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小麦远缘体细胞杂交及体细胞杂种的遗传研究

向凤宁  
【摘要】:小麦与远缘族植物的体细胞杂交难以再生植株成为限制其发展的瓶颈,在本实验之前未见成功的报道。对小麦体细胞杂种中双亲胞质组成及核基因与胞质基因的相互作用的研究较少,仅有小麦与近缘属簇毛麦和远缘属玉米的体细胞杂种的报道。小麦体细胞杂种后代的遗传稳定性仅有初步的研究,还未进行系统的追踪分析。 本论文开展了小麦与远缘族植物的不对称体细胞杂交研究,建立了不对称体细胞杂交再生植株的实验体系;研究了UV剂量对杂种生长、分化及染色体消减和片段化的影响;比较了杂种的再生与小麦基因型的关系;较系统地了解了杂种的核、质基因组的组成;进一步揭示了两类型小麦亲本的基因组与供体基因组互补再生植株的效应;系统分析了小麦体细胞杂种在传代中的性状和遗传组成,探讨了杂种中异源核物质的遗传稳定性及渐渗到小麦基因组的可能方式以及在小麦育种中的意义。 主要研究过程及实验结果如下: 1.普通小麦与远缘族植物的体细胞杂交: 选用无芒雀麦、燕麦两种植物作供体,三种基因型的小麦作受体,通过UV照射供体的不对称融合方法,获得了体细胞杂种白化苗: 1) 小麦99P与无芒雀麦融合,再生3个单细胞克隆(No.1~No.3),经染色体、同工酶和RAPD分析表明,它们均为杂种细胞系。No.1克隆形成的愈伤组织分化出大量白化苗,其叶片同工酶和RAPD分析均出现双亲特征谱带及新带,白化苗的染色体数目为42~54,大于亲本小麦,并具有无芒雀麦的小染色体和染色体断片,确认它们为不对称体细胞杂种。 2) 小麦济南177悬浮细胞系、济南177愈伤组织和核生3号愈伤组织与燕麦融合,共形成191块愈伤组织。8个克隆分化出大量的白化苗,经染色体、同工酶和RAPD分析表明,它们均为杂种细胞系及杂种白化苗。首次通过GISH发现,UV-射线剂量的增高确实引起了供体染色体消减程度的提高,并且还造成多位点的燕麦染色体小片段插入及易位.,表现出明显的UV-射线的剂量效应。 3) 本实验中,99P胚性愈伤组织(+)无芒雀麦和济南177悬浮系(+)燕麦再次重现了白化苗互补再生的结果,而分化能力很高的核生3号和济南177分别与燕麦融合仅


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