“十三五”我国青花菜遗传育种研究进展

"十三五"期间,我国青花菜遗传育种研究快速发展并取得了重要研究进展,选育出一批优异的青花菜新品种和育种资源,雄性不育制种瓶颈得以突破,国产青花菜新品种的市场占有率由2010年的不足5%提升至当前的15.36%,应用基础研究快速发展,遗传育种技术已达到国际先进水平。本文从青花菜种质创新、新品种选育、育种技术等方面系统综述了2016年以来我国的科研成果和科研进展,并提出了青花菜产业存在的潜在问题及未来发展趋势。     

结球甘蓝抗寒性配合力分析及优良抗寒组合选育

通过自交分离和抗寒性鉴定,选育出经济性状优良的结球甘蓝抗寒自交系逾30份,以其中6份抗寒性有一定差异的自交系为试材,按照Griffing双列杂交方法Ⅳ进行甘蓝抗寒性配合力及遗传力分析。结果表明：甘蓝抗寒性遗传符合加性-显性模型,以加性效应为主,随着寒害程度的增加其加性效应所占比重增加|一般配合力方差在总遗传方差中所占比重较大,一般配合力/特殊配合力的均方比大于7,且差异达极显著水平,因此在甘蓝抗寒育种中应重视早期世代的选择。结合配合力测定结果及田间经济性状调查结果,初步明确两个优良抗寒越冬甘蓝新组合。     

甘蓝杂种致死材料的鉴定与遗传分析

杂种致死是一种生殖隔离类型,致死材料的鉴定及遗传分析不仅有助于了解杂种致死的遗传机制,还可以为致死基因的定位和克隆奠定基础。利用已知携带杂种致死基因的甘蓝自交系09-211、09-222、10-260和其他自交系配制的杂交组合为试材,鉴定携带致死基因的新材料,并对甘蓝杂种致死性状进行了遗传分析。结果表明:11-204和11-176是2个新的甘蓝致死材料;11-176与09-222及10-260具有遗传等效性,而11-204与09-211具有遗传等效性;甘蓝杂种致死性状是由2个显性基因互补控制的,其中1个致死基因来自09-211或11-204,另1个致死基因来自09-222或10-260或11-176,其遗传模式符合Dobzhansky-Muller(DM)模式。     

索引

以甘蓝纯合显性不育材料（DGMS）03-01Z608-1、04Z521-12、04Z-01Z126-1为试材，研究不同激素种类和浓度以及基因型对甘蓝纯合DGMS材料快速繁殖的影响。结果表明：04Z521-12、03Z-01Z608-1最适宜增殖的激素组成是：MS＋6-BA 0.5 mg/L＋NAA 0.1 mg/L，而04Z-01Z126-1最适宜增殖的培养基组成是：MS＋KT 1.0 mg/L＋6-BA 0.5 mg/L；不同甘蓝DGMS材料在相同培养条件下，由于基因型的不同增殖系数有很大差别；圆球类型甘蓝DGMS材料04Z521-12增殖系数最高，尖球类型甘蓝DGMS材料03Z-01Z608-1增殖系数最低。     

青花菜P450CYP79F1全长克隆、表达及其与不同器官中莱菔硫烷含量的相关性分析

【目的】克隆青花菜细胞色素家族P450CYP79F1,分析其序列特征,阐明其在不同发育时期器官中的表达情况及其与莱菔硫烷含量的关系,为进一步揭示莱菔硫烷合成机理提供科学依据,为青花菜品种改良和新品种选育奠定基础。【方法】通过5′和3ˊ端RACE克隆技术获得青花菜CYP79F1全长序列,利用DNAMAN 6.0进行基因拼接、氨基酸序列分析和蛋白二级结构预测,结合在线分析程序和软件进行基因和编码蛋白生物信息学分析;利用荧光定量PCR技术研究CYP79F1在不同发育器官中的表达情况;结合HPLC方法测定各相应时期器官中莱菔硫烷含量,包括青花菜发育时期的根、茎、叶,成熟花球,抽薹期花蕾（顶端蕾、成熟蕾、开花前1 d的蕾和花）和种子;对CYP79F1表达量与和莱菔硫烷含量进行相关性分析。【结果】获得了CYP79F1全长序列,GenBank登录号为MG012890,该基因全长2 014 bp,包含一个1 620 bp的开放读码框（ORF）,编码540个氨基酸;编码的蛋白与甘蓝、白菜、芥蓝和油菜等同源蛋白的相似性均在95%以上;生物信息学分析表明该基因编码的酶蛋白有2个信号肽和2个跨膜结构域,为亲水性稳定蛋白,Wolf Psort预测其亚细胞定位于细胞质中;CYP79F1在根和茎中的表达量较高,叶中表达量最低,在花器官发育时期,自顶端蕾到花发育过程中呈现逐渐降低的表达趋势,种子中该基因表达量与花处于同一水平。Pearson相关性分析显示,青花菜发育时期的根、茎、叶、成熟花球、抽薹期花蕾和种子中莱菔硫烷含量与CYP79F1表达量无显著相关关系,但抽薹期花蕾自顶端花蕾到花中莱菔硫烷生成量与CYP79F1表达量呈显著正相关关系（R=0.96,P<0.05）,CYP79F1在调控莱菔硫烷的生成方面起重要作用,尤其是在生殖器官花蕾的发育过程中,能够显著上调莱菔硫烷的生成量。【结论】CYP79F1在青花菜不同发育器官中对莱菔硫烷的生成发挥着重要调控作用,可能与青花菜不同器官中莱菔硫烷含量多样性密切相关。     

长时间低温处理有助于加强黄瓜花叶病毒CMV-BF 2b基因的多态性

将被黄瓜花叶病毒CMV-BF株系侵染的三生烟(Nicotiana tabacum var.Samsun NN)的不同单株分成两组分别置于高温(30±5℃)和低温(10±5℃)条件下,观察和分析CMV-BF侵染30、80 d时植株的症状表现及CMV2b基因的序列变异规律。结果表明:侵染30d时,在高温环境中的植株表现出畸形叶片较多、病毒症状较严重的现象,而低温培养的植株细弱,部分叶片大面积白化;2b基因DNA序列的多态性也以高温处理组略高于低温组,但差异未达到显著水平。侵染80 d时,高温组植株的病毒症状有所恢复,畸形叶片减少,而低温组植株除白化现象更严重外,畸形叶片增多;2b基因的多态性以低温处理组明显高于高温组,且达到显著水平(P0.05)。因此,长时间低温处理有助于加强CMV-BF2b基因的多态性,而且2b基因的多态性可能与植株的病毒症状表现相关。     

十字花科植物中主要硫代葡萄糖苷合成与调节基因的研究进展

硫代葡萄糖苷(简称硫苷)是十字花科植物中的一类重要次生代谢产物,硫苷及其降解产物具有重要的生物活性。近年来随着对模式植物拟南芥基因组序列测定的完成和功能解析的进行,人们对硫苷的生物代谢途径有了较为深入的了解,硫苷合成的调控基因也成为研究热点,尤其是在硫苷合成不同阶段分别起着重要作用的MYB、MAM、CYP79/CYP83、AOP等基因家族。现就十字花科植物中硫苷的生物学功能、主要合成与调节基因等研究进展进行了综述,并对其在十字花科作物育种上的应用前景进行了展望。     

高山(高原)夏菜中的甘蓝

近几年,甘蓝生产季节、种植地区、栽培方式发生了很大的变化,尤其是高山(高原)夏菜中的甘蓝发展迅速,中甘系列甘蓝以其优良的品质受到生产者和消费者的欢迎。     

甘蓝EST-SSR标记的开发与应用

从NCBI数据库下载62567条甘蓝相关EST,处理后得到19611条无冗余的EST,对其进行SSR搜索,共得到1219条SSR,分布在1176条EST上,分布密度为1/11.48kb,包括273种重复基元。在甘蓝EST-SSR中,二核苷酸(353个SSR)和三核苷酸(423个SSR)占主导地位,所占比例分别为28.96%和34.70%;出现最多的重复基元是AG/CT,占总数的25.59%,其次为AAG/CTT(94个,占7.71%)。针对1176条含有SSR的EST设计合成了978对引物。用两份甘蓝自交系对978对引物进行初筛,897对引物有扩增产物,共扩增出1026条扩增带;128对引物表现出多态性,共有258条多态性带(占总带数的25.15%)。利用4对多态性引物,初步构建了中甘11、8398、中甘15、中甘21杂交新品种及其亲本的指纹图谱。以上结果说明从甘蓝相关EST数据库中开发的SSR引物有较好的可用性。     

结球甘蓝耐裂球性状的配合力及遗传力研究

按照Griffing双列杂交方法Ⅳ，选用6个结球甘蓝骨干自交系，配制15个杂交组合，进行耐裂球性状的配合力及其遗传力分析。结果表明：基因加性效应和非加性效应对耐裂球性状均起重要作用，且以加性效应为主，随着田间持续生长时间的延长其加性效应所占比例增加，GCA方差在总遗传方差中所占比例大，GCA/SCA值大于1，且差异达显著水平。选择耐裂球材料时，应着重一般配合力的选择，且应重视在早期世代进行选择。