芸薹属及其他异源多倍体植物的基因表达特征研究进展

远缘杂交及异源多倍化导致许多重要作物的起源与进化,而芸薹属栽培异源四倍种是研究作物异源多倍化的模式系统之一。异源多倍体是如何调控及协调来自不同二倍体祖先的不同基因组的遗传行为及基因表达,是过去二十年间的研究热点和重要的生物学问题。利用不断发展的分子生物学技术,一方面揭示出芸薹属及其他多倍体物种基因组表现出动态性质,即在形成初期及长期进化过程中持续发生遗传及表观遗传的变化;另一方面发现异源多倍化过程中伴随着大量的基因表达模式改变,包括非加性表达、超亲表达、表达水平显性、部分同源偏向表达、基因剂量平衡效应等现象。上述基因组结构、表观遗传改变以及基因表达模式的调控,使新产生的多倍体得以成功进化为新物种。     

植物异源多倍体中特定染色体组的剥离与重建

由于异源多倍体物种的进化时间久远,难以知晓确切的二倍体亲本,现在推测的自然界现存二倍体种又经历过独立的演化,因此,通过特定的实验方法从天然的异源多倍体物种中剥离出特定染色体组并重建异源多倍体的基本种,将为研究异源多倍化过程中祖先基因组的遗传与互作提供独特的材料。现已通过不同的杂交策略,从异源六倍体普通小麦和异源四倍体种甘蓝型油菜中成功重建它们的一个基本种。例如以人工合成的芸薹属异源六倍体（如埃塞俄比亚芥与白菜杂交的AA.BBCC)为桥梁,其中的C染色体组被选择性的丢失后产生的芥菜型油菜（AA.BB）与埃塞俄比亚芥杂交形成的杂种（BBAC）自交后便可重建黑芥(BB)祖先种;将四倍体与二倍体种之一杂交后形成的同源异源六倍体（如AAAACC）连续自交,使处于同源四倍体状态的染色体组（A）快速丢失而重建另一个二倍体基本种（CC）。     

芸薹属多倍体与二倍体作物 花柱及角果的发育差异

通过比较分析芸薹属多倍体复合种与其祖先二倍体基本种在花柱、柱头大小、角果长度、宽度、种子直径 及种子干重变化上的异同,发现多倍体复合种在这些发育性状上表现出处于两个祖先二倍体亲本之间,或只偏向 于其中一个祖先亲本。同一个多倍体品种在不同发育性状上具有不同的表现,即在某一发育性状上偏向于其祖先 亲本之一,而在另一发育性状上偏向其另一祖先亲本。     

基因组原位杂交辨别芸薹属异源四倍体AA、BB、CC基因组研究

利用基因组原位杂交（GISH）技术，以标记的白菜型油菜（AA，2n=20)的基因组总DNA）为探针，分别同芥菜型油菜（AABB，23n=36）和甘蓝型油菜（AACC，2n=38)的中期染色体和间期核杂交，结果芥菜型油菜有20条染色体表现大而明亮的杂交信号，其它染色体上信号很弱或无，可以区分A、B基因组，甘蓝型油菜染体上表现有38个信号，A、C基因组不能分区分开来。以黑芥（BB,2n=16）的基因组总DNA为探针与埃塞俄比亚芥（BBCC，2n=34）的中期染色体和间期核杂交，16条染色体上显示明显的杂交信号，其它染色体上信号很弱，说明在长期的进化过程中，芸薹属中BB与AA和CC基因组间分化程度较大，而AA与CC基因组分化较小，基因组原位杂交表明最强的信号多集中分布于着丝粒区，本文讨论了这种分布的可能原因。     

芸薹属二倍体种的基因组结构及细胞遗传学研究进展

本文综合分析了细胞遗传学及比较基因组学在芸薹属栽培种基因组结构及进化方面的研究进展。测序物种的DNA序列比较分析显示,芸薹族特有的六倍体祖先基因组的进化途径为,先由芸薹科x=8的祖先核型衍生出染色体数减少的x=7的核型,然后该核型经过三倍化事件产生古老的六倍体基因组,最后才分化产生3个芸薹属栽培二倍体种。根据3个二倍体种测序基因组的比较分析,构建了具有9条染色体的芸薹属祖先基因组及所形成的二倍体的染色体组成。传统及分子细胞遗传学研究为二倍体种基因组的多倍体性质及部分同源性关系提供了直观的证据,特别是二倍体间的异源染色体附加系的减数分裂配对行为揭示了单条染色体间的同源性程度。最后,对依据近缘物种的基因组结构进行芸薹属作物种质资源的创建与利用提出建议。     

芸薹属植物远缘杂交不亲和性以及杂种后代遗传特性的研究进展

综述了芸薹属植物远缘杂交不亲和性的表达机理和克服不亲和性的方法，为油菜的杂交育种提供了参考。     

芸薹属植物抗菌核病的研究进展

从芸薹属植物菌核病的发病原因、侵染过程及侵染方式，菌核病的致病机理和芸薹属植物的抗病机制等方面，以油菜为例综述菌核病的抗性遗传及抗菌核病的研究进展。     

芸薹属植物远缘杂交不亲和性以及杂种后代遗传特性的研究进展

综述了芸薹属植物远缘杂交不亲和性的表达机理和克服不亲和性的方法,为油菜的杂交育种提供了参考.     

芸薹属植物抗鳞翅目昆虫的研究进展

从抗虫种质资源抗虫鉴定、抗虫机理及芸薹属作物抗虫基因工程等方面综述了近20年来芸薹属植物抗 鳞翅目昆虫的研究成果。     

分离芸薹属植物基因组DNA的一种方法

介绍一种比目前较普遍使用的ＣＴＡＢ法能更好地分离植物基因组ＤＮＡ的方法。通过芸薹属不同种植物和不同重量实验材料（０．１—１．２克）的多次试验，证明用该方法分离的基因组ＤＮＡ产率、纯度和分子量都较高，分离的ＤＮＡ可用于限制性酶切．这种方法也完全适用于其它植物基因组ＤＮＡ的分离。     

芸薹属重要作物的比较基因组研究进展

从比较基因组学的概念和内容、芸薹属重要作物的比较遗传作图、比较QTL定位等方面阐述了各物种间基因组的共线性关系、染色体内和染色体间的同源性、重要性状基因在QTL区域的映射,对芸薹属作物分子育种改良等方面的研究进行了展望.     

甜菜属近缘种三种间杂种及其后代减数分裂行为观察

本文观察了岔根甜菜(Beta Patula Ait)、叶用甜菜(B.cicla)及普通甜菜(B.vulgaris)三种间杂种的F_1、F_2及F_3的减数分裂行为。各代减数分裂终变期,染色体联会成9个二价体。中期Ⅰ有棒状结合,也有环状结合。F_1、F_2、F_3各代中期出现单价体频率分别为0.23、0.18、1.13。后期Ⅰ出现染色体桥、落后等异常现象,各代频率分别为0.93、2.2和3.26。后期Ⅱ各代异常频率为0.41、0.75和0.32。异常四分体频率各代分别为0.16、0.13和0.66。异常频率有随世代增长而增加的趋势。结果表明,B.patula、B.cicla及B.vulgaris三个种的染色体组基本上是同源的。本文还讨论了杂种减数分裂稳定性及遗传育种上利用的可能性。     

芸薹属植物的生防作用

业已从十字花科芸薹属植物中鉴定出20多种硫代葡萄糖苷,多种硫代葡萄糖苷的降解产物对土传病原 真菌等具有抑制作用。硫代葡萄糖苷的组分、含量以及降解过程中的条件等因素影响到降解产物的结构和有效浓 度,从而决定了生防作用的效果。本文对芸薹属植物生防作用的机理、影响因素及其应用途径进行了综述。     

芸薹属种子贮藏蛋白质组分的比较研究

对组成芸薹属3个基本种和3个复合种的种子贮藏蛋白亚基组成进行了SDS-PAGE比较分析,结果表明:不同种间的种子贮藏蛋白具有一定的差异,表现出丰富的多态性;6个种共有24条亚基带,并各自具有特征蛋白谱带。利用贮藏蛋白亚基条带的信息,分析了种间的蛋白相似度,并进行了聚类分析。供试材料分为两类:Ⅰ类为白菜型油菜、甘蓝与甘蓝型油菜;Ⅱ类为黑芥、芥菜型油菜和埃塞俄比亚芥。     

油菜远缘杂交的遗传育种研究：Ⅲ.甘蓝型油菜与芸薹属植物远缘杂交亲和性

为了转育芸薹属植物核、质基因组编码的有利性状到甘蓝型油菜中，用６个甘蓝型油菜品种作父本，与Ａ、ＡＢ、Ｂｃ和Ｃ细胞群１４个品种及４份新疆野生油菜杂交，研究远缘杂交亲和性。结果表明杂交亲和性以甘蓝型油菜作父本与ＡＢ细胞群杂交最强，亲利指数平均达３．２７，与Ｃ细胞群和新疆野油菜最弱，亲和指数分别为０和０．０１杂交亲本尤其是母本品种对杂交亲和性有明显影响。杂交不亲和的原因有三：不结角、不受精和胚败育。还对克服油菜远缘杂交不亲和的方法进行了讨论。     

花生属种间杂种及其早期多倍体世代生理特性变化研究

为了研究花生属异源多倍体进化过程中的生理特性遗传变化规律,以花生区组栽野种间杂种F1、早期多倍体世代(S0~S3)及其亲本为材料,分析植株叶片中的脯氨酸、丙二醛、可溶性糖和叶绿素含量以及过氧化物酶活性等抗病抗逆相关生理生化指标的变化特征。结果表明,杂种F1代各项生理指标都高于亲本,表现出明显的杂种优势;染色体加倍后的S0~S1代植株叶片中的POD活性、脯氨酸含量和叶绿素含量均高于F1代,S1~S3代各项生理指标伴随着自交代数的增加而逐渐降低,但仍高于母本栽培种,说明染色体加倍后的多倍体植株可能具有更强的抗病、抗旱等抗逆和环境适应能力。     

芸薹属油菜种质资源抗(耐)菌核病、病毒病的鉴定

芸薹属油菜种质资源抗(耐)菌核病、病毒病的鉴定结果表明:1.抗菌核病的基因主要存在于B和C染色体组,抗芜菁花叶病毒(TuMV)的基因主要存在于C染色体组。2,农艺性状与抗菌核病性存在相关;B.campestris有效分枝点高度、B.carinata的株高、有效分枝点高度与抗性指标RRA分别呈显著和极显著正相关,B.juncea二次有效分枝数与RRA呈显著负相关,B.napus的上述性状与RRA相关不显著。3.油菜单株产籽量和产油量随病情加重而下降,达显著或极显著程度。     

芸薹属植物未成熟小孢子培养技术的研究和应用

从供体植株状态、取样、分离和培养方法、胚状体发生和小植株形成、再生植株性状表现等方面研究芸薹属植物未成熟小孢子培养技术。这一技术与诱变、基因转化、原生质体融合、性状遗传研究、育种方法结合，广泛应用于遗传和育种实践中。     

野牡丹属植物遗传多样性研究进展

从形态学、细胞学和DNA水平对野牡丹属资源遗传多样性的研究进行了综述,并针对野牡丹属植物遗传多样性研究中存在的问题提出了建议与展望,旨在为推动野牡丹属种质资源收集、保存、合理利用和开发提供参考。     

外源钙对盐胁迫下芸薹属植物幼苗的生理效应

本文研究了外源钙对盐胁迫下“禹氏三角关系” 中3个芸薹属多倍体物种（Brassica. carinata、B.juncea 和B. napus）和3个祖先二倍体物种（B. nigra、B. oleracea 和B. rapa）幼苗中叶绿素含量、MDA、SOD、 POD 和CAT活性的影响。结果表明,盐胁迫7 d后,加入外源钙,与对照相比,可显著提高叶绿素含量,降低MDA含量,提高SOD、POD及CAT的活性,表明外源钙可明显降低芸薹属植物的盐胁迫效应。此外,在盐胁迫下,使用外源钙后产生的各生理效应差异主要受物种本身的影响,然后是钙处理,而物种-钙处理间的交互作用则很小。通过各物种间生理指标的比较分析后发现,多倍体复合种的耐盐性比其祖先二倍体亲本强,但在对钙的敏感程度及作用效果上,则是后者强于前者。