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《华中农业大学》 2005年
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龙须草无融合生殖机理研究及资源评价

姚家玲  
【摘要】:植物无融合生殖是有性生殖的一种变异,是发育生物学研究的重要课题,它在作物杂种优势利用中的巨大潜力受到植物学家和育种学家的广泛关注。发掘自然界存在的无融合生殖植物资源,深入研究其无融合生殖机理,对阐明无融合生殖的分子机制,进而在作物育种上利用无融合生殖固定杂种优势,具有重要的理论和实践意义。 本研究以来自4个省9个居群的龙须草(Eulaliopsis binata(Rotz)C.E Hubb.)为材料,利用RAPD、AFLP分子标记,分析居群内及居群间的遗传差异程度;采用几种不同的制片方法,系统研究龙须草雌性配子体的形成以及胚胎发育过程;通过去雄、套袋及类型间杂交等处理,统计比较结实率,结合传粉生物学观察,研究龙须草的无融合生殖特性;采用根尖细胞染色体制片技术,观察和确定龙须草细胞染色体数目和倍性水平,并利用流式细胞仪检测不同类型龙须草成熟种子内胚和胚乳细胞的相对倍性。综合胚胎学、遗传学和细胞学研究结果,分析龙须草无融合生殖机理,评价不同类型龙须草的无融合生殖程度,为进一步研究龙须草无融合生殖遗传规律和分子机制奠定基础。主要研究结果如下: 1) RAPD和AFLP分子标记揭示龙须草居群间具有一定的遗传多样性。利用分子标记分析,结合形态学观察和叶片纤维素含量等成分的测定,将来自4个省9个居群的龙须草划分为4种类型:窄叶型(湖北)、浓绿叶型(广西)、红杆型(陕西)和宽叶型(河南、陕西);聚类分析结果表明,同一地区不同居群之间的遗传差异较小,常聚为同一种类型,但陕西山阳居群与河南的3个居群却聚为一类。窄叶型、宽叶型龙须草类群内不同个体之间未检测到差异,表明其无融合生殖程度较高;而红杆型龙须草个体间有一定差异。 2) 研究确定了龙须草的无融合生殖类型为配子体无孢子生殖,阐明了龙须草无孢子生殖胚囊的发生及其特点。胚珠发育早期,多个珠心细胞特化为无孢子生殖起始细胞,由起始细胞发育为单核胚囊,经两次有丝分裂形成4核胚囊,进一步分化形成两种类型的成熟胚囊:a)具1个卵细胞,1个助细胞和2个极核,占观察总数的67.6%;b)具1个卵细胞,2个助细胞和1个极核,占观察总数的32.4%。胚囊发育属大黍(Panicum)型。多个无孢子生殖起始细胞同时发育,最后形成2至多个成熟胚囊,其比例为17.7%。 3) 研究龙须草无融合生殖胚和胚乳的起源与发育,发现龙须草为胚乳自主发生型。
【学位授予单位】:华中农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:Q945.5

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