萝卜与芸薹属物种间的远缘杂交研究进展

萝卜是十字花科植物中与芸薹属亲缘关系最近的物种,是芸薹属植物遗传改良的宝贵种质资源,可提供细胞质雄性不育基因、恢复基因、自交不亲和基因以及多种抗逆基因。笔者概述了近1个世纪以来萝卜与芸薹属物种间远缘杂交的研究进展,包括萝卜属与芸薹属植物的亲缘关系、杂交不亲和性机理、改良杂交效率的技术和手段、萝卜优异基因在近缘种中的应用、新型遗传材料的创制及人工合成新物种,并对萝卜属与芸薹属远缘杂交育种的前景进行了展望。     

萝卜与芸薹属远缘杂交不亲和性克服及DNA甲基化的研究进展

通过远缘杂交可以获得种内杂交难以得到的变异类型,创造许多新的种质资源,为品种改良提供原材料。从20世纪20年代开始,人们就已经开展了萝卜属与芸薹属植物远缘杂交的研究,并有不少属间杂交成功的报道。本文综述了当前萝卜与芸薹属属间不亲和性的机制,总结了不亲和性的克服方法,并概括了不同属间远缘杂种的育性和DNA甲基化的研究进展,以期为今后萝卜与芸薹属蔬菜品种的遗传育种工作提供参考。     

芸薹属植物的远缘杂交

芸薹属(Brassica)植物是一个种类繁多、用途广泛的物种。由于长期的人工选择和品种间杂交选择,用于栽培种品种选育的亲本资源日渐狭窄。以有性杂交、原生质体融合为基础的远缘杂交是解决芸薹属中栽培种基因资源亏乏的重要手段。通过远缘杂交可以将新的优良特异基因从异种或异属植物中导入到目标栽培种中,提高栽培种的品质、产量及抗逆性,创造新的蔬菜类型。转移萝卜的不育性基因、高效利用杂种优势是芸薹属远缘杂交成功的典型例证。种、属间远缘杂交尤其属以上的杂交不亲和,可通过混合、多次重复授粉、化学药剂处理、幼胚拯救等提高结实性。染色体加倍、回交法、延长培育世代等可克服远缘杂种不育性。本文综述了芸薹属植物远缘杂交中存在的问题及克服方法,预测了未来芸薹属植物远缘杂交育种的发展方向。     

十字花科植物HSP22基因同源序列的克隆与进化分析

采用PCR克隆技术,根据已报道的拟南芥的AtHSP22基因全长及其他物种同源序列设计特异引物,在十字花科植物大白菜、普通白菜、芥菜型油菜、甘蓝型油菜、花椰菜、芥菜、荠菜、萝卜3个属10个物种中成功克隆得到耐热相关基因HSP22的同源序列10条。序列比对分析表明:这些同源序列的相似性达89.3%以上,所推导的氨基酸序列相似性达92.1%以上。由进化树可直观地看出,芸薹属与荠属亲缘关系最近,首先聚为一类;其次与萝卜属、拟南芥属聚为一类。由氨基酸序列预测的高级结构存在明显差异,且无规则卷曲最多,α-螺旋均在30%以上,因而属于α结构蛋白。     

几种十字花科蔬菜的同功酶研究

本文采用聚丙烯酰胺凝胶电泳对芸苔属的白菜,芥菜及萝卜属的不同萝卜品种的过氧化物酶同功酶及酯酶同功酶进行了研究。白菜与萝卜,芥菜与萝卜不同属间的过氧化物酶同功酶及酯酶同功酶酶谱中有相似的酶带。但同一属内白菜与芥菜,或者同一属内不同萝卜品种间相似的酶带更多。供试验的七个萝卜品种的酯酶同功酶酶带有5—9条。试将所观察的萝卜不同品种的酯酶酶谱中的酶带,归纳为四种类型。根据所获得的同功酶酶谱,可以帮助进一步分析芸苔属及萝卜属的遗传多型性、亲缘关系及其品种地理群分布。     

芸薹属植物器官离体再生影响因素研究进展

组织培养技术对于芸薹属植物育种材料的保存与繁殖以及遗传改良有着十分重要的意义。自20世纪70年代开始以来,芸薹属植物组织培养研究取得了长足的进展。就基因型、外植体、接种方法和培养基等影响芸薹属植物器官离体再生因素的研究进展进行了综述。     

芸薹属植物器官离体再生影响因素研究进展

组织培养技术对于芸薹属植物育种材料的保存与繁殖以及遗传改良有着十分重要的意义。自20世纪70年代开始以来。芸薹属植物组织培养研究取得了长足的进展。就基因型、外植体、接种方法和培养基等影响芸薹属植物器官离体再生因素的研究进展进行了综述。     

芸薹属植物远缘杂交研究现状

着重论述了芸薹属植物远缘杂交不亲和机理及克服不亲和的方法 ,并提出了几个问题与展望     

普通小麦遗传改良的潜在价值

详尽探讨了普通小麦遗传改良的潜在价值,认为普通小麦遗传改良的研究方向应该是通过物种间远缘杂交和染色体组多倍化创造新物种,促进麦类植物的物种升级,由此挖掘其更大的产量潜力,同时提出了普通小麦遗传改良的技术思路。     

植物远缘杂交和多倍体化中的表观遗传变异

植物不同种间乃至属间的天然远缘杂交是经常发生的事件，是新种形成的重要方式，也是人工培育作物新品种的有效手段。但关于杂交导致新种形成的过程和机制一直不清楚。近年来的研究表明，植物发生远缘杂交以及此后的多倍体化过程可以产生大量的、不能用经典遗传规律解释的可遗传变异，其中大部分变异是表观遗传变异（epigenetic variation）。已经发现的杂交及多倍体化诱导产生的表观遗传变异主要是编码基因和转座子DNA甲基化水平和模式的改变，但可以推测与之相关的组蛋白修饰和染色质结构也可能发生变化。目前对此类表观遗传变异的分子机理尚缺乏研究，进一步对植物远缘杂交和多倍体化诱导产生后的表观遗传变异的深入研究将有助于理解这类变异的进化意义及其在作物改良中的更有效的利用。