动物和植物远缘杂交比较研究

远缘杂交是指不同物种之间的杂交,它可以是种间、属间甚至亲缘关系更远的物种之间杂交.远缘杂交可以把属于不同种、属等远缘遗传关系的不同个体的生物特性结合起来,突破种间界限,扩大遗传变异,是创制具有遗传变异、可育、优良性状的新品系乃至新种群的重要方法.本文在分析和归纳大量国内外有关动物和植物远缘杂交文献的基础上,结合本实验室长期从事鱼类远缘杂交的研究结果,在对动物和植物远缘杂交实验的具体例子进行描述和分析的基础上,比较和总结了动、植物中远缘杂交形成不同倍性生物后代的主要生物学特性;概述了动物和植物远缘杂交的相似性和差异性;分析和归纳了导致动物和植物远缘杂交形成存活和不存活后代的可能原因;还对动物和植物远缘杂交后代的形态学、细胞学和分子细胞遗传学等生物学特性研究的方法进行了介绍.旨在为系统地比较动物和植物远缘杂交的遗传、繁殖、生长性状等生物学特性提供较系统的研究资料,以阐明它们在遗传育种和生物进化方面的共性作用及重要意义.     

黄牡丹远缘杂交后代花粉粒特征

为揭示牡丹远缘杂交后代花粉粒的特征,测定了以肉质花盘亚组黄牡丹为母本,革质花盘亚组栽培品种‘日月锦’、‘层中笑’、‘百园红霞’等为父本的10个远缘杂交组合,共计11个亲本、25个后代的花粉畸形率和萌发率,用扫描电镜观察了花粉粒形态,同时也观察了花和叶的形态特征。结果表明:与双亲相比,杂交后代的花粉量极少,花粉粒萌发率极低,畸形率极高,畸形花粉粒扭曲、破碎或粘成团块状。25个杂交后代的花粉粒均为超长球形,具三拟孔沟,与母本黄牡丹和绝大多数父本一致;但杂交后代的花粉粒小于双亲,外壁纹饰类型受父本影响较大,为小穴状、穴状、网状和粗网状。结合前人的观察结果,25个杂交后代中15个与父本的纹饰类型一致,与母本纹饰类型一致的杂交后代仅有6个,与父母本纹饰类型均不同的杂交后代有4个。形态观察发现杂交后代具有父本的花盘革质、心皮被毛的特征,而小叶分裂程度较母本减轻但小叶裂片较母本加宽;花径则介于父母本之间。其中,心皮被毛、小叶裂片加宽可以结合花粉粒特征作为以黄牡丹为母本的远缘杂交后代的形态识别标记。     

远缘杂交与育种

一.远缘杂交远缘杂交通常是指动植物在分类学上属于不同的种、属或科之间的杂交,它们又可分别称之为种间、属间和科间杂交;另一种是地理上远缘的种族、不同生态类型和系统上长时期被隔离的亚种之间的杂交,这类杂交可区别于前一类而称之为地理上的远缘杂交。由于物种之间的个体在生理上的巨大差异,在自然情况下,动植物不同物种的个体之间一般不容易发生杂交,常指这种现象为远缘杂交不孕性,或称杂交不亲和性。通常系统发生上亲缘关系越疏远,杂交愈困     

禾本科植物染色体消除型远缘杂交的研究进展

植物远缘杂交是作物育种中广泛应用的技术。除了核型稳定的种间杂交可以获得杂种以外,还可以利用核型不稳定的种间杂交后父本染色体消除的现象,通过胚培养和染色体加倍处理获得加倍单倍体（ＤＨ）植株。然而从小麦×玉米杂交获得的ＤＨ后代与其理论上应完全同质的遗传表现却不相符,总有２～５％的ＤＨ植株发生了形态学变异。最近的研究证明,通过小麦×玉米的受精作用,一些玉米特异ＤＮＡ可以被转移到小麦ＤＨ后代的基因组中。     

禾木科植物染色体消除型远缘杂交的研究进展

植物远缘杂交是作物育种中广泛应用的技术。除了核型稳定的种间杂交可以获得杂种以外,还可以利用核型不稳定的种间杂交后父本染色体消除的现象,通过胚培养和染色体加倍处理获得加倍单倍体(DH)植株。然而从小麦×玉米杂交获得的DH后代与其理论上应完全同质的遗传表现却不相符,总有2～5％的DH植株发生了形态学变异。最近的研究证明。通过小麦×玉米的受精作用,一些玉米特异DNA可以被转移到小麦DH后代的基因组中。     

禾木科植物染色体消除型远缘杂交的研究进展

植物远缘杂交是作物育种中广泛应用的技术。除了核型稳定的种间杂交可以获得杂种以外,还可以利用核型不稳定的种间杂交后父本染色体消除的现象,通过胚培养和染色体加倍处理获得加倍单倍体(     

油菜×蔊菜远缘杂交创新油菜种质资源研究

本项研究重点是要探讨通过油菜与蔊菜远缘杂交,将蔊菜的某些优良性状转移到栽培油菜中的可行性.结果表明甘蓝型油菜与蔊菜进行远缘杂交有较好的亲和性.而且其杂交后代变异明显,出现了许多碎叶型植株和一些类似白菜型的植株,杂交后代对菌核病有较强的抗性,有许多具有优势的单株.油菜与蔊菜进行远缘杂交对于创新油菜种质资源,培育高产、高抗油菜新品种具有重要意义.     

萝卜甘蓝的研究进展与前景

由于品种间杂交育种的局限性,远缘杂交早已被证明是一种大有前途的育种途径。远缘杂交在十字花科作物改良中的应用也已有多年的历史。最典型的例子是萝卜（Raphanus sativus,2n=18）与甘蓝（Brassica oderacea, 2n=18）的杂种后代— 萝卜甘蓝(Raphanobrassica,2n=36）的获得。所谓萝卜甘蓝,是指萝卜与甘蓝杂交的双二倍体后代,现一般用来泛指萝卜属与芸苔属的稳定的属间杂种后代。其获得途径有二：一是在二倍体亲本的水平上杂交,杂种F,经过染色体加倍成为双二倍体;一是在同源四倍体亲本的水平上杂交,直接获得双二倍体杂种。萝卜甘蓝的研究已进行了室少60年,仍未能在农业生产上广泛利用,其原因主要是远缘杂种的育性障碍以及这种杂种在生产上是否有应用价值。     

提莫菲维小麦与光稃野燕麦远缘杂交后代花粉母细胞减数分裂行为分析

通过普通细胞学和基因组原位杂交(GISH)研究提莫菲维小麦(Triticum timopheevi)与光稃野燕麦(Avena fatua L.var.glabrata Pat)远缘杂交后代花粉母细胞染色体减数分裂行为.结果表明,该R株系花粉母细胞的减数分裂指数为87.46,表现出一定的遗传不稳定性.GISH分析发现该F3株系中期I细胞中有4对红色杂交信号,且游离的单价体上各有1个杂交信号;后期Ⅰ、后期Ⅱ和末期Ⅱ出现落后染色体、染色体桥、微核等现象,分别占观察数的10.58％、1.92％和12.36％,这些异常现象可能是由于光稃野燕麦遗传物质干扰了小麦同源染色体或部分同源染色体的正常配对造成的.     

植物远缘杂交中的染色体行为及其遗传与进化意义

远缘杂交与多倍体化在高等植物的进化中起着重要的作用。但矛盾和令人费解的现象是“自然界在合成多倍体方面取得了巨大的成功,而人类在这方面却收效甚微”。其原因一方面可能是自然多倍体是长期自然选择和进化的产物,人类难以在短期内重复和完成这一过程;另一方面可能对不同的染色体组结合后的遗传与互作机制还不太了解。故多倍体化后的遗传和表观遗传成了目前多学科研究的重点。在有些有性和体细胞杂种内亲本染色体在细胞内分开排列,但此染色体行为的遗传和生物学意义还不太清楚。在植物远缘杂交中出现的假配生殖、半配生殖、染色体消除和亲本染色体组分开等异常染色体行为,也反映出不同物种在配子和染色体水平上的不亲和。需对植物远缘杂交中的染色体行为和遗传进行不同层次与系统的研究,才可能深入了解杂交后新种的形成及进化机制。     

动物远缘杂交研究进展

远缘杂交是指亲缘关系在种间及种间以上的生物之间的杂交,它可以使基因组从一个物种转移到另一个物种中,从而导致杂交后代的表现型和基因型都发生改变.如果远缘杂交后代两性可育,则可以通过自交繁衍形成遗传变异的品系,它们在生物进化、遗传和育种方面具有重要作用.本文在分析和归纳大量国内外有关动物远缘杂交文献的基础上,结合本实验室长期从事鱼类远缘杂交的研究结果,对动物远缘杂交研究的最近概况及其相关问题进行了较全面综述,其中介绍了动物门间、纲间、目间、科间、亚科间、属间和种间的杂交状况,阐述了鱼类远缘杂交品系的形成规律和遗传变异特性及它们在生产上的应用等.本文在生物进化和动物遗传育种方面具有意义.     

远缘杂交的分子基础——DNA原位杂交

打破生物间界线,实现远缘杂交,存在着整体、细胞和分子的障碍。如果远缘生物间遗传分子的结构与功能存在不同程度的不亲和性,那末即使克服了整体的不育或利用细胞融合等技术达到远缘杂交,其最终起决定作用的仍是遗传分子,DNA分子间将反映出相应的不同程度的排斥分离现象。因此往往出现后代的疯狂分离、部分或全部异源染色     

远缘杂交导致不同倍性鱼的形成

远缘杂交可以使基因组从一个物种转移到另一个物种中,从而导致杂交后代的表现型和基因型都发生改变.本文描述了在红鲫(♀)与鲤鱼(♂)的远缘杂交后代中,形成了F3~F18两性可育异源四倍体鲫鲤群体(4n=200,简称为4nAT).4nAT的雌、雄个体分别产生的二倍体卵子和二倍体精子,经过雌核发育和雄核发育,在没有染色体加倍处理情况下,分别发育成雌核发育二倍体后代和雄核发育二倍体后代.其中雌核发育体系衍生出具有遗传变异的改良四倍体鲫鲤和改良二倍体鱼,二倍体杂交鱼产生不减数的配子的现象与减数分裂前核内复制或者核内有丝分裂或者生殖细胞融合有关.用雄性4nAT与雌性二倍体鱼进行倍间交配大规模制备了不育三倍体鱼.在红鲫(♀)与团头鲂(♂)的远缘杂交后代中,成功地获得两性可育的天然雌核发育红鲫(2n=100),不育的三倍体鲫鲂(3n=124)以及两性可育的四倍体鲫鲂(4n=148),此外,还制备了两种五倍体鲫鲂(5n=172;5n=198).该文在细胞和分子水平上对不同倍性鱼的生物学特点和形成机制进行了比较,揭示了远缘杂交或者将远缘杂交与雌核发育和雄核发育相结合的方法在具有遗传变异的不同倍性鱼的形成中发挥着积极作用,这在生物进化和鱼类遗传育种方面都具有重要意义.     

玉米和类玉米种间杂交后代细胞学鉴定

利用组成玉米异染色质钮的180-bp重复序列和TR-1元件以及45S rDNA对玉米自交系F107、GB57、二倍体多年生类玉米及其远缘杂交后代的染色体进行荧光原位杂交,确定了3种重复序列在亲本染色体上的分布;同时对远缘杂交后代进行了细胞学鉴定,通过荧光信号在染色体上的位置,证实远缘杂交后代中异源种质的染色体来源;讨论了异染色质钮重复序列对玉米和其野生种杂交后代外源染色体整合和染色体行为等方面研究的应用。     

拟南芥DNA探针的比较基因组原位杂交揭示的拟南芥与远缘植物基因组间的同源性

采用生物素标记的拟南芥基因组DNA探针在75%杂交严谨度下对双子叶植物番茄、蚕豆和单子叶植物水稻、玉米、大麦的染色体进行了比较基因组荧光原位杂交（comparative genomic in situ hybridization,cGISH）分析,以揭示拟南芥与远缘植物基因组间的同源性.cGISH信号代表了拟南芥基因组DNA中的重复DNA与靶物种染色体上同源序列的杂交.探针DNA在所有靶物种的全部染色体上都产生了杂交信号.杂交信号为散在分布,并呈现随基因组增大,杂交信号增多,且分布更加分散的趋势.所有靶物种的核仁组织区（NOR）都显示了明显强于其他区域的杂交信号,表明拟南芥基因组DNA探针可用于植物NOR的物理定位.在所有的靶物种中,信号主要分布在染色体的臂中间区和末端,着丝粒或近着丝粒区有少数信号分布.大麦染色体显示了与C-和N-带不同的独特的cGISH信号带型,表明此探针可用于不同植物染色体的识别.这些结果表明,拟南芥基因组与远缘植物基因组之间,除rDNA和端粒重复序列外,还存在其它同源的重复DNA;一些重复DNA序列在被子植物分歧进化为单子叶和双子叶植物之前就已存在,虽经历了长期的进化过程,至今在远缘物种之间仍保持了较高的同源性.结果还提示,大基因组中古老而保守的重复DNA在进化过程中发生了明显的扩增.     

甘蓝型油菜与蓝花子远缘杂交及双二倍体的合成研究

甘蓝型油菜品种奥罗×蓝花子杂种Ｆ-１,平均配对构型为１２．１Ⅰ＋６．５３Ⅱ＋０．４１Ⅲ＋０．１８Ⅳ＋０．１８Ⅴ,Ａ、Ｃ染色体组与Ｒ染色体间存在配对,它们之间具有一定的同源性。在甘蓝型油菜与蓝花子的杂种Ｆ-１代中,存在一种染色体不配对的减数分裂类型。这一类型中有少量可形成平衡的不减数配子。提供了油菜与蓝花子远缘杂种回交结实的细胞学根据。在ＭＳ＋０．２ｍｇ／ＬＮＡＡ＋３ｍｇ／ＬＢＡ＋１ｇ／Ｌ秋水仙碱＋３０ｇ／Ｌ蔗糖＋８ｇ／Ｌ琼脂的培养基中,接种甘蓝型油菜奥罗与蓝花子的杂种Ｆ-１进行加倍处理,经快速繁殖后,获得大量的染色体数为２ｎ＝５６的双二倍体幼苗。上述双二倍体自交结实,在减数分裂中绝大多数细胞形成２８个二价体,个别形成２６个二价体和１个四价体。上述技术在油菜与蓝花子远缘杂交中首次解决了用常规方法不易获取远种杂种稳定双二倍体的难题。甘蓝型油菜品种Ａｌｔｅｘ×蓝花子杂种Ｆ-１代,长时间的快速繁殖后,出现了染色体丢失和加倍,有形成１９条染色体的配子回复到甘蓝型油菜染色体组成的趋势。在油菜远缘杂种中发现了类似于球茎大麦远缘杂种中染色体丢失的现象。     

苦苣苔科植物远缘杂交亲和性初探

该研究对苦苣苔科的蛛毛苣苔属[Paraboea(C.B.Clarke)Ridley]、马铃苣苔属(Oreocharis Bentham)、报春苣苔属(Primulina Hance)、吊石苣苔属(Lysionotus D.Don)、台闽苣苔属(Titanotrichum Solereder)、半蒴苣苔属(Hemiboea C.B.Clarke)、长蒴苣苔属(Didymocarpus Wallich)、光叶苣苔属(Glabrella Mich.MollerW.H.Chen)进行属间远缘杂交,对马铃苣苔属的马铃苣苔组、川滇马铃苣苔组、大叶石上莲组进行组间远缘杂交,统计不同杂交组合的结实情况及播种后的种子萌发情况,以明确不同属(组)间远缘杂交亲和性,为通过远缘杂交进行苦苣苔科种质资源的创新奠定基础。结果表明:(1)不同属作为父本,与同一母本进行杂交,以及同一属内不同种作为父本,与同一母本进行杂交,结实情况差异显著。(2)不同属作为母本,与同一父本进行杂交,以及同一属内不同种作为母本,与同一父本进行杂交,结实情况同样存在显著差异。(3)相同两个种正反交杂交成功率也并不一致。(4)马铃苣苔属与半蒴苣苔属,报春苣苔属与吊石苣苔属,吊石苣苔属与报春苣苔属和半蒴苣苔属,光叶苣苔属与报春苣苔属和吊石苣苔属之间部分种进行远缘杂交能够正常结实,且杂交种子能够正常萌发。(5)马铃苣苔属内组间杂交无明显生殖隔离的现象。     

植物远缘杂交的障碍及其克服

植物的远缘杂交是指种以上分类单位的生物类型之间的杂交,包括同属植物的种间杂交和不同属植物的属间杂交。通过植物的远缘杂交可将其它种的有益性状（如抗病、抗虫、抗逆性强、优质）的基因资源导入栽培种,在作物、蔬菜和花卉育种中广泛应用。因而它是育种工作的一个重...     

远缘杂种孤雌生殖系Giemsa C—带的遗传稳定性分析

利用ＧｉｅｍｓａＣ－显带方法发现在玉米自交系自３３０和二倍体多年生类玉米远缘杂交孤雌生殖后代中出现广泛的Ｃ－带结构异染色质变异,表现为Ｃ－带数目和分布位置的变化以及异配型Ｃ－带的出现。这种变异不仅存在于表型不稳定的早代孤雌系中,而且还存在于表型稳定的高代系中。造成这种变异的原因可能是因为远缘种质的引入影响到遗传平衡进而引起染色体发生结构重排并引起染色质的变化,这种变化与玉米染色体组中非同源染色体间存在的同源片段和因此造成的减数分裂过程中非同源染色体配对有着直接的关系。这些研究对于认识孤雌生殖育种的理论基础和应用价值具有重要意义。     

水稻、高粱、高粱稻重复顺序DNA复性动力学分析

应用DNA复性动力学方法对水稻、高粱以及它们的杂交后代高粱稻的重复顺序DNA进行了分析。配合应用计算机技术,研究了它们基因组结构的概况。发现与母本水稻相比,远缘杂交后代高粱稻基因组在中度重复顺序部分发生了变化。