.1芸蔓属植物概述
1.1.1芸蔓属植物起源与进化
芸蔓属(Brassica)是十字花科(Crue沙rae;Brassicaceae)的重要属,包含了许多具有重大经济价值的农作物,包括许多重要的蔬菜!油料作物和饲料作物等"芸蔓属包括白菜型油菜(B.ea呷eszrisL.,Zn一20,AA),黑芥(B.n哪aKoch.Zn=16,BB),甘蓝(B,#assicaoleraeea.Zn二18,CC),芥菜型油菜(B.junceaCzem.etCoss.,Zn=36,AABB),埃塞俄比亚芥(B.carinataBraun.,Zn二34,BBCC)和甘蓝型油菜(B.n叩usL.,2n=38,AAcC)等6个种组成"其中,白菜型油菜和甘蓝在人工培育过程中产生了诸多园艺变种,包含丰富的种质资源"关于芸蔓属植物的起源问题,经过研究与考证,一般认为有两大起源中心:中国和印度是白菜型油菜的起源中心;欧洲是白菜型油菜!黑芥!甘蓝和甘蓝型油菜的起源中心"此外,芥菜型油菜和埃塞俄比亚芥的起源中心在非洲东北部(刘后利,1984,1987)"20世纪30年代,日本学者盛永和禹长春等人,通过总结前人的实验结果,对芸蔓属植物不同的种间杂交及其杂种细胞学的研究,提出把芸蔓属近缘植物分为基本种和复合种两大类,认为复合种源自两个基本种间的自然杂交和染色体加倍,这种间亲缘关系用三角形表示即称为禹氏三角(u-.N.1935)"图卜l芸蔓属植物的染色体组及其种间亲缘关系Figurel一1TherelationshiPofthegenomeofA.BandC
1.1.2芸蔓属植物分类
有学者根据油菜栽培物种的形态特征!遗传亲缘关系,结合农艺性状!等特点,将油菜分为三种类型,即白菜型油菜!芥菜型油菜和甘蓝型油菜栽培利用,每个类型中又包括若干变种"其中甘蓝型油菜是我国种植面积最广籽粒产量最高的油菜栽培种类,主要分布在我国长江中下游流域,是我国重要的油料作物(刘后利,1984,1987)"白菜型油菜在长期人工选择和进化过程中形成了很多有重要价值的园艺变种,如北方小油菜!南方油白菜等,芜著油菜等(B.ca呷esrrisssp.Oleifera(Mitzg)Sinsk,Zn=20)"甘蓝在长期的进化和人工选择过程中逐渐形成了丰富的园艺变种,包括有观赏和食兼用的羽衣(var.aeephalaDC.)!赤球甘蓝(var.rubraDC)!皱叶甘蓝(var.bullataDC.)!抱子甘蓝(var.gemmiferaZenk.);有供食用叶球的结球甘蓝(var.eapitataL.);有供食用肥大肉质茎的球茎甘蓝(var.eaulorapaDC.);有供食用肥大花球的花椰菜(var.boteytisDC.)和青花菜(var.italieaP.);还有以食用菜苔为主的芥蓝(BrassicaalboglabraBailey)等"
1.1.3芸蔓属基因组亲缘关系研究
研究表明多达70%的被子植物在进化过程中经历了一次或多次的多倍体化"芸蔓属物种的进化历程也并不例外,Mizushima(1950)就己提出芸蔓属的基本种本身可能就是古老的多倍体物种"Robbelen(一960),venkateswarlu和Kamala(1971)通过研究有丝分裂时染色体的形态得出结论:二倍体基本种A,B和C基因组可能来源于一个染色体基数为6的共同祖先;并且提出B.ca呷estris的基因组组成AABCDDEFFF,B.n妙a为AABCDDEF,B.oleracea为ABBCCEEF"paraksh(1973),Armstrong和KelIer(l981,1982)分别研究了来源于白菜,黑芥及甘蓝单倍体的染色体配对情况,也推测这三个芸蔓属基本种是由一个染色体基数为6的共同染色体组进化而来的,它们来自于同一个具有更低数目染色体的物种"song(1988)等对该假说进行了补充,认为,二倍体基本种可能起源于一个祖先的两个分支:即B.n娜a分支与B.ropa和B.ole,公cea分支"另外,芸蔓属基因组间的亲缘关系也开展了大量的研究工作"Olsson等(1955),tia(1987)对来源于复合种的单倍体和基本种的种间杂种的减数分裂做了详细的研究,结果发现A!C基因组之间的配对情况要好于B!C和A!B基因组之间,这说明在亲缘关系上A!c基因组要更接近一些"Prakash(1974)认为芸蔓属种间部分同源染色体的配对可能受基因控制,认为在B染色体组上存在部分同源染色体配对的抑制基因;但Busso等(1987)!ehoudhary等(2000)利用三倍体杂种(ABC)研究了杂种中的染色体配对情况,结果表明B基因组上不存在抑制部分同源配对的基因;另外,杨光圣等(1994)对芸蔓属4个种种间杂种F,花粉母细胞减数分裂中期的染色体的配对行为观察,结果同样表明,芸蔓属B染色体组对各染色体组间的部分同源染色体组配对没有影响"除了通过细胞学手段用于染色体组亲缘关系鉴定外,大量子生物学的方法也用于研究基因组间的亲缘关系"Snowdon等(1997)研究发现,用黑芥全基因组DNA作探针可以很容易的鉴别出芸蔓属B基因组染色体,但A和C基因组染色体却很难区分出来;李宗芸(2002)等也得到了同样的研究结论"芸蔓属B组与A!c组之间同源染色体配对情况较少,可能源自芸蔓属A/C基因组与B基因组染色体结构上的差异;A与C之间的大量部分同源染色体的配对,可能源于A与C基因组染色体结构上相近,亲缘关系较近"虽然芸蔓属A/C染色体组亲缘关系极为接近,但研究人员还是采用各种方法有效的将其区分开来"Snowdon等(2002)采用rDNA作为探针将将芸蔓属A与C基因组进行了区分;Howell(2008)通过采用FlsH和GxsH等技术,将芸蔓属A/C染色体组有效的区分了出来,但技术要求很高,不易实现"虽然A/C基因组染色体B基因组染色体亲缘关系较A/C染色体较远,但大量的细胞学实验也证明,B组染色体与A/C染色体间存在部分同源关系"Busso等(1987和Choudhary等(2000)在埃塞俄比亚芥和白菜型油菜三倍体杂种(A旧C,2n=27)PMCs减数分裂时发现,约40%的PMCs中出现了多价体,这显示了B基因组染色体很参与了与A和C配对;部分PMCs中出现的染色体桥和落后染色体,说明B基因组染色体可能与A/C基因组染色体之间发生了交换,3个染色体组不同染色体之间也同样会发生配对"李再云等(2007)通过人工合成芸蔓属六倍体与诸葛菜的远缘杂种的GISH分析表明杂种在减数分裂过程中均有相当比例的B基因组染色体参与了异源的染色体配对".
摘要.............4-6
ABSTRACT.............6-7
第一章 文献综述.............8-28
1.1 芸薹属植物概述.............8-12
1.2 芸薹属远缘杂交研究进展.............12-18
1.3 芸薹属非整倍体研究进展.............18-21
1.4 油菜背景中外源染色体(片段)的鉴定.............21-26
1.5 本研究的目的与意义.............26-28
第二章 材料与方法.............28-38
2.1 引言.............28
2.2 材料与方法.............28-38
第三章 结果与分析.............38-60
3.1 甘蓝型油菜多体附加系"Nj08-063"后代的植株和种子性状.............38-47
3.2 甘蓝型油菜多体附加系"Njos-063"后代的细胞学研究.............47-54
3.3 甘蓝型油菜的多体附加系"Nj08-063"基因组原位杂交分析.............54-57
3.4 甘蓝型油菜的多体附加系"Nj08-063"基因组DNA分子检测.............57-60
第四章 讨论与全文结论.............60-64
4.1 讨论.............60-63
4.2 全文结论.............63
4.3 主要创新点.............63-64
参考文献.............64-72
攻读硕士期间已发表或待发表的论文.............72-74
致谢.............74