[發明專利]一種通過孕穗期注射zebularine誘致植物染色體變異的新方法

有效

• 申請號: 201610076099.2
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN105706920B
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 莊麗芳;馬旭輝;亓增軍;王艷芝;王青;馬潔云;劉朋;吳楠
• 申請（專利權）人: 南京農業大學
• 主分類號: A01H1/08
• 分類號: A01H1/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于農業生物技術領域，提供了一種利用DNA甲基轉移酶抑制劑zebularine誘致植物染色體數目和結構變異的新方法。本方法以八倍體小黑麥荊輝1號為試材，通過對孕穗期植株直接注射zebularine，然后收獲自交種子進行染色體鑒定，從中發現了能夠穩定傳遞的染色體數目和結構變異，為植物染色體工程育種及其相關理論研究提供了新方法。

技術領域

本發明屬于農業生物技術領域，涉及一種誘致植物染色體變異的新方法。

背景技術

隨著人工選擇和集約化種植，很多栽培植物的遺傳基礎正逐漸變窄。通過遠緣雜交和染色體工程技術，誘致植物染色體變異并轉移和利用親緣物種有利基因，是拓寬栽培植物遺傳多樣性的重要途徑。如何高效誘致染色體變異是作物染色體工程的主要研究內容之一。

在小麥(Triticum aestivum L，2n＝6x＝42)染色體工程中，常用的染色體變異誘變方法包括電離輻射、殺配子染色體、小麥ph1b基因突變體和自發變異(Jiang JM，FriebeB，Gill BS.Recent advances in alien gene transfer in wheat.Euphytica，1994，73：199-212)。DNA甲基化是維持染色體和細胞核結構穩定的重要因子(Espada J，Esteller M，DNA methylation and the functional organization of the nuclearcompartment.Seminars in Cell&Developmental Biology，2010，21：238-246)。Baubec etal.(2009)研究發現，DNA甲基轉移酶抑制劑zebularine作為一種新的胞苷類似物，能夠降低擬南芥DNA甲基化水平和抑制幼苗生長，同時還具有降低DNA螺旋化水平和激活沉默基因表達的效應。進一步研究發現，zebularine還能導致DNA在復制過程中發生損傷反應，并能通過同源重組機制進行修復(Liu CH，Finke A，Díaz M，Rozhon W，Poppenberger B，BaubecT，Pecinka A，Repair of DNA damage induced by the cytidine analog zebularinerequires ATR and ATM in Arabidopsis.The Plant Cell，2015，27(6)：1788-1800)。2011年，Cho和他的同事研究發現，zebularine具有誘發植物染色體變異的效應。該研究以小麥-大賴草染色體1(臨時編號)二體異附加系萌動種子為試材，添加不同濃度的zebularine(2.5-10.0μM)能顯著抑制小麥根的生長，超過5μM根伸長就會受到抑制，超過10μM根不再伸長，并從處理的根尖細胞中發現多種染色體結構變異，包括無著絲粒斷片、環狀染色體和雙著絲粒染色體和小麥與大賴草染色體間的重組染色體包括插入、缺失和易位等，揭示zebularine可以誘發染色體結構變異(Cho SW，Ishii T，Matsumoto N，Tanaka H，EltayebAE，Tsujimoto H，Effects of the cytidine analogue zebularine on wheat mitoticchromosomes.Chromosome Science，2011，14：23-28)。但是上述研究獲得的染色體變異體為發生在根尖細胞中的嵌合體，這些變異能否發生在莖尖分生組織及其他物種并因此是否能夠穩定傳遞給后代尚沒有報道。本專利以八倍體小黑麥荊輝1號(AABBDD，2n＝8x＝56，公知公用)(亓增軍，莊麗芳，劉大鈞，陳佩度.將荊州黑麥種質導入栽培小麥的研究.南京農業大學學報，2000，23：1-4)為例，建立了一種通過孕穗期注射zebularine高效誘致可穩定傳遞的植物染色體變異體的新方法，為植物染色體工程育種和研究提供了新方法。

發明內容

本發明的目的是公開一種通過孕穗期注射zebularine誘致植物染色體變異的新方法。

本發明的目的主要通過以下技術方案實現：