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十字花科主要作物同源四倍体创制及转录组分析萝卜和不结球白菜均是我国南方最大的蔬菜作物,在蔬菜周年供应中起举足轻重的作用。
本文以二倍体红皮萝卜(Raphanus sativus L.)’小顶红’和二、四倍体不结球白菜(Brassica rapa ssp.Chinensis Makino)’矮脚黄’为材料,通过不同浓度秋水仙素进行诱导、鉴定、选育获得同源四倍体红皮萝卜新种质。
建立了萝卜苗期叶片响应性状四倍体筛选方法,提高四倍体加倍率。
开展二、四倍体不结球白菜’矮脚黄’转录组测序分析,并比较二、四倍体植株光合途径相关基因,从分子水平阐述四倍体植株光合能力高于二倍体的原因。
为今后进行同源四倍体不结球白菜的研究提供了数据基础。
其研究结果如下。
1、用1.5 g·L-1、2.0 g·L-1和2.5 g·L-1浓度秋水仙素点滴二倍体萝卜’小顶红’子叶期生长点,各处理4次和6次,拉十字期时对叶片响应进行形态分类,形态解剖学和细胞学鉴定,二、四倍体农艺性状、肉质根营养成分及种子发芽相关物质测定。
结果表明:2.0 g·L-1处理4次获得的四倍体植株加倍率最高,为5.64%。
幼苗真叶响应形态分为正常叶、簇状叶、棒状叶和勺状叶,其中,簇状叶比例最高,与四倍体最为相关。
与二倍体相比,四倍体的气孔、花粉粒、花器官、叶片和肉质根等表现出明显的"巨大性",但气孔密度、单果种子数量显著减少。
四倍体萝卜肉质根的可溶性糖、可溶性蛋白和维生素C含量分别比二倍体增加23.50%,12.24%和27.36%。
四倍体种子的可溶性糖、可溶性蛋白、脱氢酶活性均较对应二倍体高。
经两代选育,四倍体纯度达95%,比二倍体增产20.21%,获得优质同源四倍体萝卜新种质。
早期选择"簇状叶"可提高加倍率,经继代选育后,获得优质同源四倍体萝卜新种质,为市场提供更优质高产四倍体萝卜。
家术原均等【４ｑ’人就人工诱导出了同源四倍体西瓜，并用四倍体与二倍体杂交方式首次培育出了三倍体无籽西瓜，为世界卜西瓜生产开拓了新的领域。
我吲于１９５７年首次育出了四倍体两瓜～新秋３１¨７并用它生产了三倍体无籽西瓜。
７０年代以来，我国的西瓜多倍体育种有了很大进展，先后培育出了一批优良的ｉ倍体无籽西瓜，如北京红花、旭马等【“。
９０年代，谭素英等Ⅲ１培育出了‘系列无籽西瓜新品种，普遍具有植株生长旺盛、抗病、耐湿、耐储运以及品质优良等优点。
目前，西瓜多倍体研究的重点是解决采种量低、种予发芽率低和成苗率低等“三低”问题。
安水亲等ｍ１人报道，利用二倍体西瓜为母本与四倍体西瓜杂交可获得当代无籽果实，不仪开辟了一条无耔西瓜生产的新途径，而且还可以有效地克服无籽西瓜生产中存在的“三低”现象。
房超等口３’利用组织培养手段诱导四倍体西瓜，并通过组织培养微体扩繁获得四倍体植株，从而加速四倍体西瓜育种进程，缩短育种周期，同时也为其它瓜类多倍体的诱变育种提供了新的方法。
１．２茄果类蔬菜茄果类蔬菜多倍体育种研究工作开展最多最早的是番茄四倍体的研究。
本世纪３０年代前苏联就培育出了大果的四倍体番茄Ⅲｌ。
８０年代我国的遗传育种家邹道谦先生从事番茄多倍体育种研究，选育出的大果四倍体番茄一凤毛，颜色鲜艳、风味和品质具佳；选育出的小果四倍体番茄一奇丽，果肉厚、水分少、耐贮藏，特别适合罐装和制酱，其缺点是结籽率降低，生育期延迟。
刘艳俊等ｉ”’人诱导出了座果多而果实大的四倍体番茄。
国外曾报道，四倍体辣椒从产量上并不Ｌｇ－－倍体具有优点，但果实的营养成分提高，维生素Ｃ（Ｖｃ）增加１５％～７０％，Ｃ．代干物重和粗蛋白的含量亦有提高，但未发现氨基酸含量的差异”“。
１．３根菜类蔬菜根菜类蔬菜是以块根为食用器官，由二倍体诱变成多倍体后，肉质根的品质和产量往往有所提高。
前东德、日本、瑞典、以及原西德等国家对萝ｆ、的多倍体育种获得了显著的成效。
园林植物同源四倍体的遗传特性作者：尚瑛男杨鹏鸣来源：《现代农业科技》2010年第15期摘要多倍体在园林植物中广泛存在,由于多倍体具有一些独特的特征,已逐渐成为广大遗传育种学家研究的热点。
就同源四倍体与相应二倍体核DNA、雌雄配子育性、受精过程的差异;同源四倍体结实率(或育性)降低的原因及其随世代推移的变化;叶绿体、线粒体与核基因的关系等方面进行了总结和探讨。
关键词园林植物;同源四倍体;多倍化;遗传特性中图分类号 S722.3+5 文献标识码A文章编号 1007-5739(2010)15-0234-02一个物种生物体内细胞染色体组数达到3组或3组以上时,称为多倍体。
多倍体作为高等植物中存在的一种普遍现象,在园林植物中广泛存在,如景天科、蔷薇科、锦葵科、禾本科、鸢尾科内多倍体种特别多。
细胞核内染色体组加倍以后,常带来一些形态和生理上的变化,这些改变都与基因剂量有关。
一般表现在叶大、茎粗、花大、色浓;育性低;抗逆性强;碳水化合物、蛋白质、维生素、植物碱等表现偏高。
如四倍体紫罗兰、桂竹香芳香性强、蜜腺多。
自然界的多倍体的产生多出现在分布区的一些边缘地带,多在气候条件恶劣的地区,这些地区多倍体的出现常伴随着抗逆性的相对提高,如报春花原产温带,我国云南很多,原始种为二倍体,而新生的异源四倍体分布在二倍体区域内的高山上,三倍体和八倍体分布在更北或更南的高山上,而十四倍体生长在极地。
20世纪30年代,自人们发现用秋水仙素诱导多倍体的方法以来,育种家们在植物倍性育种方面作出了较多的探索,形成了一些人工多倍体的商业品种。
在花卉方面,矮牵牛、金鱼草、鸡冠花等多倍体植物多表现为叶片肥厚、花色艳丽、花期长、花瓣多等特点,观赏价值得到了提高;林木方面,四倍体桑树及刺槐在生长量及抗逆性方面都较之二倍体对照有了较大提高。
同源四倍体育性的降低是由多方面原因引起的,既有同源四倍体核内染色体在减数分裂时,染色体间配对不正常致使育性降低,也有其他原因。
同源四倍体的参考基因组同源四倍体的参考基因组是现代生物学领域的一个重要研究课题，它涉及到植物遗传和进化的许多重要问题。
以下将借此机会，系统地介绍同源四倍体的参考基因组的研究进展和相关问题。
一.同源四倍体的概念同源四倍体是指染色体组中含有四套来自于同一个基础物种的染色体，这是一种特殊的多倍体类型，一般来说，同源四倍体生物的基因组大小和普通的二倍体相同。
二.同源四倍体的参考基因组的研究进展现今，基因组学技术已经成为植物研究的重要手段，为准确、高效的研究同源四倍体基因组提供了很多先进技术。
在过去几年中，研究人员提出了两个主要的策略来解决同源四倍体的参考基因组组装问题。
第一种是直接使用第二代测序和基于组装的方法，这种方法以较小的基因组大小和对许多样本的相对便宜的测序为优势。
第二种是使用第三代长读取的测序技术，这种技术已经在许多论文中被证明可在短时间内高质量的完成同源四倍体的基因组组装。
在2018年11月29日，连云港华东理工大学的张巍教授领导的研究团队提出了组装出了疫车前四倍体参考基因组，并公开了其研究成果。
三.同源四倍体的参考基因组的应用同源四倍体的参考基因组的研究将为遗传学、分子生物学等相关领域的研究提供重要支持。
同源四倍体的参考基因组有着很高的应用价值和广泛的应用范围，例如：1.提供基因表达和生物学功能的研究材料。
2.为同源多倍体植物群体遗传图谱的构建提供基础材料。
3.为进一步研究同源四倍体植物的遗传、进化机制提供材料。
4.在植物基因组修饰和繁殖培育等方面提供有力的技术支持。
四.同源四倍体的参考基因组的未来发展同源四倍体的参考基因组研究还面临着很多挑战和困难。
特别是对于杂交同源体系的研究仍然处于探索初期。
此外，如何解决同源四倍体的基因组组装和序列组装的问题，也仍然是研究人员面临的重大挑战。
未来的研究工作应当注重如何更好地挖掘同源四倍体参考基因组的应用潜力，以及解决同源四倍体植物的进化、生态等问题。
遗 传HEREDITAS (Beijing ) 28(9): 1185~1190, 2006专论与综述收稿日期: 2005-09-28; 修回日期: 2006-04-24基金项目: 国家自然科学基金项目(编号: 30471412)、北京林业大学研究生基金项目(编号: 05jj038) [Supported by National Nature Science Foundation of China (No.30471412)and Financially supported by Graduate Fund of Beijing Forestry University ( No.05jj038)]作者简介: 姜金仲(1958—), 男, 河南上蔡人, 硕士, 高级讲师, 研究方向: 遗传育种, 生物技术。
jjz9911@ 植物同源四倍体生殖特性及DNA 遗传结构的变异姜金仲, 李 云, 程金新(北京林业大学生物科学与技术学院, 林木花卉遗传育种教育部重点实验室, 北京 100083)摘 要: 由于染色体加倍过程中的加倍因素和非加倍因素的影响, 同源四倍体的DNA 遗传结构较其起源二倍体产生了变异, 进而导致其表现型发生相应的变异。
和其起源二倍体相比, 同源四倍体的表现型变异表现在以下几个方面: 雌雄配子育性降低; 花粉(2n)的体积明显增大; 部分胚囊内卵细胞、助细胞及反足细胞数目有所增减; 自交繁殖过程中, 花粉的萌发及生长速度较慢、花粉管的形态部分畸形、部分极核受精过程及受精细胞(与精核结合的极核或卵)的进一步发育状况异常; 大多数育性或结实率会有不同程度的降低, 但降低的程度有因自交繁殖世代的推移而逐渐减小的趋势; 就一些植物种类而言, 同源四倍体有较好的远缘杂交亲和性。
关键词: 同源四倍体; 生殖; 同功酶; 分子标记 中文分类号: Q943 文献标识码: A文章编号: 0253-9772(2006)09-1185-06Variation of Both DNA Genetic Structure and ReproductionTraits of Plant AutotetraploidJIANG Jin-Zhong, LI Yun, CHENG Jin-Xing(College of Biological Science and Biotechnology , Beijing Forestry University , Key Laboratory of Genetics and Breeding ofForest tree and Ornamental Plant , MOE , Beijing 100083, China )Abstract: Due to the effect of chromosome doubling, the DNA genetic structures of autotetraploid vary from its original diploid, and thus autotetraploid phenotype changes correspondingly. Compared with original diploid, the phenotype changes of autotetraploid were as follows. The part of its male and female gametes was of abortion. Its pollen (diplo-haplont) was significantly bigger. The number of egg cells or synergids or antipodal cells in its embryo sacs increases or reduces. While self-crossing procreation of it , pollen tubes and the fertilization processes of polar nucleus and the fertilized cells development were partly abnormal. Its reproductive capacity (or seed setting rate) dropped to some extents, which can be gradually improved with generations. For some plant species, it has a better cross-compatibility in distant hybridizations.Key word: autotetraploid; procreation; isozymes; molecular marker植物同源四倍体的生殖特性包括其雌雄配子的育性、受粉受精过程、减数分裂、远缘杂交亲和性等方面的内容, 由于染色体倍性的变化, 植物同源四倍体在前述几个方面(表现型)较其起源二倍体均有所差异, 是为生殖特性变异。
