普通小麥與擬南芥遠緣不對稱體細胞雜交的研究.pdf

1、普通六倍體小麥(Triticum aestivum L．)是重要的糧食作物，但由于其基因組龐大，研究相對困難，需要探索新的研究方法。擬南芥 (Arabidopsis thaliana)是應(yīng)用廣泛的模式植物，基因組測序已完成，遺傳背景相對清晰。本文以普通小麥核生3號胚性愈傷組織來源的原生質(zhì)體為供體，用紫外線(UV)分別照射30s、1min、2min，再與懸浮細胞系來源的擬南芥原生質(zhì)體進行PEG介導(dǎo)的細胞融合，希望將小麥染色體小片段，尤其是

2、基因富集區(qū)插入擬南芥基因組，從而借助其清晰的遺傳背景對小麥基因組進行研究。然而，我們卻獲得了偏向小麥的再生體細胞雜種細胞系及植株，進一步研究了該遠緣雜種的基因組結(jié)構(gòu)和變異。 本實驗設(shè)計的融合組合如下：組合Ⅰ，擬南芥+小麥UV照射30s：組合Ⅱ，擬南芥+小麥UV照射1min；組合Ⅲ，擬南芥+小麥UV照射2min。擬南芥原生質(zhì)體和UV照射后的小麥原生質(zhì)體單獨培養(yǎng)作為對照。 經(jīng)過大約8周的暗培養(yǎng)，組合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別獲得4個，2

3、2個，以及5個再生細胞系。雙親對照培養(yǎng)體系均未能再生細胞系。組合Ⅰ中有兩個細胞系表型偏向擬南芥，但繼代2次后死亡。其余細胞系表型均偏向小麥。其中7個細胞系可以分化出綠色植株，9個細胞系只再生白化苗，所有植株表型也均偏向小麥。 對再生細胞系進行同功酶、RAPD、染色體、葉綠體SSR及胞質(zhì)基因組PCR-RFLP分析，確定了11個細胞系和1個再生植株的雜種性質(zhì)。對部分細胞系進行基因組熒光原位雜交(GISH)分析，發(fā)現(xiàn)在部分細胞系的個別

4、小麥染色體端部有擬南芥的雜交信號，這表明最終形成了偏向小麥的高度不對稱體細胞雜種。由此，我們對遠緣雜交和雜種中染色體小片段插入的機制進行了討論。 胞質(zhì)基因組分析發(fā)現(xiàn)，胞質(zhì)遺傳物質(zhì)均來自于小麥，沒檢測到擬南芥的遺傳物質(zhì)。葉綠體SSR分析表明，四個細胞系的SSR譜帶在所有的7對引物中都異于雙親，且穩(wěn)定遺傳，說明葉綠體基因組可能發(fā)生了大范圍的重組和重排。 另外一個有趣的發(fā)現(xiàn)是我們在胞質(zhì)基因組PCR-RFLP分析中意外得到一段2