榨菜与紫甘蓝种间异源六倍体的植物与分子特性初探

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本研究以榨菜(Brassica juncea (L.) Czern. et Coss. var. tumida Tsen et Lee)与紫甘蓝(B. oleracea L. var. capitata L.)种间杂种Ho(基因组ABC)作为实验材料,利用秋水仙素诱导三倍体杂种Ho染色体加倍得到六倍体So(基因组AABBCC)。在进行倍性鉴定后,将S0与芸薹属作物进行回交、杂交,以创制新种质;同时将其自交一代(得S1代),对S1进行植物与分子特性初探,以揭示芸薹属远缘杂交过程中的遗传、表观遗传变化规律及其生产应用前景。主要实验结果如下:(1)异源六倍体植株(S0)及其自交后代(S1)的获得及性状观察:对三倍体Ho的茎段进行秋水仙素处理,成功得到异源六倍体S0,结果表明100mg/L秋水仙素的加倍效果最好,S0育性显著高于Ho,蕾期授粉获得自交后代S1。低温长日照诱导开花实验结果显示,与榨菜相比,S1更耐抽薹。(2)芸薹属蔬菜新种质的创制:将So与榨菜、白菜进行杂交,成功得到基因组为AABBC与AABC的芸薹属新种质。杂交后代形态与榨菜、白菜相比,表现出叶色明显加深,叶型变圆,叶面积变大等特点,但总体外观仍有很高的相似度,有望成为新型蔬菜品种。(3)S1生理生化指标分析:S1中烯基GS含量(包括2-羟基-3-丁烯基GS、2-丙烯基GS及3-丁烯基GS)显著高于亲本,而可溶性糖、蛋白含量、保护酶活性(SOD、POD、CAT、APX)则表现出中间型。(4)杂交后代分子水平分析:采用SRAP技术分析杂种后代与亲本在遗传上的差异,结果显示,杂交过程导致大量亲本条带丢失(19.5%),且多数为紫甘蓝特有条带,而在加倍后,染色体组趋于稳定,说明杂交比加倍对基因组的影响更大;运用MSAP技术分析S1与亲本间的DNA甲基化的模式和水平上的差异,结果显示,S1总甲基化水平与亲本相比显著降低(S1为50.5%,榨菜为60.1%,紫甘蓝为63.2%),且其甲基化模式主要遗传自榨菜,这与遗传上的差异规律相同;运用MSAP技术对杂种后代S1及亲本的春化特性与甲基化状态的联系进行了研究,结果表明,去甲基化诱导开花只与诱导过程中的甲基化变化有关,而与植株的起始甲基化状态无关,且S1的甲基化状态已趋于稳定。
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