黄瓜抗霜霉病异源易位系选育、相关基础研究及育种应用

论文摘要

黄瓜霜霉病是由古巴假霜霉病菌[Pseudoperonospora cubensis（Berk．& Curt．）Rostov]引起的，是世界范围内黄瓜主要叶部病害之一。由于黄瓜遗传基础狭窄，霜霉病抗性资源有限，至今国内外育种者仍然不能很好地解决黄瓜霜霉病抗性问题。本文以含有霜霉病抗性基因酸黄瓜整套染色体组的远缘杂交双二倍体新种Cucumis hytivus为材料，与栽培黄瓜回交、自交，通过抗性筛选、形态学、细胞学和分子标记综合鉴定，选育出了黄瓜抗霜霉病原初异源易位系CT-01，对其高代自交系进行跟踪鉴定，分析了其遗传稳定性。利用AFLP标记对易位系的系统演化进行了研究。设计特异引物，分离出了抗霜霉病相关基因cpc-1。以高代易位系CT01R为亲本配制组合，选育出了加工专用型新品种‘宁佳3号’。 1．黄瓜异源易位系选育的相关技术和机理研究 研究了普通黄瓜根尖、组培芽体细胞染色体制片技术。通过采用合适的预处理药剂，获得了较长的根尖细胞中期染色体；在预处理方法上以低温（0℃）结合0.002mol·L-1 8-羟基喹啉处理4-4.5h，和以2.5％混合酶液于25℃下解离4-4.5h可获得较好的组胚芽染色体制片。 用改良的染色方法和染色体制片技术对普通黄瓜花粉母细胞（PMCs）减数分裂过程及雄配子体发育过程进行了较为系统的研究，结果表明，黄瓜减数分裂属于同时型胞质分裂，双线期染色体具有明显的交叉节并呈现出较易识别的棒状或环状形态，在末期Ⅰ和末期Ⅱ有多核仁和核仁融合现象；雄配子体发育过程中观察到两核居中期的特殊现象，在核居中期小孢子只有一层壁，而在核靠边期小孢子出现了两层壁；黄瓜的成熟花粉粒属于两核花粉粒。 在黄瓜高代自交系花粉母细胞减数分裂过程中，首次观察到了微核仁现象。微核仁在PMCs中数目变化范围在1.7之间。从细线期到四分孢子期都可观察到微核仁，其数量和大小在分裂的不同时期有所差异，但在第一次和第二次减数分裂时期内的变化趋势相似。在微核仁的周期性变化过程中，染色体的行为正常，并没有发现染色体畸变或染色体桥等现象。微核仁的发生不受季节和栽培环境的影响。 利用上述有丝分裂和减数分裂的染色体制片技术，对远缘杂交原初二倍体杂种F1和经体细胞染色体自然加倍的双二倍体新种Cucumis hytivus的细胞遗传学进行了研究。结果表明，种间杂种F1的PMCs减数分裂终变期和中期Ⅰ有较多的二价体和多价

论文目录

• 原创性声明
• 学位论文版权使用授权书
• 目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 缩略语表
• 引言
• 上篇 文献综述
• 第一章 作物异源易位系的研究进展
• 1.作物异源易位系的定义和利用
• 2.作物异源易位系选育方法及发生途径
• 2.1 用常规回交选育的方法培育异源易位系
• 2.2 利用辐射的方法诱导易位
• 2.3 利用单价体的错分裂
• 2.4 用细胞、组织培养诱导染色体易位
• 2.5 诱导同源染色体配对产生易位
• 2.6 Ph隐性突变体和抑制基因的利用
• 3 异源易位系的鉴定方法
• 3.1 形态学鉴定
• 3.2 细胞学鉴定
• 3.3 分子原位杂交鉴定
• 3.4 生化标记和分子标记鉴定
• 第二章 植物抗病相关基因分离、克隆的研究进展
• 1 图位克隆法
• 2 转座子标签法
• 3 差异表达基因克隆
• 3.1 mRNA差异显示（DDRT-PCR）
• 3.2 cDNA代表性差异分析（RDA）
• 3.3 抑制性扣除杂交技术（SSH）
• 4 同源序列候选基因克隆
• 5 小结
• 第三章 黄瓜霜霉病抗性研究进展
• 1 黄瓜霜霉病病原菌研究进展
• 1.1 黄瓜霜霉菌在真菌中分类地位
• 1.2 霜霉菌的小种分化研究
• 1.3 病原菌的保存
• 1.4 病害侵染来源及侵染循环
• 1.5 黄瓜霜霉病的流行规律
• 2 黄瓜霜霉病抗性鉴定方法
• 2.1 接种浓度的研究
• 2.2 接种方法
• 2.3 不同抗性鉴定分级标准
• 2.4 不同抗性水平划分标准
• 2.5 综合评价
• 3 黄瓜霜霉病抗性与叶片生理生化物质含量关系的研究进展
• 4 黄瓜霜霉病抗性遗传规律及分子标记研究进展
• 下篇 研究内容
• 第四章 黄瓜异源易位系选育相关技术和机理研究
• 第一节 黄瓜根尖细胞改良染色体制片技术
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 2 结果与分析
• 2.1 Aphidicolin预处理的最佳时间
• 2.2 两种预处理方法的比较
• 2.3 酸黄瓜的核型分析
• 3 讨论
• 第二节 用组培芽鉴定组培材料染色体数目的方法
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 染色体制片主要方法
• 2 实验结果
• 2.1 3种预处理方法的比较
• 2.2 不同预处理时间、固定药剂和解离方法的比较
• 2.3 组培芽制片方法的应用
• 3 讨论
• 第三节 黄瓜花粉母细胞减数分裂及其雄配子体发育的细胞学研究
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 2 观察结果
• 2.1 第一次减数分裂
• 2.2 第二次减数分裂
• 2.3 雄配子体发育
• 3 讨论
• 3.1 染色体构型分析较理想的时期
• 3.2 核仁的数目与NOR的数目
• 3.3 雄配子体发育过程中的多核现象
• 第四节 黄瓜花粉母细胞减数分裂过程中微核仁现象的研究
• 1 材料和方法
• 2 结果与分析
• 2.1 微核仁的发生频率
• 2.2 微核仁的周期变化特征
• 2.3 环境和染色体行为与微核仁的发生
• 2.4 花粉粒育性的测定
• 3 讨论
• 3.1 微核仁的产生
• 3.2 微核仁与花粉粒育性的关系
• 第五节 黄瓜-酸黄瓜异源易位系发生机理的细胞学研究
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 2 结果与分析
• 2.1 种间杂种的细胞学观察
• 2.2 双二倍体新种的细胞学观察
• 3 讨论
• 第五章 黄瓜-酸黄瓜抗霜霉病异源易位系的选育与鉴定
• 第一节 黄瓜抗霜霉病原初异源易位系CT-01的筛选与鉴定
• 1 材料和方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 2 结果与分析
• 2.1 异源易位系的筛选及抗病性鉴定
• 2.2 异源易位系的形态学观测
• 2.3 异源易位系的细胞学分析
• 2.4 异源易位系的RAPD分子标记鉴定
• 3 讨论
• 第二节 黄瓜-酸黄瓜原初易位系的自交后代及其它渐渗系霜霉病抗性鉴定
• 1 材料和方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 试验方法
• 2 结果与分析
• 3 结论与讨论
• 第三节 黄瓜-酸黄瓜异源易位系CT-01高代自交系的细胞学和分子标记鉴定
• 1 材料和方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 2 结果与分析
• 2.1 CT-01自交株系5211s的细胞学观察
• 2.2 高代易位系5211s的AFLP分子标记鉴定
• 3 结论
• 第六章 利用AFLP技术研究易位系的系统演化和分类地位
• 1 材料和方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 2 结果与分析
• 2.1 AFLP分子标记结果
• 2.2 聚类结果分析
• 3 讨论
• 第七章 黄瓜抗霜霉病相关基因的分离
• 1 材料和方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 2 结果与分析
• 2.1 供试材料总RNA的提取
• 2.2 不同引物组合的PCR扩增
• 2.2.1 引物对1的PCR扩增结果
• 2.2.2 引物对2的PCR扩增结果
• 2.3 目的条带回收、测序及序列分析
• 2.3.1 目的条带回收、测序
• 2.3.2序列网上同源性分析
• 2.3.3 半定量RT-PCR分析
• 3 讨论
• 第八章 利用异源易位系培育黄瓜加工型新品种‘宁佳3号’
• 1 选育过程
• 2 品种比较试验
• 2.1 产量
• 2.2 果实性状及抗病性
• 2.3 果实营养品质
• 3 ‘宁佳3号’的特征特性
• 4 栽培技术要点说明
• 全文讨论
• 全文结论
• 论文创新点
• 参考文献
• 附录
• 致谢