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羽衣甘蓝叶色、叶型遗传及自交不亲和性机理的研究

解莉楠

  本研究采用日本引进的16个羽衣甘蓝品种,首先利用亲和指数法选育出自交不亲和株系,通过荧光显微法对其自交不亲和表现进一步验证;之后利用纯化的品系进行叶色、叶型的遗传分析,选育高观赏性的品系;并利用Northern杂交技术和双向电泳技术,检测了选育出的自交不亲和品系与自交亲和品系的柱头上特异表达的SLG和SRK基因、及花粉外壁上特异表达的雄性不亲和决定因子SCR和SP11基因的表达量的差异及蛋白图谱的差异,以探讨其自交不亲和性的分子机理。在每个品种中选择3~5株进行自交,以测定其亲和指数。第一年有5个株系、第二年有3个株系符合花期自交亲和指数小于1,蕾期自交亲和指数大于5的选择标准。第一年有32个、第二年有13个株系符合花期自交亲和指数小于1,蕾期自交亲和指数大于1的标准。有1个株系花期和蕾期亲和指数均大于1,可以进一步选择作为自交亲和系,用于制种。经过2年的自交选择,各品系自交不亲和性更趋于稳定,选择出6个自交不亲和品系和1个自交亲和系。利用荧光显微法观测花粉在柱头上的萌发情况。自交不亲和性强的‘赤兔’品系花期授粉时,花粉萌发率低且花粉管生长迟缓;而蕾期授粉时,花粉萌发正常。自交亲和的‘白波’品系的花期和蕾期授粉,花粉萌发情况均正常。形态学观察进一步验证了根据亲和指数得到的结论。利用高压液相色谱分析,检明试材中红色品种的色素种类为花青素(Cyanidin)。自交及杂交后代色素含量(吸光度值OD)的测定结果与田间观测的颜色表现一致。杂交后代叶片的色素种类没有改变,但不同叶层的花青素含量有所变化,叶色表现出从里到外由深变浅的梯度变化。‘红雀’(红色叶)品系和‘白雀’(白色叶)品系的杂交组合的红色叶与白色叶分离比例接近于3∶1,说明其叶色可能由一对基因控制,红色为显性。‘红女士’(红色叶)品系和‘白波’(白色叶)品系的杂交组合的红色叶与白色叶分离比例接近于15∶1,说明其叶色可能由二对基因控制,红色为显性。对另一项主要观赏特性叶型的遗传研究表明,皱叶、圆叶、裂叶叶型之间杂交的F_1叶型,均近似趋中变异,但略偏向母本叶型。对自交亲和的‘白波’品系和自交不亲和的‘赤兔’品系分别自交授粉后的48h内,间隔一定时期取柱头及花药提取总RNA,利用Northern杂交法,检测SLG、SRK、SCR、SP11基因的表达量。结果发现SLG、SRK基因在成熟的柱头上大量表达,其表达量不受性行为的影响。但SLG基因的表达量与授粉时间有关,在授粉48h柱头中表达量明显下降,这与开花当天自交不亲和反应比较强是一致的。‘赤兔’品系从幼蕾、开花至授粉后48h内柱头上SRK基因大量表达,并呈现出增加趋势,表现出很强的自交不亲和性。‘白波’品系授粉后SRK基因表达同样比较明显,但是在授粉48h后其表达量有所下降从而表现出一定程度的自交亲和性。SCR基因只在‘白波’品系幼蕾和开花前2~3d的蕾花药中表达,且开花前2~3d蕾花药比幼蕾表达量明显多,但在开花后其表达量降低至检测不到的程度。另外,SLG、SRK、SCR、SPll基因在叶片中没有检测到表达,这进一步表明上述基因是生殖器官及生殖反应中特异表达的基因。利用自交亲和性的‘白波’品系和自交不亲和性的‘赤兔’品系的开花当天未授粉柱头、开花当天授粉柱头,开花前2一3d柱头,以及开花当天和开花前2~3d花药,提取总蛋白进行双向电泳,分析蛋白质图谱,找到了对应品种及不同时期的特异蛋白点,但对特异蛋白点与自交不亲和反应的关系仍需进一步验证。……   
[关键词]:羽衣甘蓝;自交不亲和;遗传规律;Northern杂交;蛋白质分析
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:东北林业大学2003年