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萝卜-甘蓝异源四倍体(简称Luobojielan,2n=36,RRCC)作为饲料作物或遗传桥梁应用有很好的前景,但较低的结实率限制了其潜力的发挥。本研究以萝卜(Raphanus sativus L.,2n=18,RR)-芥蓝(Brassica alboglabra Bailey,2n=18,CC,甘蓝变种)异源四倍体(Luobojielan,2n=36,RRCC)F4为基础,通过重复选择提高结实率,利用传统细胞学、基因组原位杂交(GISH)和扩增片段长度多态性(AFLP)分子标记等技术研究选育过程中的遗传变化,并考察了Luobojielan与萝卜及芸薹属物种的可交配性,主要结果如下: 1.Luobojielan的花粉可染指数在F4和F5代分别为51%和58%,F6代以后达到80%;单株角果数在F4和F5代不足210个,F6代迅速增加到534个,然后缓慢增加,至F10代达到726个;每角粒数在F4代为3.7粒(0.2饱粒+3.5瘪粒),至F10代达到14.9粒(12.1饱粒+2.8瘪粒);单株产量在F4代为0.6g,至F10代达到32.3g。因此,角果和胚珠败育是低世代Luobojielan种子产量的限制因子。 2.染色体数目调查表明,Luobojielan是混倍体。F4和F5植株体细胞染色体数目变异范围为20~38,F6以后为32~38。F4代6个选择单株体细胞组成以整倍体细胞(2n=36)为主,F5和F6群体中分别有40.7%和51.9%的植株以整倍体细胞为主,F7代之后植株都以整倍体细胞为主。植株中整倍体细胞的频率随世代增加而提高,F4代只有44.4%~66.7%,F7之后提高到80%左右。整倍体细胞为主的植株的种子产量较其他植株高。 3.F4 Luobojielan植株在减数分裂终变期高频率产生多价体(包括四价体、六价体和十价体),在中期Ⅰ、中期Ⅱ、后期Ⅰ和后期Ⅱ染色体行为不同步,在后期Ⅰ和后期Ⅱ有染色体桥和断片,染色体不均等分离。随世代增加,多价体的染色体数减少,并由“麻花状”变为“环状”,染色体桥和落后染色体逐渐消失。F1094%的细胞终变期形成18Ⅱ,后期Ⅰ和后期Ⅱ染色体行为基本正常,表明部分同源染色体发生了趋异分化。 4.AFLP分析发现,F10 Luobojielan植株中丢失了34%的白花芥蓝和30%的萝卜亲本特异带,同时产生了4%的非亲本带,但基因组原位杂交证实没有发生整条染色体的丢失,表明异源四倍体中发生了DNA序列消除。聚类分析表明各单株遗传组成高度一致,表明F10 Luobojielan遗传稳定性较高。以上分子和细胞学证据表明,部分同源重组导致DNA序列消除和染色体结构重排,使部分同源染色体趋异分化,细胞学行为恢复正常,结实率逐渐提高。 5.Luobojielan与甘蓝型油菜每杂交100朵花得7.6~12.1粒种子,成苗5.7~8.7株,反交为26.2~48.6粒,成苗4.4~12.2株;与芥菜型油菜每杂交100朵花得0.9~2.5种子粒,成苗0~0.3株,反交为26.1~40.2粒,成苗17.1~30.9株;与埃塞俄比亚芥每杂交100朵花得9.5粒种子,成苗0.9株,反交为66.8粒,成苗2.3株;与