基于45S rDNA-FISH和GISH的甘蔗与斑茅的BC1染色体遗传研究

来源 :福建农林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ytxiaokang
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斑茅(Erianthus arundinaceus)是具有高利用价值的甘蔗近缘属植物之一,其具有分蘖力强、生长势旺、生物量高、宿根性好和耐涝、耐瘠、抗旱、抗病虫能力强等优异性状,备受甘蔗育种者亲睐。然而,甘蔗与斑茅的杂交后代的染色体遗传机制尚不清楚,造成斑茅种质利用进展十分缓慢。本研究利用45S rDNA-FISH和GISH对甘蔗与斑茅的F1和BC1的斑茅染色体的45S rDNA位点进行物理定位,根据甘蔗与斑茅的杂交后代斑茅染色体数目、45S rDNA的位点数目、信号强度和在斑茅染色体上的相对位置,探讨甘蔗与斑茅的BC1的染色体遗传机制。主要研究结果如下:  1)4个F1的染色体均为69条,其中,40条染色体来自于母本甘蔗属热带种 Badila,29条染色体来自于父本斑茅 HN92-77或斑茅 HN92-105。因此,F1的染色体遗传是以n+n的方式遗传,4个F1均为非整倍体。  2)4个BC1的染色体为118-132条,其中,88-97条染色体来自于甘蔗,22-36条染色体来自于斑茅,BC1的染色体遗传复杂。崖城01-63的斑茅染色体数为28,崖城01-102的斑茅染色体数为22,它们都以2n+n的方式遗传。崖城01-36的斑茅染色体数为36,崖城01-69的斑茅染色体数为31,它们的斑茅染色体数超过其母本F1的2n的斑茅染色体数(29条),以特殊的超2n配子遗传,而且发现崖城01-36含有2条甘蔗与斑茅易位的染色体。  3)45S rDNA-FISH表明,崖城01-36的斑茅染色体上检测到4个信号较弱的45S rDNA位点,崖城01-102的斑茅染色体上检测到2个信号特别强的45S rDNA位点。而它们的母本崖城96-40检测出有1个特别强的45S rDNA位点信号和2个较弱的45S rDNA位点信号,其中有1个45S rDNA位点信号甚至很难检测出来。崖城01-63的斑茅染色体上检测到3个信号较强的45S rDNA位点,崖城01-69的斑茅染色体上检测到2个较强的45S rDNA位点信号。而它们的母本崖城96-66检测出有2个较强的45S rDNA位点信号和1个较弱的45S rDNA位点信号。因此,我们初步推断甘蔗与斑茅的BC1中,形成2n或超2n雌配子不是减数第一次分裂简单加倍结果。特别是超2n雌配子,应该是在减数第一次分裂和减数第二次分裂都发生了异常,最终才会形成超2n雌配子。  4)根据45S rDNA-FISH和GISH结果,我们提出了2种特殊的超2n配子的可能形成机制:模型I:减数第一次分裂时部分同源染色体不分离和减数第二次分裂加倍(NHC+SDR)。模型II:减数第一次分裂加倍和减数第二次分裂时部分姐妹染色单体不分离(FDR+NSC)。根据甘蔗与斑茅的BC1的染色体数目,我们认为模型II比模型I的可能性更大,但不能完全排除模型I存在的可能,有可能这2种模型都存在。
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