大白菜-结球甘蓝AT4系列易位系抽薹相关基因的表达分析

未熟抽薹会对大白菜(Brassica rapa ssp.pekinensis)生产造成重大损失.为研究大白菜抽薹开花相关基因,本研究对添加结球甘蓝(B.oleracea var.capitata)4号染色体片段的大白菜耐抽薹和易抽薹易位系间存在差异的cDNA-扩增片段长度多态性(cDNA-amplified fragment length polymorphism,cDNA-AFLP)条带进行回收测序,其差异条带的同源性比对和功能性分析结果表明,差异基因可分为3种:转录翻译类、信号传导类和膜运输类.其功能预测涉及细胞物质运输、信号转导、物质能量代谢、胁迫应答、基因表达调控、细胞周期等.对其中8条序列进行qRT-PCR检测结果表明,在春化处理过程中P65M58-11、P65M58-12和P75M47-9在极晚抽薹材料中表达量峰值极显著高于极早抽薹材料,P65M58-11和P65M58-12条带的表达量峰值出现在春化处理14d时.而P75M47-9在极晚抽薹材料中表达量峰值出现在春化处理7d,在极早抽薹材料中从春化处理开始就呈现出下调趋势;P77M58-9、P77M58-12、P63M49-8-1和P63M61-4-2在极晚抽薹材料中表达量峰值极显著低于极早抽薹材料,P63M49-8-1在极早抽薹材料中表达量的峰值出现在春化处理7d,而在极晚抽薹材料中从春化处理7d后表达量逐渐上调.P77M58-9、P77M58-12和P63M61-4-2表达量峰值出现在春化处理14d时;另外P63M49-1-2条带在极晚抽薹和极早抽薹两种材料中表达量差异无明显规律,在极早抽薹材料中表达量峰值出现在春化处理7d时,而在极晚抽薹材料中峰值出现在春化处理21d时.本研究获得了在6个易位系、2个自交系、2个商品种的耐抽薹和易抽薹材料间表达量及表达模式存在差异的8个基因,为深入挖掘大白菜抽薹开花相关基因、开展基因功能验证以及获得耐抽薹大白菜材料提供基础资料.     

大白菜-结球甘蓝2号单体异附加系的FLOWERING LOCUS C(FLC)基因鉴定

开花时间是芸薹属蔬菜的重要性状,FLOWERING LOCUS C(FLC)是影响植物开花的关键基因。本研究利用FLCs基因外显子4的多态性区段设计正向引物,外显子7的保守区设计反向引物,建立了能够区分大白菜(Brassica rapa ssp.pekinensis,AA)BrFLC1、BrFLC2、BrFLC3和BrFLC5,与结球甘蓝(B.oleracea var.capitata,CC)BoFLC1、BoFLC2、BoFLC3和BoFLC5,共计8个基因的4对特异引物。利用该特异引物对添加结球甘蓝2号染色体的大白菜单体异附加系的FLCs基因进行鉴定,结果表明,该单体异附加系除具有大白菜的4个BrFLCs基因,同时添加了结球甘蓝的BoFLC3基因。实现了大白菜染色体组背景下结球甘蓝FLCs基因的跟踪鉴定,同时为大白菜遗传背景下添加结球甘蓝BoFLC3基因易位系的获得提供了特色材料。     

菜心BrAGL24基因mRNA在嫁接体中的长距离运输分析

为研究结球甘蓝/菜心嫁接体中开花调控基因的mRNA是否从砧木向接穗进行了运输,本试验以参与开花调控的菜心AGL24基因为研究对象,构建结球甘蓝菜心异源嫁接体,并从接穗结球甘蓝中鉴定菜心AGL24的序列。结果表明,利用结球甘蓝和菜心的转录组测序数据,拼接获得了结球甘蓝和菜心的AGL24基因序列(BoAGL24和BrAGL24)。利用菜心BrAGL24基因中的种间差异序列(C1~C7),在异源嫁接(结球甘蓝/菜心嫁接)的接穗结球甘蓝茎尖的转录组测序文库(T2)中筛选得到2条来自砧木菜心BrAGL24的reads。利用结球甘蓝BoAGL24的种间差异序列(G1~G7),分析结球甘蓝内源BoAGL24基因的转录表达量,发现异源嫁接的结球甘蓝茎尖中AGL24的表达量总体上高于同源嫁接的结球甘蓝茎尖中AGL24的表达量。异源嫁接使砧木菜心BrAGL24基因的mRNA运输到接穗结球甘蓝中,且增加了接穗结球甘蓝茎尖中内源BoAGL24基因的转录表达水平。本研究鉴定了菜心BrAGL24基因的mRNA运输特性,为进一步研究AGL24基因的mRNA运输与结球甘蓝/菜心嫁接启动接穗结球甘蓝开花机制奠定了一定的理论基础。     

利用差异显示法研究水稻耐淹涝相关基因

应用mRNA差异显示法对耐淹材料籼稻(Oryzasativassp.indica)FR13A和敏感籼稻(O.sativassp.indica)IR39595-503-2-1-2在淹涝胁迫下的基因差异表达进行了分析。结果显示,从40对引物中共扩增出1428条片段,筛选到102条在耐淹涝材料和敏感材料间差异明显的基因片段,差异率为7.1%。其中有42条差异带来自耐淹涝材料,有7个差异片段已通过Northern杂交验证在耐淹涝材料FR13A中表达。进一步克隆测序并进行数据库比对分析表明,有4个与水分胁迫产生的应答反应和生理生化变化有关,其中一个与ATP结合蛋白高度同源,另3个与异柠檬酸酶脱氢酶、NADH脱氢酶和乙醛酸转移酶部分序列高度同源,其余3个为新的cDNA片段。     

甘蓝花粉特异表达的多聚半乳糖醛酸酶基因BoMF9的克隆与特征分析

根据白菜花粉特异的多聚半乳糖醛酸酶基因BcMF9的全长序列设计引物，通过PCR直接扩增的方法从结球甘蓝（Brassica. oleracea var. capitata）和芥蓝（B. oleracea var. alboglabra）中克隆得到BcMF9的同源基因BoMF9（BoMF9c和BoMF9l）。生物信息学分析和系统树构建发现BoMF9c和BoMF9l具有花粉特异表达的多聚半乳糖醛酸酶基因的序列特征。不同组织的表达特征分析发现它们分别在结球甘蓝和芥蓝的花蕾中特异表达。推测BoMF9c和BoMF9l可能在花粉萌发和花粉管伸长中起作用。     

不结球白菜抽薹开花性状的主基因+多基因遗传分析

为了研究不结球白菜抽薹开花性状的遗传规律,并对其耐抽薹品种进行鉴定筛选,以不结球白菜易抽薹纯系M10-1和耐抽薹纯系M10-2杂交获得的6世代(P1、P2、F1、B1、B2和F2)群体为材料,利用植物数量性状主基因+多基因多世代联合分析的方法对不结球白菜抽薹性状(现蕾期)和开花性状(开花期)进行遗传分析。结果表明,控制抽薹性状的为2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因,并存在明显的加性、显性和上位性效应。其中,2对主基因的加性效应值均为正,显性效应值hb大于ha,且以第2对主基因的正向显性效应为主;抽薹性状存在较大的主基因加性×加性和显性×显性互作效应,以呈负向的多基因的加性效应为主。B1、B2和F2的主基因遗传率分别为83.83%、87.82%和88.31%,多基因遗传率均为0,主基因+多基因遗传率平均为86.65%,环境变异占表型变异平均为13.35%,说明抽薹性状主要受主基因控制,在育种上可以应用抽薹性状(现蕾期)作为不结球白菜耐抽薹性的鉴定标准,并可在早期世代对其耐抽薹性进行选择,且要注意一定的环境因素。开花性状与抽薹性状遗传相似,均受到2对主基因控制,但主基因+多基因遗传率平均为9.57%,而环境变异平均为90.43%,对开花的影响显著,说明开花性状与环境的互作效应非常明显,不适宜作为耐抽薹性的鉴定指标。利用本研究获得的抽薹性状作为不结球白菜耐抽薹性的鉴定指标,并应用于育种实践,对选育不结球白菜耐抽薹新品种,提高产量具有重要意义。     

大白菜与结球甘蓝种间异源多倍体的鉴定

利用异源多倍体作为桥梁材料是克服远缘杂交障碍,创制新种质和进行品种改良的一种重要途径.本研究对已获得的大白菜(Brassica campestrisL.ssp.pekinensis (Lour.) Olsson)与结球甘蓝(Brassica oleracea var.capitata L.)种间异源四倍体和异源三倍体,利用形态学、解剖学、分子标记及细胞学等方法进行比较鉴定.研究表明,多倍体在植株形态、花器官和气孔大小等方面均表现出巨大性和超亲优势,其中四倍体比三倍体表现普遍更明显.多倍体的气孔密度显著的低于双亲.多倍体花粉生活力比双亲降低,四倍体花粉活力为81.56％,三倍体的花粉活力仅有18.78％.多倍体自交结实性明显低于双亲,四倍体自交结实率仅为0.28％;四倍体作为母本与大白菜杂交结籽率比其反交要高,是反交的2.11倍,以三倍体为母本或父本时与大白菜杂交,结实均非常低,且三倍体自交未获得种子.相关序列扩增多态性(SRAP)标记结果表明,多倍体中包含了双亲的遗传信息,但分f标记并不能区分四倍体与三倍体.细胞学观察显示,四倍体的染色体数目为2n=4x=38,三倍体的染色体数目为2n=3x=29.大白菜-结球甘蓝异源多倍体的鉴定为进一步大白菜品种改良和新种质的创制提供了基础资料.     

大白菜花蕾败育相关基因的cDNA-AFLP差异表达分析

本研究以大白菜(Brassica campestris ssp.pekinensis(Lour.)Olsson)败育花蕾到正常花蕾的10个连续时期的花蕾为材料,采用cDNA-AFLP技术和生物信息学分析等方法研究了败蕾过程中的基因表达差异,获得了192个大白菜败蕾相关差异表达片段,随机挑选88个序列进行测序,获得72个新表达序列标签(ESTs),将长度大于100 bp的67个ESTs在GenBank进行了登录,登录号为GR308155-GR308221.根据生物信息学分析结果,其中Blastx比对分值大于80的62条ESTs可分为能量和新陈代谢、膜和运输、转录和翻译、氨基酸合成和加工、信号传导、防御及分类不确定7类.其中EST46、EST3-1、EST13-2、EST20-1和EST30-2等5个ESTs为大白菜花蕾败育材料中新发现的.     

差异显示法分离水稻耐淹涝相关的基因

摘 要：应用mRNA差异显示技术(DDRT—PCR)对耐淹材料FR13A和敏感材料IR39595-503-2-1-2在淹涝胁迫下的基因差异表达进行分析。结果显示：从40对引物中共扩增出1428条片段，筛选到102条在耐淹涝材料和敏感材料间差异明显的基因片段，差异率为7.1% 。其中有42条差异片段来自耐淹涝材料，有7个差异片段已通过Northern杂交验证在耐淹涝材料FR13A中表达，进一步克隆测序并进行数据库比对分析表明：有4个与受到水分胁迫时产生的应答反应和生理生化变化有关，其中一个与ATP结合蛋白的高度同源，3个与异柠檬酸酶脱氢酶，NADH2脱氢酶和乙醛酸转移酶部分序列高度同源。其余3个为新的cDNA片段。     

Brassica sect.Brassica (Brassicaceae)

Summary An extensive crossing program including 10 wild taxa and 23 accessions representing 6 major cultivated forms and landraces of theBrassica oleracea group was carried out. Data for crossability, germination, viability, fertility inF ₁ andF ₂ were studied as well as the meiotic chromosomal pairing inF ₁ hybrids in some combinations. The fertility of hybrids between all cultivated forms and wild populations ofB. oleracea was high and it was concluded that all, including the Chinese endemicalboglabra form, belong to the same biological species. Among the other species,B. macrocarpa, B. montana, andB. rupestris had the lowest andB. cretica the highest fertility values in crosses with cultivated forms. The crossing data do not give any further information as to the genetic differentiation ofB. oleracea during the course of domestication. Introgression between wild and cultivated forms has probably occurred frequently. All members of theB. oleracea cytodeme belong to the primary and secondary gene pools of the 18 chromosomic crops and are as such of great importance for breeding purposes.     

农杆菌介导的油菜遗传转化研究进展

综述油菜遗传转化中再生体系的建立、农杆菌侵染方法、适宜菌株及载体选择等方面的研究进展,并对转化中寄主基因型、目的基因及其启动子的选择、筛选方法、外源基因稳定性等方面存在的问题进行了分析与讨论,为优化油菜等芸薹属的遗传转化提出可行性建议.     

菜心对邻苯二甲酸酯(PAEs)吸收途径的初步研究

采用玻璃室处理和污染土壤覆盖原土壤来控制PAEs来源进行盆栽试验，应用GC/MS联机检测技术初步研究了菜心对PAEs的吸收途径。结果表明：污染土壤处理与污染土壤上覆盖原土壤处理相比，前者菜心茎叶中DBP和DEHP的含量均高于后者，但相差不大，表明菜心茎叶可以吸收污染土壤中挥发出来的DBP和DEHP，而根系吸收运移是菜心茎叶中DBP和DEHP的主要来源途径。玻璃室处理增加了菜心茎叶和根系中DBP的含量，而对DEHP的影响趋势不明显。DBP与DEHP相比，前者更易被菜心根系吸收并向地上部(茎叶)运移，后者主要滞留在根部。     

大白菜表达序列标签SSR标记分析*

对大白菜（Brassica campestris L．ssppekinensis）13007个EST序列进行拼接共得到7714个片段重叠群（contig），其中10．4％（890个）非冗余EST含有SSR标记（EST-SSR），标记间平均间隔距离为3．9kb，单、双和三核苷酸重复序列大约各占1／3左右。CDS所包含的三核苷酸重复序列最多，而且AAG／CTT重复序列的含量最高。通过同源性比较分析，获得功能已知的SSR-ESTs774个，共计含有846个SSR，其中50．2％位于5＇-UTR，31．4％位于3＇-UTR，18．4％位于CDS。实验选取123个SSR座位设计引物，利用芜菁花叶病毒（Turnip mosaic virus，TuMV）的高抗和高感大白菜F6代自交系材料各2份，分析EST-SSR标记多态性。结果表明，其中37个标记可进行有效扩增，但是没有表现出多态性，23个标记（18．7％）至少在1份材料中具有多态性。对这些EST-SSR标记在大白菜和其它芸薹属植物的系统发育关系分析、遗传作图和基因定位的应用进行了讨论。     

油菜细胞质雄性不育系根和叶mtDNA的提取

本研究以甘蓝型油菜(Brassica,napus)细胞质雄性不育系PolA及其保持系PolB、陕2A及其保持系陕2B 幼苗为材料,分别提取其根和叶线粒体DNA(mtDNA),并对所提取的油菜mtDNA进行检测.结果表明,在同等条件下幼根所提取的mtDNA平均含量为3250 ng/g FW,约为幼叶所提取mtDNA含量的6.5倍,而且所提取的mtDNA纯度较高;琼脂糖凝胶电泳检测结果也显示,油菜幼根所提mtDNA较幼叶所提mtDNA有更为清晰的条带.另外,油菜线粒体基因的PCR扩增结果显示,油菜幼根所提mtDNA扩增条带的重复性和稳定性也优于幼叶所提mtDNA.因此,用油菜幼根提取mtDNA是一条较好的途径.     

大白菜InDels标记开发及其在剩余杂合体鉴定中的应用

大白菜(Brassica rapa ssp.pekinensis)参考基因组序列的公布及测序成本的降低为大规模开发插入/缺失(Insertion/Deletion,InDel)标记提供了可能.本研究以性状差异明显的大白菜自交系He102与06-247为亲本,开展了全基因组重测序、标记开发和验证工作.二者测序深度分别为10×和8×,经筛选共获得330 218个InDels差异位点,出现频率为1.2个/kb,其中有11 238个差异位点位于编码区,包括5 184个差异基因,每个基因平均包含2.2个差异位点.分别以He102与06-247测序数据中筛选出的多态性InDels位点为参照,从10条染色体上随机选择933个位点进行了PCR扩增及电泳检测验证.结果表明,测序深度对假阳性率有直接影响,以测序较深的材料中筛选到的差异位点为参照,其验证结果的假阳性率亦较高,反之则较低.本研究中以He102与06-247为参照选择InDels位点验证的平均假阳性率分别是51.9％和22.5％.从933个位点中共筛选出593个在亲本之间实际表现为多态性的位点,这些差异位点中有375个位于编码区,是潜在的功能性标记.利用上述差异位点,检测了He102与06-247衍生的F7代重组自交系群体,明确了F7代各株系在593个位点的纯/杂合状态,为利用剩余杂合株系精细解析和精准定位大白菜耐抽薹、抗病毒、抗干烧心等重要农艺性状奠定了基础.     

辐照诱导的新雄性不育系过氧化物酶和脂酶同工酶分析

采用聚丙烯酰胺凝胶垂直板电泳法,对甘蓝型油菜细胞质雄性不育系Polima、Shan2A、Ogu和辐照处理的新雄性不育系Xin1和Xin2及其保持系Shan2B的种子进行了脂酶和过氧化物酶分析,结果表明:5个细胞质雄性不育系比保持系Shan2B多1条迁移率为0.45的脂酶(EST)谱带;Xin1、Shan2A和Polima各有4条过氧化物酶(POD)谱带,保持系缺少1条迁移率为0.61的POD谱带,推测这一同工酶的表达可能与雄性不育相关。     

笋子芥和茎瘤芥生物活性物质与抗氧化能力分析

为了全面了解笋子芥和茎瘤芥的营养价值,以笋子芥和茎瘤芥为研究对象,对茎肉、茎皮和叶柄等食用部位的生物活性物质含量与抗氧化能力进行分析。结果表明,不同类型和食用部位间的生物活性物质含量与抗氧化能力存在显著差异。叶绿素、类胡萝卜素、原花青素、类黄酮、总酚和抗氧化能力均呈现叶柄茎皮茎肉的趋势,维生素C与之相反;茎瘤芥中的生物活性物质含量显著高于笋子芥,而笋子芥的抗氧化能力显著高于茎瘤芥。主成分分析表明,生物活性物质含量差异主要来自于食用部位因素,其次是类型因素。遗传方差比率分析表明,叶绿素、维生素C、原花青素和类黄酮含量和抗氧化能力的变异受食用部位的影响大于类型的影响,而类胡萝卜素和总酚则相反,此外,叶绿素和维生素C受类型×食用部位互作因素的影响较大。相关性分析表明,抗氧化能力与原花青素和类黄酮含量呈显著正相关关系,表明原花青素和类黄酮对抗氧化能力可能有较大贡献。本研究为人们日常膳食及其营养搭配提供一定依据和参考。     

不同甘蓝型油菜品种磷素籽粒生产效率的配合力及遗传参数分析

以22个甘蓝型油菜品种(系)为亲本(17个母本,5个父本),按NCⅡ设计配成175=85个F1,在不施磷肥（CK）和施P2O5 150 kg/hm2（P150）两个处理条件下,对不同品系油菜磷素籽粒生产效率进行配合力和遗传参数分析。结果表明, 磷素籽粒生产效率（PUEs）杂交组合平均值在P150和CK处理中分别比亲本平均值高6.41%和7.64%。离中亲优势的正向组合数明显多于负向组合数,超亲优势的正向组合数（超高亲）明显多于负向组合数（超低亲）,表明PUEs存在杂种优势。PUEs的遗传参数在P150处理和CK处理中一般配合力方差相对较小,特殊配合力相对较大,PUEs遗传以非加性效应（显性效应及上位性效应）为主。在两个肥力水平下,品系9（ZS-3）的一般配合力较高,620（SY07湘05499）、 1320（NY-14湘05499）、 1421（湘05487YY-7）三个组合的特殊配合力较高。