眼子菜属种间杂交过程中染色体行为观察及变化研究

In genus Potamogeton, the interspecific hybridization has been considered as one of important mechanisms in speciation.The "neo-hyrbids" might maintain and stabilize through asexual reproduction. Among decades,more and more natural hybrids were found and identified in Potamogeton, however, the process of the interspecific hybridization have been poorly studied.In our project, we will perform artificial pollination both in tetraploids and diploids to produce sythetic F1 hybrids. And we will investigate and dicusse the hybridization on speciation in this group at chromosome level by morphological comparison, PMC(pollen mother cell) observation, chromosome behaviour observation, GISH and FISH analysis.

眼子菜属种间杂交事件被认为频繁发生，以无性繁殖为主导的生殖和生存扩散模式为其新形成的"杂交种"提供了庇护.近几十年来，尽管该属内许多杂交种被鉴定和报道，但关于该类群种间杂交事件过程本身的研究还远远不够。本研究拟从眼子菜属已有记录的杂交组合中分别选取四倍体×四倍体，四倍体×二倍体，二倍体×二倍体各一组进行人工杂交实验并培养F1杂交个体。从形态学比较，花粉母细胞减数分裂观察，减数分裂相GISH(基因组原位杂交)分析，染色体行为观察，rDNAs物理定位五个方面工作对亲本种，自然杂交种和人工杂交F1进行比较研究，并结合已有的工作基础和实验结果，在染色体水平上，综合分析此类群种间杂交过程中，亲本种染色体在杂交后代中所可能发生的变化，以及此变化为杂交种形成和稳定所带来的影响。

水生植物作为植物类群的重要一支，无论在基础科研还是实际应用上都具有极其重要的地位。世界水生植物（典型沉水、浮水，不含栽培种）近1000余种，其起源进化，多样性分化，适应机理等科学问题长期以来受到专家学者的关注。普遍认为，现存的水生植物是由祖先陆地植物适应水环境的产物，并且不同分类分支的起源时间，起源次数有所不同，有些类群存在多次水陆往返的进化历史。祖先类群适应水环境后的辐射分化，伴随着遗传水平，生态水平等多方面的转换。同时有性生殖单位分化出适应水上、水表、水下传粉授粉的生殖结构进一步加速了个体间的基因交流，甚至是异种间的基因交流——杂交。杂交的直接后果是产生整合了两套基因组的个体后代，并通过多次和亲本的基因交流及基因组重组恢复育性和稳定可遗传性状。水生植物相比陆生植物，其生长环境更易发生剧烈的变化，如水位、水营养等，因此，面临水环境的影响或胁迫，水生植物在各项功能体现过程中，其形态结构表现出很多适应性进化式样，同时也配套一系列‘精准’的生殖策略。杂交一方面丰富了类群多样性，同时还为产生新的适应性性状提供了可能性。. 本项目以单子叶植物中的最大水生植物类群——眼子菜属为切入点，多个水平和维度就上述水生植物适应性进化的大课题进行了探索。首先大规模的探讨了现存不同倍性下的杂交潜力，通过观察和评价人工杂交种并对比自然杂交种讨论了杂种优势问题。另外分析了不同居群基因组大小的变异情况关联叶型分化进行讨论。同时丰富了眼子菜属叶绿体基因组数据，揭示了独特的基因组结构变化。通过平行对比研究了水生植物响应环境胁迫的生理生长及繁殖方式选择策略。对眼子菜属植物的杂交进化及适应性演化提供了框架性的研究体系和基础数据。