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中国马铃薯,第19卷,第6期,2005
应用。对称杂交时大量选择异核体是根据亲本之一具有卡那霉素抗性[6]、链霉素抗性[7],代谢类似物尿嘧啶抗性[8]以及杂种具有杂交种生长优势等特性[9]进行的。在进行体细胞不对称杂交时对原生质体进行辐射处理(γ、X射线或紫外线),或用碘乙酸处理(IOA)可对融合形成的异核体进行筛选。适量的辐射处理(70 ̄1000Gy)导致细胞中染色体片断化阻止细胞分裂[10,11],IOA处理原生质体能够使胞质中的酶失活,抑制胞质生长。对一个亲本进行辐射处理,而另一个亲本用IOA处理,只有异核体才能正常生长分裂,通过这种方法可将异核体筛选出来。
流式细胞仪具有单细胞快速筛选、DNA定量分析的优点,可利用流式细胞仪进行体细胞杂种的筛选[12]。但是流式细胞仪对总DNA的检测幅度在
+S.phureja体细胞杂交种植株的胞质组成进行分
析,发现8株具有S.phureja叶绿体DNA,只有2株具有S.tuberosum叶绿体DNA。
马铃薯的染色体很小,很难进行核型分析,用于其它作物体细胞杂种鉴定的核型分析方法在马铃薯的杂种鉴定上效果不佳,所以常用其他方法替代如分子标记AFLP、RAPD[5]。也可以用原位杂交GISH的方法鉴定染色体片断是否在杂种细胞中存在[5]。
2体细胞杂交技术在马铃薯遗传改良中的应用
马铃薯体细胞杂交技术在马铃薯遗传改良中应
用,目的是将与马铃薯栽培种杂交不亲和的马铃薯野生种或近缘种的某些优良性状导入到栽培种中,这可以通过体细胞对称杂交和不对称杂交的方法而达到。此外,由于所有栽培种的马铃薯都是四倍体,马铃薯育种中一个重要的育种方法—分解育种法是在双单倍体水平上对种质进行改良,改良后的双单倍体种质需要合成具有两个双单倍体的优良特性,恢复原来的倍性水平,这可以通过体细胞对称杂交技术而达到。
8%左右变动,不能区分只丢失少量DNA的不对称
杂种与真正的对称杂种,因此尽管流式细胞仪测定的DNA总量与染色体数相关,但也只能进行杂种的初步筛选,为杂种的鉴定提供间接证据[11]。
1.3!"#$%
在杂种的鉴定上,早期仅进行形态方面和细胞
染色体数的鉴定,杂种植株的形态基本呈现中间类型或结合了双亲的性状,染色体数的变异较大。后来同工酶谱分析也被用来鉴定体细胞杂种[13,14]。近年来随着生物技术的发展,分子标记技术和原位杂交技术被用于杂种的鉴定和精细分析。RAPD分子标记技术[15 ̄17]、SSR分子标记技术[12,16]、RFLP分子标记技术[16,18,19]以及AFLP技术等在杂种的鉴定上都有应用[19]。亲缘关系较近的亲本融合体可用半随机PCR引物特异地扩增外显子与内含子连接处结合DNA序列来鉴定[20]。也有利用亲本基因型对
2.1&’()*+
利用体细胞杂交技术克服马铃薯野生种和近缘
野生种与普通栽培种的生殖障碍,将野生种和近缘野生种的抗真菌、抗细菌、抗病毒的特性引入普通栽培种,提高栽培种的抗病性已有不少报道[15,16,18,
22,26 ̄28]
。在野生种S.bulbocastanum[20]、S.pinnatisec-
tum[22]和S.circaeifolium[27]中存在的晚疫病抗性已通
过体细胞杂交技术转移到与栽培种融合的杂种中。通过体细胞杂交技术获得了S.stenotomum+S.
DNase1的敏感性不同来鉴定杂种的报道[21]。
分子标记技术鉴定杂种具有速度快、效率高的特点,不仅可对杂种的核基因组的来源进行分析鉴定,还可以对胞质基因组的来源进行分析鉴定。线粒体和叶绿体鉴定可以通过RFLP标记分析线粒体
tuberosum和S.phureja+S.tuberosum的抗青枯病的
杂种植株[12,16]。此外,利用体细胞杂交技术融合
S.tuberum和S.brevidens,部分体细胞杂种品系
对马铃薯软腐病和早疫病均表现良好的抗性[29]。有研究发现,植株的抗病程度与亲本基因组的组成密切相关,Laurila[30]利用体细胞杂交技术融合了
DNA和叶绿体DAN[21,22],或使用胞质特异性探针
和引物[23 ̄25]来鉴定杂种胞质组成。研究表明杂种中不同亲本来源的叶绿体和线粒体存在着不亲和现象,有随机或偏向性的消减发生,在Solanum.
S.tuberosum和S.acaule,杂种植株依据核基因组来自S.acaule成分的多少,表现程度不同的耐环
腐病特性。
利用体细胞杂交技术已将二倍体野生种S.brevi-(PLRV)、Y病毒(PVY)、Xdens对马铃薯卷叶病
病毒(PVX)抗性转入到杂种中[27,31,32]。
tuberosum和S.sanctae-rosea杂种中大多数包含有S.tuberosum叶绿体和重组后的S.tuberosum线粒
体[16,21],用胞质特异SSR引物对10个S.tuberosum