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《南京农业大学》 2003年
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黄瓜属种间杂种(Cucumis hytivus Chen and Kirkbride)的细胞分子遗传及其系统亲缘关系研究

庄飞云  
【摘要】: 全文以黄瓜属双二倍体Cucumis hytivus Chen and Kirkbride(2n=38)及其回交后代为主要研究材料,从细胞分子遗传学角度初步探讨了双二倍体染色体组间的交换重组,及渐渗杂交对黄瓜遗传基础的影响,对种间正反杂交后代的形态及育性差异进行了深入研究。采用RAPD和SSR两种分子标记对黄瓜属系统亲缘关系进行再评价。 1 双二倍体C.hytivus及其回交后代的细胞分子遗传研究 通过对双二倍体C.hytivus花粉母细胞(PMCs)的减数分裂终变期和中期Ⅰ的染色体行为进行了观察,46.3%的细胞出现单价体或多价体,其染色体构型为0.56Ⅰ+17.36Ⅱ+0.35Ⅲ+0.26Ⅳ+0.046Ⅴ+0.056Ⅵ。在其与栽培黄瓜回交获得的三倍体(2n=26)PMCs中,发现同型二价染色体(野生种C.hystrix染色体内部配对)和异型三价体(野生种C.hystrix单条染色体和栽培黄瓜二价染色体联会配对),但频率较低,细胞染色体构型平均为11.53Ⅰ+7.16Ⅱ+0.05Ⅲ。 对双二倍体C.hytivus进行DNA指纹图谱分析,共获得6个特征性RAPD条带和4个SSR位点,分别是A-15/2000bp,480bp,G-02/1750bp,AP-03/700bp,AP-07/640bp,AP-20/700bp,CMCT160a+b/380bp,CSCTTT15a/280bp,CMCCA145/190bp,CMGA165/190bp。将其中3个特征性RAPD标记转化成SCAR标记,深入研究其特异性和准确性。SAP-03/700标记表现出特异性,而且在栽培黄瓜及野生黄瓜C.sativus var.hardwickii中分别扩增出一条不同带。SAP-07/640标记表现为非特异性标记,在野生种C.hystrix和双二倍体C.hytivus中扩增出同样的目的片段。SAP-20/700标记表现为假阳性标记。通过对SAP-03/700标记在双二倍体、栽培黄瓜及野生黄瓜中扩增出的3条不同带的序列深入研究,结果表明3条带的两端分别有200bp左右序列一致,中间部分不同。通过对SAP-03/700标记同源序列的查询,发现与黄瓜线粒体基因组有200 bp左右的同源序列,但序列方向相反。 将双二倍体、回交三倍体与不同生态型栽培黄瓜进行杂交,结果表明杂交的座果率很高,为83-100%。以双二倍体与栽培黄瓜杂交获得含有胚的果实比率较高(60-67%),平均每个果实中含有10-20个,胚胎拯救成活率接近100%,染色体数统计为26条。以栽培黄瓜与双二倍体杂交,仅获得1个含有大约180个胚的果实,胚胎拯救成活率接近80%,染色体数26条,另有2个果实分别产生60粒(HH1群体)和15粒(HH2群体),染色体数为14条。回交三倍体与栽培黄瓜间杂交产生的胚或种子的果实极少,只有6个果实,其中1个果实中含有23粒饱满种子(HH3群体),另5个果实共产生5粒饱满种子,染色体数均为14条。回交三倍体的自交座果率比杂交座果率低,为48-75%,果实中没有任何成熟胚或饱满种子。 HH1群体形态呈现较大变异,4株表现原始亲本野生种的多分枝习性,6株的果刺 摘要 颜色表现野生种黑色性状,其果皮成熟颜色均为桔黄色,不同于两原始亲本,但两性状 表现出紧密连锁关系.采用SSR和RAPD两种标记对HHI群体的遗传变异进行深入研 究,19个SSR标记共产生63个等位基因,其中24个表现出遗传变异,占到38.1%, 稍高于n种不同生态型栽培黄瓜的遗传多样性37.7%.其中有8个等位基因可能来自 于野生种。在400条随机引物中,24条产生位点变异,在统计的186个位点中,共有 31.7%的位点出现遗传分离,稍低于不同栽培黄瓜的遗传多样性33.0%.但两者的结果 都显著高于由不同生态型栽培黄瓜产生的H圣121群体的遗传变异,SSR标记27.1%和 RApD标记23.9%,这表明通过远缘杂交及渐渗杂交过程扩大黄瓜遗传基础是具有潜力 的。 2黄瓜属双二倍体C hytivus及其后代耐低温及光合性能的研究 对双二倍体C hytivus及其后代幼苗对低温逆境的适应能力进行了研究.结果表明: 在低温条件下,可能由于亲本染色体组间的功能不协调,双二倍体幼苗出现代谢异常, 丙二醛(MDA)、肺氨酸含量变化大,冷害指数达到3.5,表现为对低温的适应性相对 较弱.但双二倍体与黄瓜的回交自交后代却表现出较强的抗性,超出了参试黄瓜品种. 经4d变温处理后,其冷害指数仅为 1.。,MDA含量为9.2拼mol.岁,在所有供试材料中 为最低。这表明通过回交和自交,杂种代谢系统已基本恢复正常,具有进一步研究和应 用的价值. 通过对双二倍体C妙tiv。、原始亲本、回交三倍体、单体异附加系517及其它黄瓜 栽培品种的光合能力测定.结果表明双二倍体和亲本北京截头对光照强弱变化应急能力 最强.采用二项式曲线对测定的数据进行模拟,求得各试材在30℃下的补偿点.双二倍 体为22.0林mol·m一2·s一’,低于其两原始亲本野生种(27.1林mol·m一s一’)和北京截头(26.0 林mol.m一2了,),表现出较强的耐弱光能力.但回交三倍体和单体异附加系517的光补偿 点较高,分别是犯.3 omol·m‘,45”和41.7、mol·m一,·s一,. 3黄瓜属植物种间正反杂交的差异研究 对栽培黄瓜与野生种c娜trix杂交而成的二倍体(2n=19)、双二倍体(2n==38) 及其正反交植株的形态和育性差异进行了比较研究.结果表明:正反交二倍体植株的主 蔓直径,叶柄长,第一朵雄花尊筒和花冠长度,叶形状和大小较相似
【学位授予单位】:南京农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:S642.2

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【引证文献】
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【参考文献】
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【同被引文献】
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3 王玉海;孙文晋;崔法;郝元峰;袁园园;赵春华;宗浩;王洪刚;;偏凸-柱穗山羊草双二倍体SDAU18细胞学二倍化及其基因组序列变化研究[A];全国植物分子育种研讨会摘要集[C];2009年
4 王玉海;鲍印广;宗浩;杜斌;王洪刚;;偏凸-柱穗山羊草双二倍体与普通小麦杂种自交和回交后代的染色体及性状分离研究[A];2008中国作物学会学术年会论文摘要集[C];2008年
5 瞿浩;马杰;聂芳琪;李春雨;陈鹏;李娅兰;杨纯芬;舒鼎铭;;正常型与矮小型优质肉鸡正反杂交后代生长规律比较研究[A];中国家禽业——机遇与挑战——第十三次全国家禽学术讨论会论文集[C];2007年
6 陈劲枫;钱春桃;娄群峰;庄飞云;;基于远缘杂交的黄瓜种质资源的创新与利用研究[A];全国蔬菜和薯类种质资源研究与利用研讨会论文集[C];2006年
7 冯娟;杨足君;周建平;刘成;白丽莉;任正隆;;小麦玉米黄质环氧化酶(ZEP)cDNA的克隆及序列分析[A];2005年全国作物遗传育种学术研讨会暨中国作物学会分子育种分会成立大会论文集(二)[C];2005年
8 陈龙正;陈劲枫;娄群峰;钱春桃;;甜瓜属远缘杂交及多倍化可诱发基因组DNA胞嘧啶甲基化变化[A];江苏省遗传学会第七届代表大会暨学术研讨会论文摘要汇编[C];2006年
9 孙玉;刘少翔;闫贵云;任永康;孙善澄;Timothy D.Murray;;普通小麦与偃麦草杂交培育多年生小麦的研究[A];中国遗传学会第八次代表大会暨学术讨论会论文摘要汇编(2004-2008)[C];2008年
10 刁卫平;鲍生有;崔丽;江彪;陈劲枫;;不同倍性黄瓜材料的创制及遗传变异研究[A];2008年园艺植物染色体倍性操作与遗传改良学术研讨会论文摘要集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 河北省植保总站 刘光涛 袁文龙 枣强县农业局 李淑英;提高黄瓜产量 做好四篇文章(上)[N];河北农民报;2006年
2 刘云;黄瓜夏季栽培技术要点[N];山东科技报;2008年
3 张长丰;几种常见蔬菜增产小窍门[N];瓜果蔬菜报.农业信息周刊;2005年
4 汪飞杰;品种资源学家董玉琛[N];农民日报;2001年
5 中国科学院生态环境研究中心教授 侯彦林;黄瓜:基肥施足营养全 勤追薄施氮钾磷[N];中华合作时报;2004年
6 吴己生 常淑香;适合我省养殖的蜜蜂品种简介(下)[N];湖南科技报;2003年
7 长丰;几种常见蔬菜增产的小窍门[N];西藏日报;2001年
8 梁学勇;市农科院自主创新结硕果[N];青岛日报;2006年
9 刘建平;黄瓜夏季栽培技术[N];农民日报;2004年
10 高栽;黄瓜种子发芽四条件[N];山西科技报;2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 庄飞云;黄瓜属种间杂种(Cucumis hytivus Chen and Kirkbride)的细胞分子遗传及其系统亲缘关系研究[D];南京农业大学;2003年
2 李锁平;节节麦—黑麦杂种和双二倍体的分子和细胞遗传学分析[D];南京农业大学;2008年
3 王玉海;偏凸—柱穗山羊草双二倍体SDAU18的细胞分子遗传学分析[D];山东农业大学;2009年
4 兰秀锦;小麦新材料RSP的人工合成及其穗发芽抗性研究[D];四川农业大学;2005年
5 乔海云;芸薹种与甘蓝种杂交获得新种质的研究[D];中国农业科学院;2012年
6 康厚扬;利用特异小麦资源创制育种新材料及其遗传评价[D];四川农业大学;2008年
7 符书兰;普通小麦(Triticum aestivum L.)与黑麦(Secale cereale L.)异源多倍体及异染色体系的分子细胞学研究[D];四川农业大学;2009年
8 钱春桃;黄瓜异源易位系的细胞遗传学形成机制及其对枯萎病的抗性遗传特点[D];南京农业大学;2006年
9 王长有;小麦抗白粉病新种质创制及其抗性基因的染色体定位和分子标记[D];西北农林科技大学;2008年
10 朱振东;小麦抗白粉病新基因的发现[D];中国农业科学院;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 罗向东;黄瓜属种间遗传资源的创制及其细胞学和分子遗传学定性研究[D];南京农业大学;2003年
2 樊志明;萝卜甘蓝双二倍体雄性不育性的遗传及细胞学研究[D];华中农业大学;2010年
3 贾延华;小麦(Triticum aestivum L.)黑麦(Secale cereale L.)双二倍体减数分裂及D基因组序列的变异[D];四川农业大学;2010年
4 易红英;节节麦×大麦杂种无性系的建立、双二倍体的创制及其后代的细胞遗传学研究[D];河南大学;2003年
5 刘强;黄瓜属(Cucumis)物种地理分布和分子系统发育的研究[D];南京农业大学;2007年
6 李涛;小麦-粗山羊草双二倍体的鉴定及其抗性基因的分子标记[D];山东农业大学;2004年
7 任刚;黄瓜属种间杂交新种(Cucumis×hytivus Chen & Kirkbride)的遗传特性、同工酶标记及其分类地位研究[D];南京农业大学;2003年
8 马昭才;节节麦-大麦双二倍体染色体组型和Giemsa-C带核型的分析鉴定[D];河南大学;2003年
9 王凤涛;波斯小麦—粗山羊草双二倍体的抗叶锈性遗传分析及抗病基因的微卫星标记[D];中国农业科学院;2006年
10 张淑霞;甜瓜属双二倍体(Cucumis hytivus Chen and Kirkbride)育性的初步研究及全雌型黄瓜品系的创制[D];南京农业大学;2010年
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