论文题目: 甘蓝型油菜人工合成种及杂交种亲本遗传多样性评价与研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 作物遗传育种
作者: 刘平武
导师: 杨光圣
关键词: 甘蓝型油菜,甘蓝型油菜人工合成种,杂交种亲本,种质资源,遗传多样性,细胞质雄性不育,育性恢复基因,分子标记
文献来源: 华中农业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 杂种优势利用是提高油菜产量、选育优质高抗品种的主要途径。亲本间的遗传差异则是产生杂种优势的遗传基础。然而,甘蓝型油菜起源发生较晚,其种质资源的遗传基础远不及白菜型油菜等芸苔属其它种,我国的甘蓝型油菜系由欧洲和日本引进,种质资源显得更为匮乏。这严重制约了我国油菜育种工作的进一步发展。 自1935年日本学者Nagahara阐明甘蓝型油菜是由白菜型油菜与甘蓝天然杂交并二倍化后进化而来以来,各国学者开始了利用白菜与甘蓝人工合成甘蓝型油菜的研究。与甘蓝型油菜不同,白菜型油菜与甘蓝均具有十分丰富的遗传变异,我国更是白菜型油菜的起源中心之一。因而,开展对甘蓝型油菜人工合成种的利用研究在油菜育种中是一项很重要且必要的工作。 本研究利用RAPD和SSR技术对本课题育成的甘蓝型油菜杂交种亲本种质资源进行遗传多样性评估;同时,对自己合成及德国引进的甘蓝型油菜人工合成种的种质资源也进行分子标记遗传多样性评估,利用系统进化树分析软件构建人工合成种SSR标记进化树,并根据种质资源评估和进化树分析结果,提出利用人工合成种拓展甘蓝型油菜及杂交种亲本种质资源的方法;对上述人工合成种种质资源的部分有利用价值的性状进行了考察,对具有波里马细胞质雄性不育(pol CMS)恢复基因Rfp的人工合成种进行恢复基因等位性鉴定,并筛选与Rfp连锁的分子标记。此外,还对AFLP技术进行了改进。主要研究结果如下: 1.甘蓝型油菜杂交种亲本种质资源分子标记评价 RAPD、SSR和ISSR聚类结果均表明,大部分甘蓝型油菜杂交种亲本均聚在一个大的类中,杂交种亲本种质资源的遗传基础狭窄,不育系的种质资源比恢复系的种质资源的遗传基础更狭窄。同时,采用轮回选择方法育成亲本的遗传变异大于常规杂交或回交方法育成亲本的遗传变异,2份人工合成种对照品系与甘蓝型油菜杂交种亲本的遗传距离很大。通过轮回选择育种方法可以有效利用现有甘蓝型油菜的种质资源,而将人工合成种特异种质导入甘蓝型油菜则可从根本上解决现有甘蓝型油菜种质资源匮乏的现状。 2.甘蓝型油菜人工合成种种质资源的评价与利用 对人工合成种脂肪酸组成、自交不亲和性、抗(耐)菌核病性等性状进行分析与鉴定,获得具有高油酸、高亚油酸、高芥酸、低亚麻酸含量等品质性状的材料,自交不亲和品系,抗(耐)菌核病品系,无蜡质品系以及核不育品系等特殊材料。不断回交获得不育性彻底的15个pol CMS不育系。创建了一个用于长期改良目的的人工合成种轮回选择群体。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
1 文献综述
1.1 作物种质资源研究进展
1.1.1 作物种质资源的重要作用
1.1.1.1 水稻、小麦矮秆基因与第一次“绿色革命”
1.1.1.2 作物雄性不育与杂种优势利用
1.1.1.3 其他特异种质资源在作物育种中的应用
1.1.2 作物种质资源的收集与保存
1.1.3 作物种质资源的研究与利用
1.1.3.1 作物种质资源的初步特性鉴定与整理
1.1.3.2 作物种质资源遗传多样性分析与核心种质构建
1.1.3.3 作物种质资源的利用与创新研究
1.1.4 亲本种质资源遗传多样性与杂种优势
1.1.5 作物种质资源研究展望
1.2 甘蓝型油菜人工合成种研究进展
1.2.1 甘蓝型油菜的起源与进化
1.2.2 研究甘蓝型油菜人工合成种的目的与意义
1.2.3 甘蓝型油菜人工合成方法研究
1.2.3.1 人工杂交
1.2.3.2 胚挽救技术
1.2.3.3 植物细胞融合
1.2.4 甘蓝型油菜人工合成种在育种中的应用
1.2.5 甘蓝型油菜人工合成种应用前景
1.3 甘蓝型油菜细胞质雄性不育及其恢复基因研究进展
1.3.1 甘蓝型油菜细胞质雄性不育类型及其利用
1.3.1.1 同源细胞质雄性不育
1.3.1.2 异源细胞质雄性不育
1.3.2 甘蓝型油菜细胞质雄性不育分子生物学研究进展
1.3.2.1 甘蓝型油菜细胞质雄性不育与线粒体结构
1.3.2.2 线粒体基因表达及核内恢复基因的调控
1.3.3 甘蓝型油菜细胞质雄性不育恢复基因的遗传与定位研究
1.3.4 展望
1.4 本研究的目的及意义
2 甘蓝型油菜杂种优势利用亲本的种质资源分子标记评价
2.1 前言
2.2 材料与方法
2.2.1 材料
2.2.2 DNA提取与检测
2.2.3 RAPD分析
2.2.4 SSR分析
2.2.5 ISSR分析
2.2.6 PAGE检测
2.2.7 数据统计分析
2.3 结果与分析
2.3.1 甘蓝型油菜的PCR扩增结果与多态性
2.3.1.1 甘蓝型油菜的RAPD扩增结果与多态性
2.3.1.2 甘蓝型油菜的SSR扩增结果与多态性
2.3.1.3 甘蓝型油菜的ISSR扩增结果与多态性
2.3.2 甘蓝型油菜的UPGMA聚类结果
2.3.2.1 甘蓝型油菜品种(系)RAPD聚类结果
2.3.2.2 甘蓝型油菜品种(系)SSR和ISSR聚类结果
2.3.2.3 甘蓝型油菜杂种优势利用亲本的遗传多样性
2.3.2.4 RAPD、SSR和ISSR聚类结果比较
2.4 讨论
2.4.1 SSR与RAPD在遗传多样性分析上的比较
2.4.2 我国甘蓝型油菜杂种优势利用亲本的种质资源较贫乏
2.4.3 拓展甘蓝型油菜种质资源途径初步探讨
3 甘蓝型油菜人工合成种种质资源评价
3.1 前言
3.2 材料与方法
3.2.1 材料
3.2.2 人工合成种与pol CMS的恢保关系测定
3.2.3 甘蓝型油菜人工合成种抗(耐)菌核病鉴定
3.2.4 甘蓝型油菜人工合成种自交不亲和性鉴定
3.2.5 甘蓝型油菜人工合成种脂肪酸含量测定
3.2.6 样品DNA提取
3.2.7 PCR分析
3.2.7.1 RAPD分析
3.2.7.2 SSR分析
3.2.8 聚类分析及主成分分析
3.2.9 遗传相似性系数及遗传距离的计算
3.2.10 进化树的构建
3.3 结果与分析
3.3.1 甘蓝型油菜人工合成种有利用价值性状考察结果
3.3.1.1 恢保关系测定结果
3.3.1.2 甘蓝型油菜人工合成种抗(耐)菌核病鉴定结果
3.2.2.3 甘蓝型油菜人工合成种自交不亲和性鉴定结果
3.2.2.4 甘蓝型油菜人工合成种脂肪酸含量测定结果
3.3.1 PCR扩增结果
3.3.1.1 RAPD扩增结果
3.3.1.1 SSR扩增结果
3.3.2 聚类结果
3.3.2.1 UPGMA聚类分析
3.3.2.2 甘蓝型油菜品种(系)遗传多样性
3.3.2.3 甘蓝型油菜人工合成种遗传多样性
3.3.3 主成分分析结果
3.3.4 系统进化树的构建与起源进化分析
3.4 讨论
3.4.1 甘蓝型油菜人工合成种种质资源十分丰富
3.4.2 聚类分析及主成分分析结果与甘蓝型油菜的起源进化
3.4.3 几份比较特别的材料
3.4.4 关于加快甘蓝型油菜人工合成种利用的探讨
4 甘蓝型油菜POL CMS育性恢复基因的分子标记
4.1 前言
4.2 材料与方法
4.2.1 材料
4.2.2 波里马细胞质雄性不育恢复基因等位性鉴定
4.2.3 F2群体构建与育性调查
4.2.4 DNA提取与集团构建
4.2.5 RAPD分析
4.2.6 SSR分析
4.2.7 AFLP分析
4.2.7.1 总DNA的酶切与连接
4.2.7.2 预扩增
4.2.7.3 选择性扩增
4.2.8 PCR产物的PAGE检测
4.2.9 连锁遗传分析
4.3 结果与分析
4.3.1 恢复基因等位性鉴定
4.3.2 pol CMS育性恢复基因的遗传
4.3.3 RAPD引物筛选
4.3.4 SSR引物筛选
4.3.5 AFLP引物筛选及不同酶切组合比较
4.3.6 与恢复基因连锁的分子标记及连锁图的构建
4.4 讨论
4.4.1 恢复基因等位性鉴定方法与群体构建亲本选择
4.4.2 AFLP新酶切组合EcoRⅠ+PstⅠ的优点
4.4.3 与恢复基因紧密连锁分子标记的应用价值
4.4.4 筛选与恢复基因紧密连锁分子标记的探讨
参考文献
附录
作者简历
致谢
发布时间: 2005-12-05
参考文献
- [1].人工合成甘蓝型油菜的遗传多样性研究[D]. 牛应泽.四川农业大学2003
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