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3′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,Gen Bank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,P0.05),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。     

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。     

“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。     

有机无机肥配施及供氮水平对萝卜硝酸盐累积的影响

以萝卜为试材,分别进行了不同有机无机肥料配施及不同供氯水平对萝卜硝酸盐含量和硝酸还原酶活性(NR)的影响研究,试验结果表明,不同有机无机肥料配施下,追肥一周后随萝卜肉质根膨大硝酸盐舍量呈上升趋势,而NR活性逐渐下降.与不施肥处理相比,不同有机无机肥料配施下萝卜产品器官中硝酸盐、VC、可溶性糖和可溶性蛋白含量显著提高,其中有机肥、化肥分别作基肥和追肥的处理("有+化")具有较低的硝酸盐含量.不同施氮水平下,追肥后随萝卜肉质根的膨大硝酸盐含量呈上升趋势,而NR活性先上升后下降.与不施肥处理相比,萝卜产品器官中硝酸盐、可溶性蛋白含量随施氮量的增加而显著升高,VC和可溶性总糖含量则在常量氮肥处理下达到最大.     

“十三五”我国甘蓝遗传育种研究进展

"十三五"期间,我国甘蓝遗传育种研究取得重要进展,创制出一批优异新种质,对重要农艺性状基因进行了定位或克隆,培育出一批优质多抗新品种。本文从甘蓝种质创新、重要农艺性状基因/QTL定位、新品种选育等方面总结了近5年来取得的重要研究进展,并分析了目前甘蓝育种中存在的主要问题和未来的发展方向。     

保护地甘蓝高产高效栽培技术

保护地生产的甘蓝病虫害少、品质佳，可在菜价较高的冬春蔬菜市场供应淡季上市，使菜农获得较好的收益。促控结合培育壮苗，管理好温度和水肥，才能达到高产、高效的目的。     

甘蓝NLR家族全基因组鉴定、进化分析及在不同病害胁迫下的表达分析

从全基因组水平鉴定了87个甘蓝NLR基因家族成员,并对其进行了进化分析和表达分析。基因结构和motif组成分析表明,87个基因可分为5个亚类:NB-LRR(34个)、CC-NB-LRR(6个)、TIR-NB-LRR(45个)、RPW8-NB-LRR(1个)和CC-TIR-NB-LRR(1个);染色体定位分析表明,该家族基因在9条染色体上呈不均匀地单一或成簇分布;进化分析表明,甘蓝35个NLR基因与白菜NLR基因存在同源关系,其余52个基因为甘蓝特有;利用转录组数据分析了参与甘蓝枯萎病、黑腐病、根肿病、霜霉病、白粉病等抗性应答相关的差异表达基因,发现参与不同病害胁迫抗性应答反应的NLR基因差异较大,这可能与不同NLR基因对不同病原特异性识别有关。     

甘蓝类蔬菜作物分子育种研究进展

作为蔬菜、饲料及观赏植物,甘蓝类作物具有重要的经济价值。近年来,随着分子生物学和基因组学的快速发展,甘蓝类作物的分子育种研究也取得了重要进展。概述了分子标记辅助育种、转基因育种和分子设计育种在甘蓝育种中的应用和取得的进展,分析了现阶段甘蓝类作物分子育种存在的问题,提出相应的对策和建议,为甘蓝类作物分子育种研究提供理论及实践参考。     

结球甘蓝小孢子培养条件优化及高代自交系胚状体诱导研究

以25份不同类型的结球甘蓝为试验材料,研究游离小孢子培养过程中影响胚状体产生的因素并进行了优化;同时对结球甘蓝高代自交系的诱导出胚情况进行了研究。结果表明:基因型是影响结球甘蓝胚状体产生的关键因素,参试材料中有11份(2份一代杂种和9份高代自交系)出胚,其中一代杂种中中甘628出胚率(19.8个·蕾~(-1))最高,高代自交系中01-88出胚率(47.5个·蕾~(-1))最高,极显著高于其他参试材料;花蕾长度3.0~3.5 mm、花药长度∶花瓣长度为3∶2至2∶1时,处于单核靠边期的小孢子比例最高,是适合小孢子培养的最佳取样时期;初花期和盛花期是理想的取蕾时期;添加适量活性炭可以极显著提高胚诱导率。     

甘蓝黑腐病和枯萎病兼抗材料的鉴定筛选

采用喷雾法与浸根法,分别对99份国内外甘蓝种质资源(83份自交系、16份杂交种)进行黑腐病与枯萎病苗期人工接种抗性鉴定。共筛选出26份抗黑腐病的材料,其中2份表现高抗,即99-192和20-2-5(病情指数10);同时还筛选获得引162、奥奇娜、96-100-919等54份高抗枯萎病的材料(病情指数10)。其中,秋德、99-192、HB34、JS119、ZL66为高抗或抗黑腐病兼高抗枯萎病的材料,且JS119和ZL66为早熟、圆球类型材料。进一步对抗性材料的地理来源及主要农艺性状进行分析,发现83份自交系材料中高抗枯萎病的材料多来自日、韩等国家,且多为早熟、圆球类型;而高抗黑腐病材料多为晚熟、扁球类型,早熟类型中对黑腐病有较强抗性的材料较少。分别对不同抗性材料配制的16份杂交种进行遗传分析,结果表明甘蓝黑腐病、枯萎病的抗性分别符合隐性和显性遗传。