蘭花遠緣雜交後代高頻發生2n雄配子的分子機理

《蘭花遠緣雜交後代高頻發生2n雄配子的分子機理》是依託華南農業大學，由謝利擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：蘭花遠緣雜交後代高頻發生2n雄配子的分子機理
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：謝利
• 依託單位：華南農業大學

項目摘要

高頻產生2n配子的種質資源是有效創建蘭花多倍體資源，開展蘭花多倍體育種的關鍵，但蘭花2n配子發生的分子機理仍是空白。本課題組通過連續3年的觀察從墨蘭與兔耳蘭的雜交後代中獲得了穩定高頻發生2n雄配子的資源，並對其2n雄配子發生的細胞學機理進行了研究。在此基礎上，本研究對高、低頻發生2n雄配子蘭花雜交後代進行轉錄組測序，通過數據和序列的比較分析，獲得蘭花高頻發生2n雄配子的候選基因；採用RT-PCR和real time PCR技術，分析各候選基因在高、低頻發生2n雄配子蘭花中的表達，確定目的基因；構建目的基因的過量表達載體和RNA干涉載體，用農桿菌介導法轉化建蘭根狀莖，獲得轉基因植株；對轉基因建蘭植株進行試管花誘導，觀察花粉塊2n雄配子的發生，驗證目的基因的功能。這一研究為國蘭多倍體育種和多倍體進化研究奠定基礎,對國蘭產業的發展具有重要的意義。

結題摘要

以金嘴墨蘭×兔耳蘭的雜交後代株系中高頻發生2n雄配子的67-80（JT-H）和低頻發生2n雄配子的67-109（JT-L）開花植株為材料，取其不同發育階段花葯混合後進行轉錄組測序，通過生物信息學分析，獲得了蘭花高頻發生2n雄配子的13個候選基因：SDS、NPK11、NPK12、NPK13、NACK11、NACK12、MAP2K2、MAP2K91、MAP2K92、MAP3K1、MAP3K3、MAP3K7和CDC1；採用qRT-PCR技術，分析了13個候選基因在67-80和67-109不同發育階段花粉塊中的表達差異，明確了與蘭花遠緣雜交後代高頻發生2n雄配子密切相關的目的基因SDS，通過RACE技術獲得了蘭花SDS的同源基因，命名為CslSDS（登錄號：KY873304）；對目的基因進行PCR擴增、測序得到CslSDS基因序列全長2122 bp，含有一個1749 bp的開放閱讀框（ORF），編碼582個胺基酸，67-80和67-109的SDS編碼區和非編碼區的總長度為3069 bp，其中含有6個內含子和7個外顯子；建立了金嘴墨蘭×銀針雜交後代14-16-16根狀莖的試管花誘導體系；構建了目的基因SDS的過量表達載體，並用農桿菌介導法轉化了14-16-16的根狀莖，以期獲得轉基因植株，為進一步驗證目的基因的功能奠定基礎。這一研究為國蘭多倍體育種和多倍體進化研究具有重要的意義。