论文部分内容阅读
我国苹果生产中的品种大多数为二倍体品种,但是为数不多的三倍体品种却表现优良。三倍体苹果已经成为苹果育种尤其是多倍体育种工作的重要一部分。目前已经通过杂交获得了一部分多倍体资源,但是对这些资源的研究较少,关于遗传变异的机理报道很少,尤其是通过杂交获得的三倍性苹果的遗传变异的分子机理至今报道甚少。本研究以二倍体苹果‘寒富’、‘富士’和‘金冠’为母本,与‘四倍体嘎拉’苹果为父本进行杂交获得的三倍性杂种后代为试材,在对其生物学性状进行调查研究的基础上,对其遗传变异的分子机理进行了探讨,同时对基因组DNA甲基化水平和甲基化模式变异的表观遗传进行了研究,结果如下:1.‘寒富’与‘四倍体嘎拉’苹果的三倍性杂种后代的叶片、枝条和花性状变异幅度在26.42%~1.33%之间,花粉平均PE值变异幅度为4.46%。大多数性状平均值小于亲中值。果实性状的变异幅度在5.12%~27.82%之间,除平均单果重低于亲中值以外,果形指数、果实硬度、果实可溶性固形物含量均大于亲中值。这6份杂种后代的特征香气大多数受父母本的共同影响,果实香气倾向于父本遗传。果糖是影响这6份三倍性杂种后代的甜味感的最大因素,而苹果酸则是影响其酸味味感的最大因素。2.‘寒富’与‘四倍体嘎拉’苹果的三倍性杂种后代经ISSR扩增得到的遗传多样性指数中扩增多态性比率(PPB)为60.00%、观察等位基因数(Na)为1.6000、有效等位基因数(Ne)为1.4204、Nei’s基因多样性指数(功为0.2368、Shannon信息指数(Ⅰ)为0.3464,均小于AFLP扩增的遗传多样性指数中的相应数值66.54%、1.6654、1.421、0.2405和0.3570。根据ISSR和AFLP得到的UPGMA聚类图显示这7份三倍性杂种后代倾向于母本‘寒富’。在7份三倍性杂种后代中大部分位点来源于父母本,但也存在一定的缺失位点和特有位点。3.‘富士’与‘四倍体嘎拉’苹果的三倍性杂种后代ISSR遗传多样性指数中多态性比例为77.42%。观察等位基因数为1.7742,有效等位基因数为1.4004,Nei’s基因多样性指数为0.2355,Shannon信息指数为0.3572;‘金冠’与‘四倍体嘎拉’苹果的三倍性杂种后代的ISSR遗传多样性指数中多态性比例为36.55%。观察等位基因数为1.9655,有效等位基因数为1.5322,Nei’s基因多样性指数为0.3092,Shannon信息指数为0.4641。在这80份三倍性杂种后代中,子代植株的ISSR条带与母本条带相同占多数,且存在一定的条带增加和缺失;具有母本遗传倾向。4.‘寒富’与‘四倍体嘎拉’苹果的三倍性杂种后代的总甲基化率(含全甲基化和半甲基化)在14.74%~20.00%之间;全甲基化率在5.41%-10.38%之间,半甲基化率在5.85%~14.59%之间;与亲本相比总甲基化率和全甲基化率均呈高于母本,低于父本的趋势,半甲基化率则均高于亲本。‘富士’与‘四倍体嘎拉’苹果的三倍性杂种后代总甲基化率在14.65%~27.96%之间;全甲基化率在8.25%~17.40%之间;半甲基化率在4.19%-10.82%之间;与母本相比,总甲基化率和半甲基化率大多呈增加趋势,全甲基化率呈下降趋势;与父本相比,均呈下降趋势。‘金冠’与‘四倍体嘎拉’苹果的三倍性杂种后代的总甲基化率在10.74%~28.86%之间,全甲基化率在7.87%~24.22%之间,半甲基化率在2.10%-11.84%之间。与母本相比,总甲基化和全甲基化呈上升趋势,半甲基化呈下降趋势;与父本相比,均呈下降趋势。5.在这三个杂交组合中DNA甲基化共分5种类型:单态性(A)、去甲基化(B)、过或超甲基化(C)、次甲基化(D)和中间型(E)。在苹果三倍性杂种的基因组加倍和重组过程中,发生了大量过或超甲基化和去甲基化变异,少量发生了次甲基化现象,极少部分的甲基化状态介于双亲之间。通过MSAP分析,共获得10条差异片段,有8条能够在苹果基因组中检测到,且同源性较高,这8条片段分别位于第1条、9条、10条、12条和16条染色体的叠连群上,但是具体功能没有描述。