大白菜-结球甘蓝易位系AT4系列抽薹相关基因表达差异的cDNA-AFLP分析

抽薹开花时间是大白菜(Brassica rapa ssp.pekinensis)的重要性状,未熟抽薹直接影响大白菜的产量和品质.本研究以添加结球甘蓝(Brassica oleracea var.capitata)4号染色体片段的大白菜-结球甘蓝易位系AT4系列为材料,结合抽薹性鉴定,获得了45株耐抽薹和15株易抽薹植株;利用cDNA-扩增片段长度多态性(cDNA-amplified fragment length polymorphism,cDNA-AFLP)技术,对不同春化处理的耐抽薹和易抽薹植株叶片差异表达片段进行分离,获得了126条与抽薹性相关的差异表达条带,这些差异包括条带的有无和表达量的差异;通过差异条带回收、克隆和测序,获得了74条差异表达序列.同源性比对结果表明,61条差异表达序列具有同源序列,其中41条差异表达序列功能预测涉及代谢、能量、细胞物质运输、信号转导、表达调控、DNA修饰、细胞周期等,20条差异表达序列功能未知;13条在NCBI中找不到同源序列,可能是一些新基因.本研究获得了耐抽薹大白菜-结球甘蓝易位系,为耐抽薹大白菜新品种的培育提供新材料;同时获得了耐抽薹和易抽薹材料间的差异表达序列,为获得影响大白菜抽薹性的关键基因,揭示大白菜抽薹开花机制提供支撑.     

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。     

芸薹属作物异附加系的研究进展

 综述了芸薹属作物异附加系的培育概况、鉴定方法及应用前景,分析讨论了存在的问题及今后的发展方向。     

胚挽救技术在植物育种中的应用

综述了胚挽救技术在植物远缘杂交、挽救发育不良或早期退化胚、培育三倍体及多倍体新种质方面的应用,分析了培养时期、培养基以及培养环境等因素对胚挽救效果的影响。     

大白菜-结球甘蓝5号二体异附加系的选育及鉴定

【目的】获得稳定遗传的大白菜-结球甘蓝二体异附加系。【方法】以大白菜-结球甘蓝5号单体异附加系为材料,对其自交后代进行细胞学及SSR鉴定。【结果】37株自交后代中2n=22植株的比率为10.81%,通过对4个2n=22的植株进行核型分析及SSR鉴定,确定其为大白菜-结球甘蓝5号二体异附加系。减数分裂观察发现,大白菜-结球甘蓝5号二体异附加系后期Ⅰ虽然出现染色体落后现象,但在后期Ⅱ中染色体的分裂方式以11-11-11-11为主,其比率为69.55%。【结论】获得了大白菜-结球甘蓝5号二体异附加系,其外源染色体与甘蓝07连锁群相对应;该二体异附加系减数分裂形成的四分体以附加1条的染色体为主(n=11),有较高的遗传稳定性。二体异附加系的获得为研究芸薹属A、C基因组的亲缘关系,以及向大白菜中导入结球甘蓝的优良基因具有重要意义。     

基因组原位杂交中封阻DNA制备方法研究

在基因组原位杂交中,适当的封阻可以大大提高基因组原位杂交的效率。本研究采用煮沸法、超声波剪切法对大白菜基因组DNA进行剪切,研究了大白菜封阻DNA的制备方法。结果表明:珠沸法效率高,操作简单,当煮沸70 min DNA片段大小主要集中在200～500 bp,适于在基因组原位杂交中作为封阻。研究结果为基因组原位杂交的应用奠定了基础。     

大白菜—结球甘蓝易位系‘AT9-1’和‘AT9-2’的获得及其遗传稳定性分析

为创建大白菜—结球甘蓝易位系,以大白菜—结球甘蓝9号单体异附加系(AC9)为试材,对其与大白菜亲本‘85-1’回交后代植株进行游离小孢子培养。利用结球甘蓝9号染色体相对应的C06连锁群特异的20个InDel标记对小孢子植株进行筛选,结合细胞学鉴定从中获得两个添加甘蓝9号染色体不同片段的易位系植株‘AT9-1’和‘AT9-2’。通过对InDel标记的加密设计,明确了易位系‘AT9-2’中甘蓝片段大小为1.03 Mb;利用大白菜A基因组10个连锁群上均匀分布的177个InDel标记对其进行分子鉴定,初步确定了易位系‘AT9-2’中甘蓝染色体片段位于大白菜1号染色体上。对易位系植株‘AT9-1’和‘AT9-2’分别进行自交、与大白菜亲本‘85-1’回交、与大白菜高代自交系‘14-28’和‘14-36’杂交,利用结球甘蓝C06连锁群特异的InDel标记对自交、回交、杂交后代进行鉴定,结果表明:两个易位系中甘蓝9号染色体片段的遗传稳定性非常低,易位系‘AT9-1’的自交、回交和杂交后代中含有甘蓝染色体片段的植株比例仅为8.9%、3.1%和2.8%;而‘AT9-2’仅为6.7%、1.6%和2.6%。     

大白菜硫代葡萄糖甙合成基因SSR标记的开发

硫代葡萄糖甙(glucosinolates,GS)是一种含氮、硫的重要植物次生代谢产物,是十字花科蔬菜风味的主要来源。本研究根据拟南芥(Arabidopsis thaliana)和大白菜(Brassica rapa ssp.pekinensis)基因组序列信息,比对GS生物合成相关基因的序列信息,发现大白菜中与GS含量相关的候选基因102个,分布于10条染色体上。拟南芥GS合成基因在大白菜中的同源基因个数分别为:零拷贝基因8个、单拷贝基因13个、2拷贝基因17个、2个以上多拷贝基因14个。通过FASTPCR6.0软件分析目标基因上下游序列各5kb,共开发出237个简单重复序列(SSR)位点,16个基因没有发现SSR位点,72个基因存在1~4个SSR位点,5个基因存在5个SSR位点,4个基因存在6个SSR位点,4个基因存在7个SSR位点,1个基因存在8个SSR位点。所开发的SSR位点中,共发现4种重复类型:单核苷酸重复最多,共122个,占SSR总数的51.4%;其次是二核苷酸重复类型,共48个,占SSR总数的20.3%;三核苷酸重复类型最少,共7个,占SSR总数的3.0%,另外60个SSR无明显的重复类型。具有SSR位点的86个基因中,77个基因可以设计SSR特异引物,其中49对特异引物在供试的75份大白菜高代自交系中得到有效扩增。其中16对引物具有多态性,占全部引物的20.8%;18对引物无多态性,占全部引物的23.4%;15对引物杂带多,占全部引物的19.5%;另外28对引物无扩增产物,占全部引物的36.4%。最终11对获得了清晰多态性扩增产物,共检测出26个等位基因。本研究为分子标记辅助选择培育高有益GS成分的大白菜新品种提供了基础资料,进而加快大白菜营养品质育种的进程。     

大白菜—结球甘蓝1号染色体二体异附加系的获得与鉴定

 以大白菜附加结球甘蓝1号和6号染色体的双单体异附加系为材料,从其自交后代38个植株中筛选出3株2n = 22的植株。通过核型分析及SSR鉴定确定这3个植株为大白菜—结球甘蓝1号染色体二体异附加系,其外观性状在营养生长时期与二倍体大白菜没有明显的差异,在生殖生长期具有部分结球甘蓝的特征,其减数分裂终变期染色体联会时,11个二价体的比率达90.10%,后期Ⅱ以11-11-11-11分离的比例为83.50%,从而证明了具有很高的遗传稳定性。     

基于SSR标记的不结球白菜品种资源的聚类分析

以78份不结球白菜栽培品种为试材,采用SSR分子标记技术,利用21对多态性对其进行多态性分析;并通过UPGMA法进行聚类分析。结果表明:该试验共产生了56个等位基因标记,每对引物的等位基因数2~4个;78份不结球白菜可分为三大类,类群I包括51份普通白菜、4份乌塌菜和3份菜心材料,遗传变异幅度较大,普通白菜来自南北方各地,反映了南北方栽培的普通白菜较近的亲缘关系;类群II包括2份菜心、3份普通白菜和5份苗用大白菜;类群III包含6份普通白菜、1份菜心和3份苗用大白菜。北方培育的苗用大白菜被分别聚在类群II和III,反映了其在选育过程中遗传背景发生了很大变异。该研究结果为不结球白菜遗传基础的拓宽和育种亲本的利用提供了科学依据。