全 文 ：1 9 9 5 年 4月
第 1 7 卷 第 2期
西 南 农 业 弋 学 学 报
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1 7
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油菜与蓝花子远缘杂交的研究
徐利远 杨吉秀 宣 引、
(四川农科院生物技术核技术研 究所 , 成都 6 1。。 6 6)
罗 鹏 兰 泽速
( 四川大学生物系 , 成都 6 1 0 0 6 4 )
【摘要】甘蓝型油 菜奥罗 x 蓝花子的 F , 代平均配对构型为 12 . 1 + 6 . 53 1 +
0
.
41 , 十 0 . 18 N + 0 . 18 V , A , C 染 色体组 与 R 染色休组 间配对 , 说明它们之 间具
有 同源性 。 在其不配 对的减数分裂类型中 , 有少量可 形成平衡的不减数配 子 。 甘蓝
型油 菜 A h e x x 蓝花子的 F , 代 , 长时间快繁后 , 出现 了染色体丢失和加倍 。 其 19 条
染色体的配子 有回 复到 B . , al P us 染色休组成的趋势 。 在甘蓝型油 菜与蓝花子 的回
交 后 代 中 , 有大 量 的心 形 和 手杖 形 幼 胚 败育 , 接 种 到 M S + S O o m g 八 B A +
0
.
2 m g l/ N A A + 30 9 l/ 蔗糖 + 8 9 l/ 晾 脂培养基上 . 幼胚败育改善 . 可获得大量的
杂种 后代类型 。
主 题 词 : 油 菜 ; 蓝花子 ;远缘杂交
中图分类号 : 5 56 5 . 4 03 . 5
A r m s t r o n g 等根据 B . c a lnP e s t r i s 的单倍体配对 , A t t i a 等根据三单倍体 A C B 的配对 , 研
究了 B ar s i ca 的亲缘关系〔艺· ’ · ` , 。 而对 R a P h 。 ,: 。 , 与 B r 。 、 、 ic 。 间的关系 . S o n g 等进行了 R F L P
的研究 〔 , 〕 。 本文进一步探索了 R a Pha , : “ : 与 B ar .’s i’ “ 间的亲缘关系及其杂种后代配子的形
成 。
1 材料和方法
以甘蓝型油菜 B ar s s i c a , : a P u s 又蓝花子 R a P h a , : ,` 5 : a t iv 。 、 v a r . o l e I’fe ar 的 F , 代和甘蓝
型加拿大双低油菜回交二代的心形至手杖形幼胚 、 幼嫩和成熟子房以及胚珠和种子为试材 。
将 杂种 F : 代接种到 M S + 0 . 2 m g l/ N A A + 3 m g l/ B A + 30 9 l/ 蔗糖十 8 9 l/ 琼脂 , 在
M S十 .0 5 m g l/ N A A + 30 9 l/ 蔗糖十 8 9 l/ 琼脂的培养基中生根 。
减 少幼胚败育的培养采用 M S + 3 m g l/ B A + 。 . 2 m g l/ N A A 和 M s + 3 m g l/ B A 十 2
m g八 2 . 4 D 两种培养基 ,各加 80 0 m g l/ 水解酪蛋白 , 30 9 l/ 蔗糖和 8 9八 琼脂 。
取幼嫩叶片或茎尖在冰水共存中处理 3 h ,再在 8 ` C o . o 02 M S一 轻基唆琳 50 m !十 1 滴
。 一 B r 代蔡 十 50 m g 肥皂草素混合液中处理 4 h . 固定 I N 盐酸水解 10 m in , 改 良苯酚品红
液 中染色压片 。
将有花粉母细胞分裂相花药在固定液中固定 , 60 ℃ I N 盐酸中水解 6 m i ,飞 , 在改 良苯酚
收稿 日期 : 1 9 9 4一 1 2一 3 0
DOI : 10. 13718 /j . cnki . xdzk. 1995. 02. 004
第 1 7卷第 2期 徐利远等 油菜与蓝花子远 缘杂交的研 究 10 3
品红液 中染色压片 。
2结果与分析
在减数分裂中期 I,甘蓝型油菜形成 19 个二价体 ,绝大多数为环状二价体 ; 蓝花子形成
9 个二价体 。
2
.
1 甘蓝型油菜品种奥罗 x 蓝花子 F , 代的快繁稳定性及染色体配对
2
.
1
.
I F ,代 的 稳定性及配对类型 。 奥 罗 x 蓝花子的 F ,代在 M S + 0 . 2 m g l/ N A A + 3
m g l/ B A + 30 9 l/ 蔗糖 + 8 9 l/ 琼脂培养基上快繁幼苗 ,其形态类似奥罗 , 白花 , 染色体为 28
条 , 染色体无丢失和 自然加倍现象 。 杂种 F I 参加配对的染色体为 13 一 18 条 , 形成二 、 三 、 四
和五价体 。
在 F , 代的花粉母细胞配对中 ,有时可形成 3 个环状二价体 , 这说 明·在这个三元单 倍体
中 ,有些染色体关系很近甚至同源 。 形成的三 、 四和五价体则说明同源染色体不仅存在于 B .
ca 1nP .ve tr l’s, .B ol er “ ce “ 和 .R s“ it 刀。 : va r · of e ife ar 中 ,而且在某些种中还可能不止一条 。
附表 奥罗 x 蓝花子 F l 配对染色体及构型 2 . 1 . Z F , 代 中染 色体 不配 对类 型 。
配对染
色体数
形 成 价 体
1 7 1 1
— 一 泊即 月」已单 二 三 四 五
1 3
l 3
1 5
l 5
1 8 1 0
1 4 1 4
1 5
.
9 1 2
.
1 6
.
5 3 0
.
4 1 0
.
1 8 0
.
1 8
减数分裂中期
平均构型
在奥罗与蓝花子 F , 代中 ,减数分裂细
胞中存在不配对类型 。 它不是 由于亲
缘远 , 染色体配对为 O所致 ,而是减数
分裂中 ,染 色体不进行配对 。 如有的
28 条染色体未参加配对 ,而且有 的染
色体一端 已分开 ; 有些未配对染 色体
有分成不同群的趋势 ,有些 不配对 的
染色体分成明显的三群 。 有的细胞中
2 8 条染色体排于赤道板上 ,可见两个
染 色单体 , 它们类似小麦属中某 些远
缘杂交中不减数配子形成的分裂 , 推
测可能形成不减数配子 。
2
.
2 甘蓝型油菜品种 lA t e x 又蓝花子 F , 的稳定性
2
.
2
.
1 长期快繁后的杂种 F , 代 。 将 lA t xe x 蓝花子 F ; 代在 M S + 。 . 2 m g l/ N A A + 3 m g /
1 B A + 30 9 l/ 蔗糖 + 8 9 l/ 琼脂培养基上进行快速繁殖 ,幼苗类似 lA t ex ,但其花粉母细胞有
两种类型 ; 一为未加倍的染色体已少于 28 条 ,未配对 ,这说明其细胞染色体 已丢失 ; 另一种
为 自然加倍的细胞 ,染色体配对形成大量的二价体 , 但配对较混乱 ,除未加倍前丢失外 ,还有
部分为加倍后丢失 . 可形成单价体 。
2
.
2
.
2 杂种 F : 代的人工 加倍 。 lA t ex x 蓝花子在加倍培养基上培养后 ,其植株的叶片发黄 ,
但无皱折 ,茎不形成愈伤组织而直接产生大量的快繁苗 . 幼苗类似 lA t e x , 但花蕾的花瓣 间
不紧密 ,柱头扁平 ,为金黄色重瓣花 , 内一层花瓣大 ,外一层略小 ,均为 4 片 。 绝大多数细胞加
倍 , 未加倍的一单倍体细胞 ,部分染 色体配对形成棒状二价体 。 人工加倍和 自然加倍的细胞 ,
染色体配对形成大量的环状二价体 , 这些细胞有的接近 28 个或少于 23 个 。 这是由于 28 条
染色体中可能有丢失 。 在这些细胞中 , 染色体数有 43 个或 40 个 , 并以 1 9 ` 21 不均衡或 以
20 , 2 0 均衡地分开 。
10 4 西 南 农 业 大 学 学 报 1 9 9 5年 4 月
2. 3回交后代胚的发育
甘蓝型油菜 x 蓝花子的杂种 F , 及 回交 1 , 2 代 , 由于花粉败育而使 自交未结实 ,用甘蓝
型油菜的花粉进行 回交 , 授粉 10 天 肉眼未见到胚 , 18 天可见到 3 种类 型的胚 : 子 叶肥大圆
形和子叶小圆形 ,都能发育成正常种子 ; 另一种为心形至手杖形的细长胚 , 周围被内含物较
少的液体包围 , 长为 。 . 5一 1 m m , 授粉后 25 天至 35 天后 ,此种胚绝大多数坏死 ,至第 50 夭
种子成熟时全部坏死 。在 B C ; 代和 B C : 代种子中 , 圆形而正常的胚分别占 30 %和 50 % . 手杖
形胚近 70 % 和 50 % , 造成了回交后代大量空瘪种子 , 减少了后代分离基因的类型 。
2
.
4 克服后代幼胚败育的组织培养
2
.
4
.
1 幼胚培养 。 授粉后 18 天的心形至手杖形幼胚接种到含 3 m g l/ B A , 0 . 2 m g l/ N A A
激素的培养基上 , 85 %可直接长成幼苗 , 但在光线很弱时 , 只长成愈伤组织 ,移到较强光 下 ,
可长成幼苗 。 授粉后 25 夭和 35 天的心形至手杖形胚的成苗率为 60 %和 18 % 。 授粉后 50 天
接种 ,幼胚全部坏死 。
将幼胚接种到含 3 m g l/ B A , 2 m g l/ 2 . 4 D 培养基上 , 只长成了愈伤组织 。
2
.
4
.
2 幼嫩子房和大龄子房 培养 。 将授粉后 7 夭的子房接种到含 3 m g l/ B A , 0 . 2 m g l/
N A A 激素的培养基上 15 天 ,有 74 %的子房保持绿色 , 30 天时则仅有 6 % 。 子房除接触培养
基的部位稍有膨大外 , 未见任何类型的胚 。 带柄子房 、 去柄子房和去柄子房倒插都获得类似
结果 。
在含 3 m g l/ B A , 2 m g l/ 2 . 4 D 激素的培养基中接种带柄子房 , 长出一团 2~ 5 m m 的愈
伤组织 , 巧 天和 30 天分别有 83 %和 45 %的子 房保持绿色 , 但未伸长和膨大 , 未见到任何
胚 。
将授粉后 18 天的大龄子房接种到含 3 m g l/ B A , 0 . 2 m g l/ N A A 的培养基后 7 天 ,有
8 2%的子房保持绿色 , 20 天后绝大多数变成褐色 。 其圆形子叶类胚发育正常 , 成为成熟种
子 。 但其手杖形胚随着培养天数的增加而逐步坏死 ,但比植株上坏死得慢 。 将接种 7 天子房
的心形至手杖形胚接种到上述培养基中 ,有 78 %成苗 ;接种 17 天的有 32 %出苗 ;接种第 32
天的仍有 6% 的成苗 .
2
.
4
.
3 胚珠和手杖 形胚带种皮培养 。 授粉 7 天的子房 ,幼胚珠大 0 . 5 m m ,全为绿色 , 并出
现胚珠败育 , 接种到含 3 m g l/ B A , o . Z m g l/ N A A 激素的培养基上 7 夭后 , 胚珠开始变成褐
色 . 继续培养也不见胚珠长大 , 未获得任何胚 。
授粉后 18 天的子房 ,形成颜色很淡的种子 ,其胚为手杖形胚 ;而颜色很浓的种子胚为圆
形 ,将二者接种到上述培养基中 7 天后 ,大多数种皮变为褐色 ,继续培养未出苗 。 将培养 7 天
后的幼胚种子去种皮后 , 接种到上述培养基上 , 心形至手杖形幼胚有 46 %成苗 ; 培养 17 天
的种子接种到上述培养基上 ,有 12 %成苗 ; 32 天的种子 , 心形至手杖形胚成苗率为 0 % 。 带
种皮胚的培养 ,较在植株上坏死快 。
3 讨 论
3
·
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c a m p e s t ir s
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B
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o l e r a c e a 及 R . s a t i v u s v a r . o l e ife ar 种 I’q 的亲缘关系
B
.
n “ P us 为异源四倍体〔 , , . A r m s t r o n g 等发现 . A 组内有少量配对 , A C 双单倍体平均配
对 1 1 条 , A C B 三单倍体配对 1 4 . 1 条 〔2 · ` · 5 · 6 , 。
在本研究中 , B . , Z a P u s 又 R . : a t i v a 、 v a r . 。 ze i fe ar F ; 代中 ,平均配对构型为 1 2 . 1 1 + 6 . 5 3
第 1 7卷第 2 期 徐利远等 油菜与蓝花子 远 缘杂交的研 究 10 5
l +。 . 4 1可 十 0 . 18 W +0 . 18 v,配对数为 15 . 9 条 ,最多为 18 条 (附表 ) 。 A . C 染色体组与 R
染色体组存在配对 ,二者具有一定的同源性 。 这与 S o n g 等认为 B ar s ica 及其近缘种属起源
于同一祖先种 〔川的论点一致 。
3
.
2 不配对类型可产生不减数配子
在 B · ,` a p u ` 又 R · , a t i v : ` : v a r · o l e i fe r a F , 代中 ,存在一种不配对的减数分裂类型 。 据研
究 〔 , · ’ 〕 , 在远缘杂种中 , 可能有不减数配子产生 。 M a n 等在小麦属远缘杂种 中 . 发现 一些
P M C 染色体不配对而集结于赤道板上 ,后期 I 染色单体产生二分体 ,形成不减数配子 〔 9〕 。 本
研究中有少量不配对类型属于上述类型 , 形成不减数配子 。 由于雌配子耐受 力强 . 当出现有
不减数雌配子时 , 回交可能部分结实 。
3
.
3 杂种 F ; 代快速繁殖的稳定性
奥罗 义蓝花子的 F , 代 ,快速繁殖两年后 ,其叶片细胞和花粉母细胞染 色体均未出现丢
失和加倍现象 , 说明其快繁是稳定的 。但在 A lt e x x 蓝花子的 F I 代中 ,有 1 株经两年快繁后 .
出现染 色体丢失和 自动加倍 ,有的已丢失到 40 条 , 并在后期 I 的 1 极出现 19 条染色体 , 花
由白色变成金黄色 ,这说明它有恢复到 B . n aP us 的趋势 。
参 考 文 献
l 卡 沙 高 国楠 . 大麦 ( H or de 之` m 二 `棺 ar f L ) 中高频率单倍体的形成 . 见 ; 罗鹏等编著 . 国外遗传学著名论
文 . 贵阳 :贵州人民出版社 , 1 9 7 0 . 1 85 一 189
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1 0 6西 南 农 业 大 学 学 报 19 9 5 主 4月
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