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四倍体棉种(AD)是异源多倍体,它包含A基因组和D基因组,目前对四倍体棉种的具体供体种及其起源过程的种质歧化、棉属染色体组之间亲缘关系等仍有分歧。关于四倍体的起源研究多集中于陆地棉和海岛棉,对于四倍体野生棉黄褐棉和达尔文棉的研究很少。因此用原位杂交来研究黄褐棉和达尔文棉对棉属的起源和进化具有重大意义。本研究以黄褐棉和达尔文棉为靶DNA,进行原位杂交,研究四倍体棉种供体种、rDNA进化、二倍体棉种间关系、着丝粒探针初步筛选。研究结果如下:1.首次发现黄褐棉的一对中间随体,黄褐棉的三对45S rDNA位点都分布在A亚组染色体上,其中一对特别大,覆盖了几乎整个染色体的短臂,另外两对非常小。达尔文棉中有三对较大45S rDNA位点,分别位于3、13、18号染色体,三对弱45S rDNA位点位于6、10、14号染色体。黄褐棉45S rDNA进化机制可能与其它四倍体棉种不同。2.阿非利加棉为探针出现GISH-NOR信号,以红星草棉和石系亚1号为探针不出现GISH-NOR信号。阿非利加棉的45S rDNA的IGS序列与D基因组相似,阿非利加棉是黄褐棉和达尔文棉的A亚组供体。以二倍体D组棉种gDNA为探针时,都能出现GISH-NOR,四倍体棉种的45S rDNA的IGS序列都与D基因组相似,核型分析显示达尔文棉A亚组最短的两条染色体比D亚组最长的染色体还要长,瑟伯氏棉可能是黄褐棉的D组供体种,戴维逊氏棉最有可能是达尔文棉的D组供体种,也就是说异源四倍体棉种是多起源的。3.二倍体B、F组棉种为探针时信号与阿非利加棉为探针时相似,二倍体B、F基因组中的重复序列与二倍体A基因组亲缘关系较近,45S rDNA与二倍体D基因组的亲缘关系较近。二倍体E基因组索马里棉为探针时信号与A组栽培棉为探针时类似,二倍体E基因组的45S rDNA和重复序列与二倍体A基因组栽培棉相似。4.前有研究认为拟似棉含有A、D组重复序列,45S rDNA与二倍体A组类似。本研究中以二倍体D基因组拟似棉为探针,在黄褐棉和达尔文棉A、D亚染色体组上都有红色荧光信号,这说明拟似棉中含有A、D基因组的重复序列,这与前人研究结果一致;同时发现以二倍体D基因组拟似棉为探针有GISH-NOR信号,拟似棉45S rDNA主要还是D组类型的,这与前人研究不同。原位杂交显示斯特提棉、比克氏棉也含有A、D组重复序列,斯特提棉45S rDNA与D组亲缘关系较近,比克氏棉45S rDNA与A组栽培棉亲缘关系较近5.遗传连锁图中10号染色体中分子标记BNL3563筛选到BAC克隆150D24,原位杂交证明150D24位于二倍体D基因组和四倍体D亚组及二条A亚组染色体着丝粒区,但是并不在二倍体A、C、E基因组。测序结果显示150D24主要含有重复序列retrotransposon。