花椰菜—黑芥体细胞杂交获得抗黑腐病异附加系新材料

 以花椰菜—黑芥体细胞杂种的自交及回交后代为材料,建立了结合抗病性人工接种鉴定,流式细胞仪DNA含量分析,B基因组特异分子标记和染色体原位杂交的大规模群体分析技术,在50份高代自交及回交材料中筛选获得了20份形态学特征偏向花椰菜,30份呈花椰菜—黑芥中间类型的材料。细胞DNA含量检测（FLC）及染色体计数结果表明,偏花椰菜的类型,DNA含量基本在2.24 pg · cell^-1以下,染色体数在28条以下。经连续3年黑腐病病菌人工接种鉴定,获得高抗株系12个,抗性株系17个,占全部受试材料的14%。对其中3个（PFCN29 BC3-3-5、PFCN16-1 S2BC3-107和PFCN14-1 S1BC4-123）形态偏花椰菜且高抗黑腐病的植株进行基因组原位杂交,结果显示其分别为花椰菜染色体组附加了2、7和8条黑芥染色体的异附加系材料。这些植株可以用于后续的研究和作为育种桥梁材料,进一步获得黑腐病抗性的单体附加系或渐渗系。本研究表明通过体细胞杂交转育野生优异抗性资源,创新甘蓝类蔬菜育种种质的可行性。     

花椰菜—黑芥体细胞杂种的性状演变和对黑腐病抗性的转育

以对黑腐病(Black rot)感病的花椰菜(Brassica oleracea L.var.botrytis L.,2n=18,CC)‘Korso’和抗病的黑芥(B.nigra,black mustard,2n=16,BB)‘G1/1’的体细胞杂种(简称PFCN,protoplast fusion of cauliflower and Brassica nigra)高代自交及回交后代为材料,根据表型特征将其分为4大类:性状介于花椰菜和黑芥之间的中间型材料(M)、向花椰菜过渡的过渡型(M-K)、偏花椰菜型(-K)和花椰菜型(K)。连续5年的黑腐病人工接种鉴定结果显示:‘Korso’的病情指数在44~57之间,表现为耐病到感病;‘G1/1’在12~32之间,表现为抗病,从M、M-K、-K至K型,杂种后代病情指数总体上呈逐渐升高的趋势,其中M型和M-K型材料表现为高抗至抗病,-K型材料表现为抗病至耐病,K型材料表现为耐病。对2014年的15份典型-K至K型材料进行了形态演变及黑腐病抗性变化追溯:总体上,偏花椰菜的形态转变发生在S1BC4、S5、S1BC3和BC3(S为自交,BC为回交)世代中,伴随着形态的转变,黑腐病病情指数急剧升高;同一年中来源相同或者相近的株系病情指数相差不多。2015年进一步对2014年25个单株的自交后代进行黑腐病抗病性跟踪鉴定:整体上病情指数呈下降趋势,仅少数株系表现上升;来源相同的衍生株系变化趋势几乎一致,且差异不大,说明这些材料系内对黑腐病抗病性逐年趋于稳定。目前获得了6份相对于受体亲本‘Korso’表现出了对黑腐病抗性显著提高的材料:PFCN14-15-4.1、PFCN14-15-5.1、PFCN14-29-1.1和PFCN14-29-1.2,连续3年病情指数呈下降趋势,并最终稳定在30左右;PFCN14-14-1.1和PFCN14-14-1.2则连续6年保持在20~38之间。     

四倍体黑芥的获得与鉴定

以黑芥为材料进行了同源多倍体的诱导和鉴定研究。结果表明,用0.1%秋水仙素药液处理黑芥籽苗生长点24 ~ 72 h均可诱导获得多倍体植株,其中处理48 h的诱导效果最好,四倍体株率达73.33%。四倍体黑芥长势良好,叶片和花变大,叶柄变短,叶色和花色变深,开花期较二倍体晚2 ~ 3 d。四倍体黑芥能正常开花散粉,但结籽率较低,仅为13.83%。     

胡萝卜回交渐渗系表型遗传变异研究

以野生胡萝卜品种松滋野生(Ws)和欧洲橘色栽培品种Amsterdam(Af)为亲本构建的223个回交渐渗系为试材,深入分析Ws染色体片段在回交渐渗系后代中的遗传表现。通过两年对12个农艺性状的调查,结果表明,叶片质量、根质量、根肩宽、根中宽、根尖宽、绿肩、干物质含量、单株质量、叶片质量/根质量、根中宽/根长在两年间呈极显著差异,2014年和2015年前4个主成分累积贡献率分别达到80.36%和83.28%。相关性分析结果表明,根质量和单株质量均与其他性状呈极显著或显著相关;而干物质含量除了与叶片质量/根质量呈极显著正相关外,与根质量、根肩宽、根中宽、根尖宽、单株质量、根中宽/根长均呈极显著或显著负相关。基因型分析与聚类结果表明Ws染色体被随机导入了Af中。     

番茄渐渗系群体及其利用研究进展

对目前已构建的番茄渐渗系（Introgression Line,IL）群体及相关研究进行了概述,包括利用IL群体对抗生物或非生物胁迫、果实品质、产量等基因或QTL的定位,利用IL群体进行QTL遗传效应及互作分析,基因或QTL精细定位、克隆、聚合、代谢组学分析等。对利用IL群体有关研究及存在的问题进行了展望。     

抗南方根结线虫黄瓜—酸黄瓜渐渗系的筛选及鉴定

 采用温室盆栽苗期人工接种鉴定技术,通过对黄瓜—酸黄瓜种间杂交后代群体进行抗南方根结线虫鉴定、形态学观测和分子生物学鉴定,筛选出抗南方根结线虫的黄瓜—酸黄瓜渐渗系ILs-10-1。抗性鉴定结果表明,渐渗系ILs-10-1对南方根结线虫的抗性表现稳定;田间农艺性状和形态学观测发现,其具有小叶、短果、棕色瘤刺、多分枝的特点,性状表现介于双亲之间;SSR分子标记分析结果表明,从302对SSR引物中筛选出的1对引物SSR18648,能够在渐渗系ILs-10-1中稳定重复地扩增出野生亲本酸黄瓜的特异DNA片段,从分子水平上证实了渐渗系ILs-10-1为野生黄瓜与栽培黄瓜发生渐渗杂交的种间杂交后代。     

利用渐渗系群体初步定位番茄苗期耐旱QTL

 利用来自耐旱野生番茄资源Solanum lycopersicoides LA2951和Solanum pennellii LA0716的渐渗系（introgression line,IL）群体,对野生种可能存在的苗期耐旱位点进行了初步定位。从LA2951群体定位了qDT-l-3、qDT-l-6和qDT-l-12 3个QTLs,它们分别位于染色体3、6和12上;利用LA0716群体定位了qDT-p-1、qDT-p-2a、qDT-p-2b、qDT-p-3、qDT-p-4、qDT-p-5、qDT-p-8、qDT-p-9、qDT-p-10a、qDT-p-10b和qDT-p-12 11个QTLs,它们分别位于染色体1、2、3、4、5、8、9、10和12上。利用番茄高密度遗传图谱分析表明,上述2个群体位于第12染色体上的QTL可能等位,qDT-p-9可能与前人从野生种Solanum pimpinellifolium LA0722鉴定的位于第9染色体上芽期耐旱的QTL等位。     

番茄抗坏血酸相关渐渗亚系的构建及QTL初步定位

部分潘那利番茄渐渗系具有抗坏血酸(As A,又名VC)高积累特性,但渐渗片段区间偏大。本试验拟得到与As A相关的渐渗亚系,解析As A积累相关的QTL位点。构建了IL8-1与M82杂交的F2及F2:3家系遗传群体,根据生物信息学软件分析筛选分子标记用于群体的检测,最终得到4个纯合的重组单株,分别命名为48-1(5c M)、281-2(13c M)、559-1(20c M)、281-7(3c M),覆盖IL8-1(22c M)渐渗区间。对亲本及得到的重组单株进行As A含量的测定,结果显示IL8-1总As A含量显著高于M82。渐渗亚系48-1、281-2、559-1的总As A含量均显著高于M82。而亚系281-7的总As A和还原态As A含量都显著低于M82。结合分子标记检测和As A含量测定可以得出,IL8-1中与总As A相关的主效基因在标记U221657和At5g46630之间的基因组区域(5c M),与还原态As A相关的主效基因在At5g27390和At5g46630之间的基因组区域(13c M)。而在Indel-3和CT-92之间(3c M)可能存在As A的负向调控位点。     

黄瓜渐渗后代遗传变异分析及 QTL 检测

 为了探讨栽培黄瓜（Cucumis sativus L.,2n = 14）渐渗酸黄瓜（C. hystrix Chakr.,2n = 24）遗传物质后的遗传变异情况,以12 个黄瓜-酸黄瓜渐渗系及其受体亲本栽培黄瓜‘北京截头’为试验材料,对表现酸黄瓜主要特征的生物学性状进行调查分析和相关QTL 检测。结果表明：各渐渗系的变异系数介于6.17% ~ 46.26%,平均为20.81%,在多数性状上与受体亲本差异极显著,表现出酸黄瓜的遗传特性。通过t 测验,以P ≤ 0.001 为阈值,在10 个性状上共检测到87 个QTL,平均每个性状9.67 个QTL,每个渐渗系7.25 个QTL,每个导入DNA 片段0.8 个QTL。上述结果证明控制相关性状的野生酸黄瓜遗传物质已渐渗进入栽培黄瓜,且使其遗传基础有所扩大。     

野生番茄单片段渐渗系的创建及应用

 野生种质的自然变异是植物育种和品种改良的重要遗传资源, 标记辅助单片段渐渗系的构建为野生资源优良等位基因的有效利用提供了新的工具。本文综述了野生番茄单片段渐渗系的创建及其在基因精细定位、QTL遗传效应分析以及图位克隆中的应用。     

大白菜回交导入系群体构建及其遗传分析

 利用大白菜栽培品种的DH系Z16和白菜型油菜自交系L144杂交的F1获得包括119个株系的DH群体。用相同亲本的F₁与Z16进行独立回交, 利用25个独立回交的BC₂分别得到这些株系的DH系,选择每个BC₂的4~6个DH系构建121个株系的BIL群体。进一步利用SSR和SRAP标记构建了DH群体遗传图谱, 由10个连锁群组成, 包括245个分子标记, 总长度714 cM, 平均遗传图距2.9 cM。再以此图谱为参照, 用锚定在染色体上的97个SSR标记研究供体亲本L144的染色体片段在B IL群体中覆盖基因组比率。在BIL群体中来源于L144的基因组片段占0.84% ~35.00% , 平均为11.31% , 接近理论遗传预期值12.50%。在25个BC₂的BIL株系中供体亲本L144等位位点占1.69% ～27.36% , 平均为11.03%。     

萝卜胞质结球芥和长柄芥雄性不育系的选育

以新萝卜胞质雄性不育大白菜为不育源,育成了结球芥及长柄芥雄性不育系。这些芥菜不育系的植株和花器官生长正常,表现100% 的雄性不育,且育性稳定;所配制的杂交组合杂种优势明显,杂交种制种产量正常。     

花椰菜叶绿素荧光参数与耐寒性的关系研究

以7个不同基因型花椰菜品种为材料,研究了低温胁迫对不同熟性和相同熟性花椰菜生长指标、冻害指数和叶绿素荧光参数的影响,以及相同熟性花椰菜冻害前后叶绿素荧光参数的变化,分析了花椰菜生长、耐寒性和叶绿素荧光参数的相关性。结果表明：低温胁迫下,冻害指数和叶绿素荧光参数中的初始荧光（Fo）仅在不同熟性的品种间具有显著差异,花球质量、植株营养体质量以及叶绿素相对含量（SPAD）和叶绿素荧光参数中的原初光能转化效率（Fv/Fm）在不同熟性和相同熟性的品种间均具有显著差异。相同熟性品种间在冻害前后Fv/Fm值均有显著差异。对不同基因型的生长指标、冻害指数和叶绿素荧光参数间的相关分析表明,直接反映花椰菜耐寒性的冻害指数与SPAD值和叶绿素荧光参数Fv/Fm值均显著负相关;间接反映花椰菜耐寒性的生长指标花球质量和营养体质量与叶绿素荧光参数Fv/Fm值显著正相关,而生长指标与SPAD值仅在不同熟性花椰菜间显著正相关。光化学转化效率与花椰菜的耐寒性紧密相关,叶绿素荧光参数Fv/Fm值可能为不同基因型间花椰菜耐寒性的鉴定指标。     

基于复合EST-SSR 标记的大白菜种子纯度 鉴定及SNP 位点获取

以10 份大白菜杂交种及其亲本为研究对象,基于NCBI 基因组数据库中EST 序列信息,应
用SSR 标记及高分辨 率溶解曲线技术筛选出用于大白菜杂交种纯度鉴 定的SNP 位点及复合 SSR 位 点,并
根据 高通量分子检测技术 种子纯度鉴定的需要 ,对单粒种子育苗条件、单株植株提取 状态、快速DNA
提取方法、复合PCR 体系的建立等关键 技术进行了摸索及优化。结果显示：经过48 h 破壳状态的单粒
种子,采用改良CTAB 法可于3 h 内得到较高质量的DNA;同时经7 d 达到苗期状态的单株叶片,采用
chexe-100 法亦可于40 min 内完成DNA 提取;筛选得到的SNP 位点可对6 份大白菜杂交种进行纯度鉴定,
复合SSR 位点可对10 份大白菜杂交种进行纯度鉴定。     

芥菜种质资源遗传多样性和亲缘关系的SRAP 分析

利用SRAP 标记对111 份芥菜种质的遗传多样性进行了分析,并记载了其形态特征。从300 对SRAP 引物中筛选出21
对多态性明显、条带清晰、反应稳定的引物组合,共扩增出150 条条带,其中106 条为多态性条带,多态性比率为70.67%。
SRAP 聚类分析结果表明,111 份芥菜材料的遗传相似系数在0.38～0.89 之间,分为5 大类和若干亚类。对芥菜的叶片性状及根、
茎、叶、薹的发育状况等农艺性状进行调查分析,结果表明111 份芥菜材料的遗传相似系数在0.39～1.00 之间,分为4 大类和
若干亚类。这两种方法的聚类结果基本一致,表明SRAP 标记可以应用于芥菜种质资源遗传多样性和亲缘关系研究。     

铜处理对大白菜芝麻状斑点病发生及总酚含量的影响

选择感病品系03B9 与抗病品系C24 为试材,在水培条件下,研究不同铜浓度处理对大白菜芝麻状斑点病发生、总
酚含量及多酚氧化酶活性的影响。结果表明：随着铜处理浓度的升高,两品系芝麻状斑点病的斑点数明显增加,03B9 芝麻
状斑点病发生程度明显高于C24。铜处理期间C24 总酚含量、PPO 活性较03B9 平均高出25.6% 和77.0%。试验结果初步表
明,水培条件下铜胁迫促进了大白菜芝麻状斑点病的发生,铜浓度与芝麻状斑点病发生程度有关,同时影响了叶柄总酚含量
及PPO 活性。