基于基因组原位杂交技术（GISH）对部分苹果属种类亲缘关系的研究

论文摘要

苹果属（Malus Mill.）（蔷薇科（Rosaceae）苹果亚科（Maloideae））植物存在种间杂交和无融合生殖现象,是分类困难属,其中湖北海棠是典型的异源三倍体,探索湖北海棠的杂种起源问题及分类地位对解决苹果属中杂交起源植物的分类问题有重要意义。细胞学、孢粉学、生化分析和分子标记技术等实验技术都在苹果属植物中得到了应用,但仍然没能从根本上解决这一难题。因此,找到一种直观有效的实验手段来验证各种间亲缘关系的远近,并筛选出湖北海棠的可能亲本显得尤为重要。王彦通过GISH（genomic in situ hybridization）已经基本确定山荆子（Malus baccata（L.）Borkh）是平邑甜茶（Malus hupehensis（Pamp.）Rehd.var.mengshanensis G.Z.Qian and W.H.Shao）的一个亲本。本实验借助GISH结合核型分析技术对部分苹果属植物进行研究,探究湖北海棠及其近缘种间亲缘关系的远近,获得了苹果属植物的杂种起源证据。1、探索了平邑甜茶和山荆子种子萌发的最佳实验条件,4℃低温处理21天后转入28℃培养,平邑甜茶种子萌发率可高达86%,山荆子种子萌发率可达70%,50800mg·L-1浓度梯度的GA3和10-101mol·L-1浓度梯度的NAA打破种子休眠效果不明显;通过优化种子萌发条件,获取大量实验材料。2、优化了苹果属植物染色体制片技术,4℃冰水预处理根尖24 h或者2 mmol·L-1的8-羟基喹啉预处理4 h均能获得形态和分散性较好的中期染色体;2.5%纤维素酶和果胶酶混合液37℃酶解90 min左右酶解效果最佳,获取了十五个苹果属分类群染色体中期分裂相,其中,锡金海棠为四倍体,平邑甜茶、泰山海棠、三叶海棠、变叶海棠为三倍体,其余皆为二倍体,湖北海棠（天目山）、泰山海棠、日瓦海棠、紫花海棠和冬红果染色体数目为首次报道;核型分析结果显示,十五个苹果属分类群核型多为中部着丝点染色体（m）、亚中部着丝点染色体（sm）,属较原始的类型,沧江海棠核型为1A,最为原始,三叶海棠核型为3B,最为进化。3、以平邑甜茶为探针,湖北海棠（天目山）、泰山海棠、丽江山荆子、三叶海棠、变叶海棠、锡金海棠和日瓦海棠为模板,杂交染色体数目分别为16条、18条、8条、20条、20条、30条和14条,其杂交染色体占比分别为47.06%、35.29%、23.53%、39.22%、39.22%、44.12%、41.18%;湖北海棠（天目山）为探针,平邑甜茶、泰山海棠、丽江山荆子、三叶海棠、变叶海棠、锡金海棠和日瓦海棠为模板,杂交染色体数目分别为24条、22条、14条、22条、24条、26条、12条,杂交染色体占比分别为47.06%、43.14%、41.18%、43.14%、47.06%、38.24%、35.29%;泰山海棠为探针,平邑甜茶、湖北海棠（湖北海棠）、丽江山荆子、三叶海棠、变叶海棠、锡金海棠和日瓦海棠为模板,杂交染色体数目分别为12条、14条、12条、18条、12条、20条、10条,杂交染色体占比分别为23.53%、41.18%、35.29%、35.29%、23.53%、29.41%、29.41%。变叶海棠、锡金海棠与平邑甜茶同源性较高,证实了锡金海棠和变叶海棠与山荆子组有密不可分的关系。泰山海棠与平邑甜茶同样作为湖北海棠的变种,染色体同源性虽然不高,但二者形态相近;湖北海棠（天目山）是二倍体,推测其不是湖北海棠,支持其独立成种,拟命名为Malus tianmuensis,但与平邑甜茶和泰山海棠杂交占比高,且在形态上与泰山海棠相近,推测三者间关系密切;支持丽江山荆子独立成种;日瓦海棠与锡金海棠存在较大差异,支持其独立成种;支持湖北海棠多点起源的观点。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 华利源

导师: 钱关泽

关键词: 苹果属,核型分析,基因组原位杂交,杂种起源

来源: 聊城大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 聊城大学

分类号: Q949

DOI: 10.27214/d.cnki.glcsu.2019.000153

总页数: 76

文件大小: 6123K

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