体细胞杂种的染色体组成鉴定和农艺性状调查
为了将优良性状引入到马铃薯普通栽培种（SolanumtuberosumL.）中，本实验室前期利用具有青枯病抗性的茄子(SolanummelongenaL.)和普通马铃薯普通栽培种进行体细胞融合，并经过分子标记筛选出了一批体细胞杂种。本研究以这些体细胞杂种为材料，通过染色体计数确定了体细胞杂种的倍性，通过基因组原位杂交(GISH)和荧光原位杂交(FISH)研究了体细胞杂种的染色体组成和重排，并对体细胞杂种的青枯病抗性和农艺性状进行了初步鉴定，主要结果如下:
1.体细胞杂种染色体数鉴定。研究采用根尖染色体制片，对32个以马铃薯为受体，茄子为供体的非对称杂种和12个马铃薯-茄子对称杂种进行了染色体计数，以进一步确定这些杂种的倍性。结果显示，对称融合体细胞杂种倍性比较复杂，12个杂种有8个整倍体，4个非整倍体。尽管亲本均为二倍体，但8个整倍体中只有3个四倍体，另有3个六倍体和2个七倍体。4个非整倍体均来自编号60的同一个愈伤组织，其染色体数在68-95之间。非对称融合体细胞杂种共有24个系为四倍体(2n=48)，占75％，另有4个六倍体，3个非整倍体和1个混倍体。
2.体细胞杂种的染色体组成分析。研究采用根尖染色体制片，首先以马铃薯和茄子基因组DNA为探针进行GISH杂交。结果显示，14个马铃薯-茄子对称融合体细胞杂种染色体，均能够通过GISH杂交清晰地区分其马铃薯和茄子来源的染色体。进一步分析发现，来自同一愈伤组织的杂种，染色体组成整体相似，其中3号愈伤组织再生的3个杂种均为六倍体，其染色体组成为48条马铃薯染色体和24条茄子染色体。4号愈伤组织再生的2个杂种含有60条马铃薯染色体和24左右条茄子染色体。来自60号愈伤的6个杂种均为非整倍体，马铃薯的染色体在54-60之间，茄子染色体在15-23之间，此外在各杂种中还有数量不等的重排染色体。其中PE-60-10有6个重排染色体，PE-60-2有3个重排染色体，PE-60-1和PE-60-12分别各有2个重排染色体，PE-60-9和PE-60-13分别各有1个重排染色体。这些结果表明，在起源关系较远的体细胞杂交中，大部分亲本染色体可以独立存在，但也有可以产生双亲重排的染色体。此外，在分子标记鉴定中PE-29-1、PE-29-4和PE-57-4均为杂种，但计数显示它们为四倍体，GISH杂交表明48条染色体均为马铃薯染色体，且未在其中检测到明显的来自茄子的基因组信号，表明这几个杂种可能是马铃薯染色体中插入了小片段茄子染色体，但GISH对这种小片段插入很难检测到。非对称杂种的GISH分析显示，所有杂种均呈现马铃薯染色体杂交信号，但在马铃薯染色体上能够看见很多分散的茄子基因组探针信号。由于马铃薯和茄子有一定同源性，所以这些信号可能一部分为茄子基因组的真实信号，但也不排除有的可能是马铃薯与茄子的同源序列信号。
3.体细胞杂种重排染色体分析。为了确定体细胞杂种染色体重排的发生，根据前人报道重排更易发生在rDNA所在区域的染色体上。首先选用6个体细胞杂种为材料，以rDNA为探针进行FISH分析。根据rDNA在杂种中的信号位点统计结果显示，对称融合杂种PE-60-4和PE-60-10的25s在检测到16和11个杂交信号，且有些信号分布在染色体中部，而不是与亲本一致位于所在染色体的短臂末端。PE-29-4是一个四倍体，通过GISH检测并没有检测到茄子信号，但25srDNA位点有5个，比普通的四倍体多出1个。非对称杂种尽管GISH检测没有大片段茄子染色体，但其rDNA杂交位点数也不尽相同。P-4-4染色体条数为46，25srDNA位点有6个，比正常的四倍体多了2个位点，同时一个25srDNA的位置从染色体末端移到了染色体中间位置。P-13-1为6倍体，预期有6个25srDNA和6个5srDNA位点，但是结果显示5srDNA位点有7个，25srDNA位点却只有5个。这些结果说明，这些非对称杂种至少在rDNA所在染色体区段上发生了重排。
4.非整倍体染色体分析。研究以PE-60-10为材料，采用马铃薯着丝粒特异序列与GISH分析相结合的方法，试图分析非整倍性发生在哪些染色体中。研究选用了3个着丝粒特异重复序列探针(ST18、ST57、ST3-58)，结合GISH分析，结果显示，ST57、ST3-58所在的2号染色体和7号染色体均为整倍，而ST18所在的9号染色体在杂种中有5条染色体。
5.体细胞杂种性状观察与抗性评价。研究将34个非对称杂种和5个对称杂种种植于大棚，对生长势、株高、茎粗、叶片性状等进行了调查统计。结果显示，5个对称杂种种植后均不能正常生长而很快夭折，而非对称杂种基本都能够正常生长，表明在采用细胞融合利用较远缘的资源中，非对称融合可能更能够获得正常生长的远缘杂种。非对称杂种的表型性状观察显示，所有杂种外观均与受体亲本马铃薯相似，且均能够结薯，但薯块小于供体亲本。试管苗伤根青枯病鉴定评价表明，P-22-1和P-4-3表现为抗病。
马铃薯;体细胞杂种;基因组原位杂交;农艺性状
华中农业大学
硕士
遗传学
柳俊
2013
中文
S532
69
2013-12-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）