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作者：李晓敏华南农业大学

学位级别：硕士

利用2n雄配子途径获得有性多倍体是植物多倍体育种的有效方法,获得高频发生2n配子的资源是前提。通过远缘杂交创建高频发生2n雄配子的兰花资源已有报道,但远缘杂交提高兰花2n雄配子发生的分子机理还不清楚。本文以墨兰×兔耳兰杂交后代... 详细信息

利用2n雄配子途径获得有性多倍体是植物多倍体育种的有效方法,获得高频发生2n配子的资源是前提。通过远缘杂交创建高频发生2n雄配子的兰花资源已有报道,但远缘杂交提高兰花2n雄配子发生的分子机理还不清楚。本文以墨兰×兔耳兰杂交后代为材料,研究其2n雄配子的发生并筛选高频发生2n雄配子的资源;利用实时荧光定量PCR技术分析2n雄配子相关基因的表达,克隆候选基因SDS,建立兰花基因功能快速鉴定体系。主要研究结果如下:(1)墨兰×兔耳兰杂交后代2n雄配子形成主要通过二分体和三分体方式。杂交后代2n雄配子普遍发生,但不同组合之间差异明显。2n雄配子平均发生率最高的组合是‘达摩墨兰’×兔耳兰,为3.82%;其次是‘金嘴墨兰’×兔耳兰和‘企剑白墨墨兰’×兔耳兰,其2n雄配子平均发生率分别为3.25%和3.10%,最低是‘小香墨兰’×兔耳兰,为1.68%。(2)‘小香墨兰’×兔耳兰和‘金嘴墨兰’×兔耳兰杂交后代2n雄配子发生率显著高于其亲本,分别筛选出连续3年2n雄配子发生率大于1%的资源4份和7份。墨兰×兔耳兰部分杂交后代2n雄配子发生率在不同年份间差异显著,说明2n雄配子的发生不仅受基因型的控制,也受环境因素的影响。(3)SDS基因在兰花不同组织的表达具有显著性差异,SDS基因在花粉中表达量显著高于其它组织,是花瓣中的表达量的50倍,是子房中的表达量的580倍。(4)在整个减数分裂过程中SDS表达量逐渐降低,减数分裂间期I至中期I,SDS在低频发生2n雄配子株系‘67-109’的表达量显著高于高频发生2n雄配子株系‘67-80’,表明SDS基因可能是导致二分体形成的关键基因。减数分裂Ⅰ中期-减数分裂Ⅱ中期,AFH14、DYAD1、AnP2、nACK11和nACK12在株系‘67-80’的表达量显著高于‘67-109’中的表达量;减数分裂Ⅱ中期-成熟花粉期,AnP2和nACK11在‘67-80’的表达量显著高于‘67-109’,MAPK41在‘67-109’的表达量显著高于‘67-80’。At PS1基因在整个减数分裂过程中表达量呈下降趋势,减数分裂Ⅱ中期-成熟花粉期,该基因在‘67-109’的表达量显著高于‘67-80’,可能是导致三分体形成的关键基因。(5)适合(墨兰×兔耳兰)×银针杂交后代根状茎试管花诱导的培养基为MS(2KHPO,1/2 nHnO)+6-BA 3.0 mg·L+TDZ 0.05 mg·L+nAA 0.02 mg·L+蔗糖50g·L+卡拉胶7 g·L+AC(活性炭)0.02 g·L,在该培养基上试管花诱导率为77.78%,正常花率为12.22%。温度和光照对试管花诱导有显著影响。25℃、光强1500-2000 lx下,试管花诱导率最高,为93.33%;15/25℃(夜/昼)、光强1500 lx下,正常花率最高,为12.22%,此时‘14-16-16’2n雄配子发生率为6.57%。(6)从株系‘67-80’和株系‘67-109’中克隆的SDS基因DnA序列一致,总长度为3200 bp,其中包含6个内含子和7个外显子。其所编码的氨基酸序列也是相同的,说明SDS基因的差异表达可能与转录调控环节有关。构建了含有SDS基因的过表达载体来进行基因功能验证,目前未筛选到转基因植株。通过上述研究,获得了一批高频发生2n雄配子的兰花资源,克隆了兰花SDS基因,初步阐明了2n雄配子发生的分子机理,建立了兰花2n雄配子基因功能鉴定的离体培养体系,为创建有性多倍体资源,深入研究2n雄配子的遗传机制奠定了基础。

关键词：兰花 2n雄配子 SDS 基因克隆试管花

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药用石斛2n雄配子发生及有性多倍体资源创建

药用石斛2n雄配子发生及有性多倍体资源创建

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作者：李映雪华南农业大学

学位级别：硕士

药用石斛(Pharmaceutical Dendrobium)是我国传统中药材,市场前景广阔。倍性育种是药用植物育种的重要手段,虽然已有关于药用石斛无性多倍体的研究,但未见利用2n配子途径创建其有性多倍体的报道。本试验以9种药用石斛、6个种间杂交后代... 详细信息

药用石斛(Pharmaceutical Dendrobium)是我国传统中药材,市场前景广阔。倍性育种是药用植物育种的重要手段,虽然已有关于药用石斛无性多倍体的研究,但未见利用2n配子途径创建其有性多倍体的报道。本试验以9种药用石斛、6个种间杂交后代群体和2个种内杂交后代群体为材料,研究药用石斛2n雄配子的发生及其细胞学机理,以及杂交后代的杂交亲和性,在此基础上利用高频发生2n雄配子的材料创建药用石斛有性多倍体资源。主要研究结果如下:1.9种药用石斛均有2n雄配子发生,但不同种类的药用石斛2n雄配子发生率差异明显。其中,银嘴重唇石斛2n雄配子平均发生率最高,为2.34%,其余药用石斛2n雄配子平均发生率均小于1%;不同铁皮石斛品种2n雄配子发生率不同,最高的为铁皮石斛‘GH’,发生率为0.33%,最低的为铁皮石斛‘HSH’,发生率为0.07%。筛选出2n雄配子发生率大于1%的单株8株,其中铁皮石斛‘GH’1株、兜唇石斛1株、银嘴重唇石斛6株。2.8个药用石斛杂交后代均有2n雄配子发生,但不同杂交组合后代2n雄配子的发生率差异明显。在6个种间杂交组合后代群体中,铁皮石斛‘BJ’×兜唇石斛杂种后代最高,为5.52%,其次是柏氏芳香石斛×美花石斛杂交后代,为2.40%;2个铁皮石斛种内杂交组合后代群体的2n雄配子平均发生率较低,分别为0.40%和0.33%。这说明,远缘杂交能显著提高杂交后代2n雄配子的发生。筛选出2n雄配子发生率大于2%的杂交后代资源共40份。3.对3种药用石斛和5个杂交组合后代群体2n雄配子发生率的稳定性进行了鉴定。结果表明,兜唇石斛、美花石斛和4个杂交组合后代2n雄配子的发生率在两年内比较稳定,但铁皮石斛‘BJ’和铁皮石斛‘BJ’×铁皮石斛‘HSH’杂交后代2n雄配子的发生率不稳定。这说明药用石斛2n雄配子的既受到遗传因素的控制,又受到环境因素的影响。4.对铁皮石斛‘BJ’及其与兜唇石斛的杂交后代花粉母细胞的减数分裂过程进行了观察。结果表明,亲本和杂交后代均以二分体和三分体的方式产生2n雄配子,亲本以三分体形式为主,而杂交后代中2n雄配子发生率高的资源以二分体途径为主。其中,二分体的发生是由于小孢子母细胞减数分裂不同步,导致部分小孢子母细胞减数第一次分裂不分裂,减数第二次分裂正常分裂所致;三分体的发生是由于减数第二次分裂中期纺锤体异常,形成三极纺锤体所致。5.药用石斛杂交F代的自交亲和性低,而杂交亲和性相对较高。F代自交的坐果率为0～41.67%,杂交的坐果率为0～100%;供试的19个F代自交和杂交组合均能无菌萌发,其中萌发率高于80%的杂交组合有3个;选择9个种子萌发率较高的F代自交和杂交组合进行了原球茎分化和生根壮苗试验,发现所有组合出芽率和成苗率均达到50%以上。6.采用形态学观察和流式细胞仪鉴定,从F代自交和杂交种子萌发所得的试管苗中分别获得1和10份疑似有性多倍体资源。通过上述研究,初步弄清了药用石斛2n雄配子的发生规律及其细胞学机理,创建了利用2n配子选育药用石斛多倍体资源的技术体系,获得了11份疑似有性多倍体资源,为药用石斛多倍体育种奠定了基础。

关键词：药用石斛 2n雄配子减数分裂杂交亲和性有性多倍体

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兰花2n雄配子发生相关基因鉴定及多倍体资源创建

兰花2n雄配子发生相关基因鉴定及多倍体资源创建

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作者：雷蕾华南农业大学

学位级别：硕士

多倍体育种是兰花(Cymbidium)育种的重要方法。2n配子途径是创建植物有性多倍体资源,选育多倍体品种的重要途径,但迄今利用2n配子途径创建兰花多倍体的研究报道较少,未见有关兰花2n雄配子发生的分子机理研究的报道。本研究对墨兰?兔耳... 详细信息

多倍体育种是兰花(Cymbidium)育种的重要方法。2n配子途径是创建植物有性多倍体资源,选育多倍体品种的重要途径,但迄今利用2n配子途径创建兰花多倍体的研究报道较少,未见有关兰花2n雄配子发生的分子机理研究的报道。本研究对墨兰?兔耳兰杂交后代2n雄配子的发生进行了观测,对2n雄配子发生率具有显著差异的杂交后代进行转录组比较分析,对与兰花2n雄配子发生相关的SDS基因进行了克隆和鉴定,并通过2n配子途径创建多倍体资源。主要研究结果如下:1.对小香墨兰×兔耳兰、金嘴墨兰×兔耳兰及其亲本杂交后代的成熟花粉进行2n雄配子鉴评。发现杂交后代平均2n雄配子发生率显著高于亲本,2n雄配子发生率高于3%的后代分别有4个和8个。2.以2n雄配子发生率高的资源为亲本,共配制杂交或自交组合41个,通过种子离体培养,共获得杂交或自交后代592株。对45-17自交和45-32×45-17杂交后代进行倍性鉴定,分别获得四倍体和三倍体资源各一份。3.不同倍性材料的增殖分化特性不同。四倍体HX-2-21根状茎的增殖率和芽分化率均显著高于同组合的二倍体;三倍体HX-3-3根状茎的增殖率和芽分化率也显著高于同组合的二倍体,而三倍体HX-4-35根状茎的增殖率和芽分化率与同组合的二倍体没有显著差异。4.对金嘴墨兰?兔耳兰杂交后代中2n配子发生率高的67-80和发生率低的67-109的花药进行转录组比较分析,共筛选到13个与2n雄配子发生相关的候选基因。荧光定量PCR结果表明,SDS、nACK11、nACK12、MAP2K2、MAP2K91、MAP3K1、MAP3K3和MAP3K7基因在67-80和67-109减数分裂过程中的表达存在显著差异。在后代67-80中,nACK11、nACK12、MAP2K2、MAP2K91、MAP3K1、和MAP3K3基因表达上调,而SDS和MAP3K7基因表达下调,这些基因可能是导致67-80后代2n雄配子发生率高的相关基因。5.通过RAC E技术获得了兰花的SDS同源基因,命名为CslSDS(登录号:KY873304)。该基因cDnA全长2203bp,编码582个氨基酸,分子量为65.66 KD,理论等电点5.02。该基因第500个氨基酸后有跨膜结构区域,编码的蛋白可能是膜蛋白的一种。同源性比较结果表明,该基因和无油樟SDS的同源性为56%,进化树分析结果表明,该基因与石刁柏的亲缘关系最近。通过上述研究,进一步证明了墨兰和兔耳兰杂交后代高效2n雄配子发生资源的稳定性,利用这些资源新获得2份多倍体,筛选到13个与2n雄配子发生率高相关的基因,获得了兰花SDS基因全长cDnA。为进一步开展兰花多倍体育种和多倍体进化分子机理研究奠定了基础。

关键词：兰花 2n雄配子转录组有性多倍体

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2n雄配子的无融合生殖披碱草(Elymus rectisetus)减数分裂行为研究

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Acta Genetica Sinica 2001年第10期28卷 939-946,T001-T002页

作者：栗茂腾蔡得田黄利民华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室武汉430070 湖北大学生命科学院武汉430062 武汉军事经济学院军需系武汉430035

用能自然产生 2n雄配子的无融合生殖六倍体披碱草为材料 ,研究了无融合生殖披碱草的减数分裂行为。结果表明 :2n雄配子的无融合生殖披碱草减数分裂行为较为异常。在间期细胞内经常有微核存在 ;在前期Ⅰ ,有倒位环、多价染色体等异常现... 详细信息

用能自然产生 2n雄配子的无融合生殖六倍体披碱草为材料 ,研究了无融合生殖披碱草的减数分裂行为。结果表明 :2n雄配子的无融合生殖披碱草减数分裂行为较为异常。在间期细胞内经常有微核存在 ;在前期Ⅰ ,有倒位环、多价染色体等异常现象 ;在中期Ⅰ ,染色体有不等分裂的倾向 ;在后期Ⅰ和末期Ⅰ ,有染色体的单极分裂 ( 63 9% )、染色体走向一极的倾向( 2 1 7% )和多极分裂 ( 3 3% )等现象 ,单极分裂的结果是不减数配子的产生。在减数分裂Ⅱ中 ,有高比例的二分孢子 ( 5 5 7% )和三分孢子 ( 2 3 7% )的形成 ,二分孢子在发育后期也直接导致了 2n配子的产生。因此 ,染色体的单极分裂、二分体和三分体形成这

关键词： 2n雄配子无融合生殖小麦草减数分裂行为披碱草

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苎麻2n雄配子诱导研究

苎麻2n雄配子诱导研究

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中国作物学会50周年庆祝会暨2011年学术年会

作者：廖玮玮揭雨成邢虎成杜晓华湖南农业大学苎麻研究所湖南省作物种质创新与资源利用重点实验室

2n配子也称为未减数配子,它是在减数分裂过程中产生的染色体数目为2n的配子,而不是一般的配子体染色体数目为n的配子。本研究以"中苎1号"苎麻植株为试验材料,采用不同浓度的秋水仙素(0.02%,0.05%,0.10%,0.20%)对处于减数分裂前Ⅰ期的幼... 详细信息

2n配子也称为未减数配子,它是在减数分裂过程中产生的染色体数目为2n的配子,而不是一般的配子体染色体数目为n的配子。本研究以"中苎1号"苎麻植株为试验材料,采用不同浓度的秋水仙素(0.02%,0.05%,0.10%,0.20%)对处于减数分裂前Ⅰ期的幼小花蕾进行诱导。结果表明:0.20%秋水仙素处理的花蕾诱导效果最好。

关键词：秋水仙素减数分裂苎麻 2n雄配子

来源： cnki会议评论

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甘蔗2n雄配子形成的细胞学研究

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国外作物育种 2004年第3期23卷 59-59页

作者： L．M.Bielig 雷波

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月季‘云粉’花粉母细胞减数分裂的初步研究

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西南农业学报 2017年第4期30卷 881-886页

作者：陈敏王园媛黎霞李慧敏吴旻张颢王其刚张婷蹇洪英云南省农业科学院花卉研究所/云南省花卉育种重点实验室/国家观赏园艺工程技术研究中心云南昆明650200 云南师范大学文理学院云南昆明650222

【目的】本文探讨了切花月季自育品种‘云粉’作父本时结籽率差异显著且较低的原因。【方法】以改良的制片法对‘云粉’的花粉母细胞减数分裂各个时期进行了观察。【结果】观察‘云粉’花粉母细胞减数分裂的最佳时期是当花药由淡绿色转... 详细信息

【目的】本文探讨了切花月季自育品种‘云粉’作父本时结籽率差异显著且较低的原因。【方法】以改良的制片法对‘云粉’的花粉母细胞减数分裂各个时期进行了观察。【结果】观察‘云粉’花粉母细胞减数分裂的最佳时期是当花药由淡绿色转变为淡黄色、花蕾横径为1.03~1.07 cm、纵径为2.9~3.4 cm大小时;在同一花药中,花粉母细胞的减数分裂并不同步,可以观察到不同时期的分裂相。花粉母细胞在减数第1次分裂过程中存在单价体、三价体、染色体桥等异常现象,减数第2次分裂末期观察到三分体和二分体。【结论】‘云粉’因花粉母细胞减数分裂过程存在异常分裂现象,从而产生2n雄配子,在一定程度上降低了其作父本时的结籽率。

关键词：月季花粉母细胞减数分裂 2n雄配子结籽率

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