倍体基因组构成迄今尚不清楚。由于中国樱桃染色体小(常同源/异源性。本研究根据种子繁育后代的倍性及染色体数目的表现,推测中国樱桃多倍体起源,进行核型分析,并根据rDNA荧光原位杂交分布模式精确核型,为中国樱桃多倍体染色体组同源性提供依据,为杂交育种奠定理论基础。本研究主要结果如下:1 多倍体中国樱桃实生后代染色体数目及倍性以8份四倍体及1份六倍体中国樱桃栽培种自交后代、以及2份四倍体中国樱桃(栽培及野生)自然授粉后代为材料,统计染色体数目及倍性。40粒四倍体中国樱桃的自交后代种子中,大多数为四倍体(34粒,85%),仅有少部分为五倍体(2粒,5%)和六倍体(1粒,2.5%),还存在3粒非整倍体(7.5%,2n=4x+1=33,2n=6x-1=47)。14粒六倍体中国樱桃自交后代种子中,六倍体占多数(9粒,62.29%),五倍体占少数(4粒,28.57%),也存在非整倍体(1粒,7.14%,2n=6x+1=49)。53粒四倍体中国樱桃(栽培及野生)自然授粉后代种子中,四倍体占多数(39粒,73.58%),五倍体较少(10粒,18.87%),六倍体最少(2粒,3.77%),未发现非整倍体存在。四倍体中国樱桃后代个体中存在四倍体、五倍体、六倍体以及非整倍体,即减数分裂后产生了含有三个染色体组的配子。推测是减数分裂第一次后期,同源染色体的配对和分离出现了单价体和三价体,而非严格的两两分离。同理,六倍体中国樱桃减数分裂染色体配对及分离出现二价体和四价体,产生了二倍体和四倍体配子,二倍体配子和三倍体配子结合产生五倍体后代。而同源多倍体减数分裂后形成多价体的可能性较高,由此推测中国樱桃染色体组的同源性较高,并且非整倍体在多份材料中出现,认为中国樱桃为同源多倍体。2 6份栽培中国樱桃的核型特征对5份中国樱桃地方栽培种和1份野生中国樱桃共计77个分裂相的染色体核型进行了分析,结果表明,四倍体中国樱桃的染色体核型公式为:2n=4x=32=24m+8sm,六倍体中国樱桃的核型公式为2n=6x=48=42m+6 sm。染色体组成多为中部(m)着丝粒染色体(81.25%),极少数为近中部(sm)着丝粒染色体(18.75%)。染色体绝对长度为1.54～5.03μm,平均臂比值为1.33～1.46,最长与最短染色体比值为2.01～2.39。核型不对称系数为56.98%～65.82%,核型类型均为1B。3 rDNA位点在中国樱桃染色体上的分布模式以栽培中国樱桃五倍体(2n=5x=40)、六倍体(2n=6x=48)自交后代,以及野生中国樱桃四倍体(2n=4x=32)、五倍体(2n=5x=40)自然授粉后代为材料,与5S rDNA、18S rDNA探针进行原位杂交。结果表明:5S rDNA位于4号和5号染色体短臂近着丝粒区域,四倍体中国樱桃具有8个5 S rDNA信号,五倍体具有10个5 S rDNA信号,六倍体具有12个5 S rDNA信号。18S rDNA位于4号和7号染色体短臂端部的随体位置,数量多态性较高,四倍体中国樱桃18S rDNA最多为8个,五倍体最多为9个。由于18S rDNA位于随体,容易发生染色体结构变异,且在实验中易发生断裂、丢失,导致位点变异或丢失,因此多态性较高,亟待进一步研究。rDNA分布模式不具有异源多倍体特征,结合核型特征,认为染色体组间具有较高同源性。四倍体自交套袋及自然授粉后代中,存在五倍体、六倍体,甚至非整倍体的现象,以及六倍体自交后代中出现五倍体和非整倍体,该结果支持中国樱桃为同源多倍体。核型分析及rDNA分布模式均不具备异源多倍体特征,由此得出结论:中国樱桃多倍体染色体组具有较高同源性,多倍体中国樱桃为同源起源。

关键词：中国樱桃倍性精确核型 rDNA分布染色体组同源性

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