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。     

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。     

芝麻菜属与芸薹属属间远缘杂交研究进展

芝麻菜具有抗旱、抗病、耐瘠等特性，是优异的油料作物资源。针对芝麻菜的利用现状，从芝麻菜属与芸薹属属间远缘杂交以及杂交不亲和性研究等方面，综述有关研究进展。     

诸葛菜与芸薹属属间杂交亲和性研究

诸葛菜与芸薹属属间杂交存在高度的不亲和,很难得到杂种。芸薹属植物的不同种、同一种不同品种与 诸葛菜亲和力不同。F1 种子的产生不仅与亲本的基因型有关,而且与杂交的组配方式有关。以芸薹属做母本的杂 交亲和性高于以诸葛菜做母本的组合的杂交亲和性。授粉子房离体培养能够提高属间杂交种产生的频率。F1 植 株的形态大多数偏向母本。     

芸薹属作物原生质体融合及基因转移

用于芸薹属作物原生质体融合的主要方法有PEG诱导融合法和电场诱导融合法，融合方式有对称融合与非对称融合。已在芸薹属种内、种间、属间及族间通过体细胞杂交实现了胞质基因组的转移，改良或创造了细胞质雄性不育系。从远缘物种中转移了一些有用的外源基因到芸薹属作物中，如抗性基因、品质性状基因及控制其它一些重要农艺性状的基因。讨论了体细胞杂种鉴定技术及原生质体融合技术应用于芸薹属作物改良的前景和局限性。     

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。     

甘蔗属起源及其与近缘属进化关系研究进展

阐述了甘蔗起源、进化、分子遗传学在甘蔗与其近缘属的进化关系研究上的应用,回答了甘蔗的起源中心、甘蔗属及其近缘属之间的进化关系,以及当前如何利用细胞学手段和分子标记技术,从微观分子的角度来研究和分析其遗传多样性、生活史进化等生态和进化问题,最后对其发展前景进行了简要的探讨。     

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。     

甘蓝型油菜与Brassica maurorum的异源六倍体后代及BC2细胞学分析

将甘蓝型油菜品种中油821（2n=38, AACC）与芸薹属野生资源Brassica maurorum（2n=16, MM）的三倍体杂种进行染色体加倍,得到异源六倍体（2n=54, AACCMM）。该多倍体雄性高度不育,雌性育性极低。在其花粉母细胞的减数分裂终变期,染色体平均配对构型为1.17Ⅰ+20.71Ⅱ+0.56Ⅲ+2.25Ⅳ+0.08Ⅴ+0.06Ⅵ。用甘蓝型油菜与该多倍体连续回交2次,均需借助幼胚培养才得到后代植株,BC1、BC2植株均雄性不育,雌性育性很低。BC2植株的形态特征接近甘蓝型油菜,但各植株形态有明显差异。基因组原位杂交分析表明,BC2植株含有2~5条M基因组的染色体,甘蓝型油菜染色体多配对形成二价体,附加的染色体多以单价体形式存在,或与甘蓝型油菜染色体发生联会配对。     

对甘蓝与大白菜种间杂交合成的甘蓝型油菜的研究

通过甘蓝与大白菜种间杂交获得了５０个甘蓝型油菜杂交组合。田间抗性鉴定结果：１７个组合抗寒、３８个组合耐热、４个组合抗病毒病、４２个组合抗霜霉病、３９个组合避开了菌核病。合成组合中正常可育的组合２４个,这些品系的自交不亲和性、生物学特性及抗逆性都与的它们的双亲尤其是母本甘蓝相似。正常可育的品系中１９个自交不亲和,与胞质不育则度的３个合成品系中没有找到恢复基因,但它们是理想保持系,其后代不育性彻底而稳     

甘蓝型油菜和甘蓝CRISPR/Cas9编辑效果的快速检测

CRISPR/Cas9系统是目前最常用的基因组定点编辑工具,通过瞬时表达试验提前验证Cas9/sgRNA载体诱导的突变效率,可以提高基因组定点编辑成功的几率,且显著节省费用及时间。本研究开发了一种利用农杆菌介导的操作简单、适用性好、成本低廉的叶片瞬时表达技术,可用于快速检测甘蓝型油菜和甘蓝中CRISPR/Cas9的编辑效果。针对甘蓝型油菜BnaC.WRKY11.a设计了2个靶位点Tgt1（Target 1）和Tgt2（Target 2）,并构建了Cas9/sgRNA-Tgt1/2多重突变载体,在甘蓝型油菜叶片中瞬时表达后,2个靶位点都出现突变,突变效率达11.2%～82.2%。针对甘蓝BolPDS3基因设计了1个靶位点Tgt3（Target3）,并构建了Cas9/sgRNA-Tgt3敲除载体,在甘蓝叶片瞬时表达后,Tgt3发生了突变,且大部分为碱基缺失突变,缺失的数目为1～18bp不等,同时还存在少量碱基插入以及碱基替换等突变类型。结果表明这种甘蓝型油菜和甘蓝的叶片瞬时表达技术操作简单、适用性好、成本低廉,CRISPR/Cas9的编辑效果快速易检测。     

芥蓝产量性状QTL定位

芥蓝的丰产性状是育种的重要目标性状,由于控制芥蓝的产量性状均为数量性状,常规育种进展缓慢,基因定位及分子标记辅助育种可提高选择效率。本研究利用2个产量差异大的芥蓝自交不亲和系冬强♀（产量高）与Lb07M（产量低）为亲本,构建F2分离群体,F2自交获得F2 ∶ 3家系,对产量性状进行了QTL定位分析。对F2 ∶ 3家系中单株重、单薹重、株高、薹高、叶长、叶宽、薹粗进行了调查,利用已构建首张芥蓝变种内的SSR和SRAP遗传图谱,结合田间性状调查数据,用QTLNetwork2.0软件通过混合线性复合区间作图法（MCIM）对7个产量性状进行了QTL分析。在10个连锁群中共定位了8个QTL位点,其中控制单薹重、单株重、株高、叶宽的QTL各1个,分别解释表型变异的18.4％,17.8％,19.1％,15.1％;控制主薹高和叶长的QTL各为2个,共解释表型变异的23.8％、22.1％。芥蓝产量性状的QTL定位结果可为分子标记辅助选择高产品种提供参考。     

闽东南沿海中部地区青花菜田间害虫发生动态及其可持续控制技术研究

青花菜是近年闽东南沿海地区发展迅速的一种出口蔬菜,但其病虫害发生过重,农残超标已严重制约了该地区青花菜的可持续发展,因此,建立并推广应用可持续病虫控制技术已势在必行。本研究以福建省惠安县青花菜生产田块为研究对象,在跟踪监测种植季节(9月份到翌年3月份)主要虫害发生动态并确立重点防治对象及其关键时期的基础上,研究了灯诱、性诱和高效低毒农药对其主要虫害的防治效果,从而建立起一套青花菜田间虫害的可持续控制技术。这一研究成果对闽东南沿海青花菜及类似十字花科蔬菜生产的可持续发展具有一定的指导意义。     

小麦 黑麦大粒1BL/1RS易位系的分子细胞学鉴定

为明确小麦 黑麦大粒衍生系14 1 2的遗传组成,综合采用细胞学、基因组原位杂交(GISH)、SCAR标记、SSR标记对该衍生系进行鉴定。黑麦基因组特异SCAR标记鉴定表明,14 1 2含有黑麦遗传物质;有丝分裂和减数分裂中期Ⅰ染色体数目为2n= 42=21Ⅱ。以黑麦基因组为探针的GISH检测表明,14 1 2含有2个黑麦染色体臂。黑麦7条染色体上的特异标记鉴定表明,只有黑麦1RS上的特异SCAR标记在14 1 2中扩增出黑麦特异条带。小麦7个部分同源群染色体长短臂上的SSR引物鉴定表明,只有1BS上的4对引物在14 1 2中未扩增出1BS的条带,其余染色体上的引物均扩增出了相应条带。由此证实小麦1BS被黑麦1RS所替代,衍生系14 1 2为1BL/1RS易位系材料。     

甘蓝型油菜-埃塞俄比亚芥种间杂交非整倍体后代的遗传

非整倍体Nj04-089为甘蓝型油菜(Brassica napus L.)与埃塞俄比亚芥(B. carinata A. Br.)种间杂交后代中获得的附加系。为分析Nj04-089的遗传特性,利用显微镜对Nj04-089自交后代的根尖细胞染色体进行计数、对花粉母细胞染色体分裂行为进行观察,并采用PCR、GISH和Southern杂交等技术对Nj04-089的2个连续自交后代的附加染色体进行了遗传分析。结果显示：这两个连续自交世代根尖细胞染色体数2n=37～51条;花粉母细胞减数分裂的中期染色体构型分别为(0-4)Ⅰ+ (16-23)Ⅱ+ (0-2)Ⅲ 和 (0-8)Ⅰ+ (14-24)Ⅱ+ (0-4)Ⅲ + (0-1)Ⅳ,且观察到染色体桥、染色体落后、分裂周期不同步等异常行为。PCR、GISH和Southern杂交结果表明在该非整倍体后代中未检测到芸薹属B组染色体或大的片段,推测非整倍体附加的染色体并非整条或大片段B组染色体。       

芥蓝与菘蓝族间原生质体融合及杂种愈伤分析

运用聚乙烯乙二醇（PEG）和二甲基亚砜（DMSO）共同诱导融合的方法,成功获得芥蓝与菘蓝原生质体融合的再生愈伤。利用9对SRAP随机引物对亲本和再生愈伤DNA进行扩增以鉴别再生愈伤的基因组成,结果表明：在再生愈伤的DNA条带中,与供体菘蓝相同的带占93.07％～94.16％,与受体芥蓝相同的条带占70.24％～75.78％,并有少量新增带和缺失带出现,再生愈伤的DNA带型为双亲的叠加,为真正的族间杂种愈伤。类平均法（UPGMA）聚类分析表明,5个杂种愈伤明显聚在一起,其遗传组成十分相似,与菘蓝的遗传关系较近,而与芥蓝的遗传关系稍远。     

小麦-黑麦抗条锈病1BL/ 1RS易位系8-2-1的鉴定

利用农艺性状优良的普通小麦品系W770B(2n=6x=42,AABBDD)与墨西哥黑麦(Secale cereale L. 2n=2x=14,RR)杂交,秋水仙素处理染色体加倍,再经过多次与W770B回交,筛选出若干性状优良的衍生系。在大田用抖粉法人工接种条锈病混合菌种(CYR31,CYR32)对衍生系进行多次鉴定,筛选出对条锈病混合菌种(CYR31,CYR32)高抗的衍生系8-2-1。为了明确小麦新种质8-2-1的遗传基础,为该种质的应用提供参考,采用细胞学、原位杂交(genomic in situ hybridization,GISH)、分子标记(SCAR,SSR)、SDS-PAGE、近红外谷物分析仪和农艺性状调查对其进行鉴定分析。细胞学鉴定结果表明,8-2-1具有42条染色体(2n=42=21II);以黑麦DNA为探针的原位杂交(GISH)鉴定结果表明,8-2-1具有黑麦染色体信号;黑麦特异SCAR标记和1RS上的SCAR标记能够同时在黑麦和8-2-1中扩增出特异条带;小麦各个基因组SSR分子标记鉴定结果表明,只有小麦1BS上的SSR标记不能在8-2-1中扩增出目的条带,表明8-2-1为小麦-黑麦1BL/1RS易位系。SDS-PAGE 结果表明,8-2-1亚基组成为Null、7+8、2+12,与W770B(Null,7+16,2+12)在Glu-B1位点编码的HMW-GS存在差异。8-2-1粗蛋白含量（干基）、面筋含量（湿基）达到中筋小麦标准;Zeleny沉降值符合弱筋小麦标准。农艺性状调查发现,8-2-1具有早熟、大穗、大粒等优点。因此,8-2-1可为培育高产、抗病和优质小麦新品种提供重要的中间材料。