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榨菜与紫甘蓝种间嵌合体的特性研究

王燕  赵曼  朱雪云  陈利萍  
【摘要】:采用榨菜(Brassica juncea)与紫甘蓝(Brassica oleracea)为材料,利用离体嫁接技术获得了种间平周嵌合体类型,该嵌合体性状稳定,可以通过茎段诱导腋芽方式扩繁保存。以两亲本为对照,进行形态学观察可以发现,嵌合体植株具有榨菜亲本的标志特征—表皮有刺毛,同时也具有紫甘蓝亲本的一些显著特征:紫色短缩茎、卵圆形叶片、红色的叶脉等。解剖学研究显示:嵌合体叶片表皮层下的细胞含有红色素,栅栏细织有4层细胞,海绵组织整齐致密,与紫甘蓝相似。依据发育学理论鉴定得出,该嵌合体的LⅠ层来源于榨菜,LⅡ和LⅢ层来源于紫甘蓝,故将此平周嵌合体命名为TCC(LⅠ-LⅡ-LⅢ=TCC),其中T代表榨菜,C代表紫甘蓝。进一步观察发现,榨菜的叶缘为全裂,紫甘蓝为全缘,而TCC的叶裂程度介于两亲本之间,呈波状,这表明叶缘的形状是由三层细胞共同决定的。此外,TCC临近上下表皮的红色细胞分布不连续,这可能是造成嵌合体的叶片颜色与两亲本有差异的原因。开花习性方面,嵌合体的抽薹期和开花期均晚于紫甘蓝而早于榨菜。花器官的形态学分析显示:嵌合体花瓣的颜色与榨菜相同,说明花瓣颜色由LⅠ层决定。此外,花朵的大小明显地大于两亲本,这些特性对于观赏植物育种具有重要的意义。嵌合体TCC的雌蕊和花粉发育正常,与两亲本回交可正常结实并回复为亲本类型,但自交受精后其有性胚中途败育,不能够获得可育后代,而其亲本榨菜和紫甘蓝均可自交结实。胚胎学观察发现嵌合体的胚发育缓慢,停滞在球形胚时期并最终解体。初步判定这可能是由于不同基因型的细胞之间相互作用,导致嵌合体生殖器官的营养供给紊乱而引起的胚胎败育。酸性磷酸酯酶同工酶分析发现,在嵌合体TCC的酶谱中,榨菜和紫甘蓝的特异条带同时表达。用特异引物进行PCR分析,结果显示:榨菜和紫甘蓝的特异性条带在嵌合体中均有表达,除此之外,TCC还扩增出了一条特异性条带。但是,以榨菜和紫甘蓝的混合DNA作为模板,也扩增出了相同的条带。因此,不同基因型的细胞互作能否诱导嵌合体DNA水平上的可遗传变异还需要进一步的验证和研究。综上所述,嵌合体是研究植物发育和细胞互作的优良材料。对嵌合体及其亲本进行的形态解剖学、植物学和分子水平上的研究,对种质资源创新及发育生物学的研究具有重要意义,同时也为下一步的实验研究奠定了基础。

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