我国不结球白菜育种现状及展望

对近年来我国不结球白菜晚抽薹育种、耐热育种、耐寒育种、抗病抗虫育种、细胞质雄性不育系的利用、组织培养、分子图谱和遗传多样性等领域的研究进展进行了回顾,对今后的不结球白菜育种工作提出了建议。     

不结球白菜ISSR反应条件的优化

本文通过单因素试验确定了Taq DNA聚合酶、dNTP、引物和Mg2 4种因素在不结球白菜ISSR反应体系中的适宜浓度范围,并在此基础上利用正交试验设计,从4种因素3个水平对不结球白菜ISSR反应体系进行了优化,确立了适合不结球白菜的ISSR反应体系,并在10个不结球白菜品种中进行了验证.在20 μL反应体系中,含Taq DNA聚合酶1 U、dNTP 0.25 mmol/L、引物0.25 μmol/L、1×PCR buffer、Mg2 2.5 mmol/L、模板DNA 30 ng.通过梯度PCR测验和总循环次数梯度处理试验,确定了适宜的退火温度和总循环数.这一体系的建立为今后利用ISSR技术进行不结球白菜种质资源分类、遗传图谱构建和基因定位奠定了技术基础.     

不结球白菜游离小孢子培养成胚影响因素的研究

以17个不同基因型的不结球白菜为供试材料,对影响小孢子胚胎发生频率的若干因素进行了研究。结果表明:在秋冬季日光温室内,供试植株主花序第一朵花开后第7~14天取样,即初花期是最佳取样时期;不同基因型间小孢子胚胎发生能力差异很大,在接种的17个基因型中,有12个诱导出胚,诱导成功率71%;其中102号产胚量最高,达到32.78个/蕾;在已产胚材料中,产胚量最高的基因型是产胚量最低的基因型的546倍;较易抽薹型材料的产胚能力大于易抽薹型和不易抽薹型。以B5有机成分代替NLN有机成分,能够提高产胚量,尤其是对难成胚基因型的小孢子胚胎发生有较好的促进作用,甘露醇对小孢子分裂无促进作用。     

叶面喷施氨基酸对不结球白菜生长和品质的影响

收获前,叶面喷施氨基酸(甘氨酸、异亮氨酸和脯氨酸)对不结球白菜生长及品质的研究表明,不结球白菜的生长基本不受氨基酸的影响,仅甘氨酸和异亮氨酸混合可显著增加植株产量.除三种氨基酸混合降低不结球白菜体内硝酸盐含量,叶面喷施氨基酸明显增加叶片及叶柄硝酸盐含量;叶片可溶性蛋白质含量各处理之间差异不大;游离氨基酸含量增加达65.82%～84.81%;而可溶性糖含量明显减少.叶片硝酸还原酶活性降低,全氮含量增加.     

高温和淹水胁迫对不结球白菜纤维素相关酶活性的影响

以2个对高温及淹水具不同耐性的不结球白菜品种‘黑油冬’、‘苏州青’为材料,设置24℃、35℃、40℃3个温度梯度,每个温度下设置淹水和不淹水2个处理,研究高温和淹水胁迫对不结球白菜纤维素合成相关酶活性的影响。结果表明,在高温胁迫下,‘黑油冬’、‘苏州青’的CesA、SS、KOR酶活性呈先上升后下降的变化趋势,而CE酶活性的变化趋势与此相反。在高温和淹水共同胁迫下,‘黑油冬’、‘苏州青’的纤维素合成相关酶活性变化趋势与单一高温胁迫相似,只是受影响的程度大于单一高温胁迫。此外,无论是高温胁迫,还是高温和淹水共同胁迫,‘黑油冬’体内CesA、SS、KOR活性上升的幅度大于‘苏州青’,而下降的幅度却小于‘苏州青’;‘黑油冬’的CE活性上升的幅度小于‘苏州青’,而下降的幅度却大于‘苏州青’。     

不结球白菜小孢子胚成苗及倍性变异研究

以不结球白菜小孢子胚为外植体,对胚发育成苗过程中基本培养基、激素配比、基因型及生根条件进行了研究,并对再生植株的染色体倍性进行了鉴定。研究表明：适于小孢子胚芽分化的培养基为B5＋GA30.1 mg/L＋蔗糖3%＋琼脂1.2%,在此培养基上6号、14号、31号的子叶型胚状体的出芽率分别为53.33%,85.24%,75.55%,平均出芽数分别为5.66,3.83,3.28个;为了诱导获得健壮新根,提高植株再生率,最适宜的生根培养基为MS＋IBA 0.1 mg/L＋蔗糖3%＋琼脂0.6%,生根率达100%,平均根数9.70条。对133株再生植株进行了染色体倍性鉴定,结果发现不结球白菜自然加倍率很高,且倍性变异情况比较复杂,其中四倍体植株所占比例最高,达到56.39%,二倍体植株占39.10%,三倍体植株占3.01%,而单倍体植株仅占1.50%。     

不结球白菜SRAP反应体系的建立与优化

以菜薹基因组DNA为模板,通过正交试验设计,从Mg2+、Taq酶、dNTPs、引物及模板5种因素4个水平对不结球白菜SRAP反应体系进行优化,建立了适合不结球白菜的SRAP-PCR优化反应体系.利用该优化体系,选用30对芸薹属SRAP引物,对5份不结球白菜的基因组进行扩增,筛选出7对具有2条以上特异扩增条带的SRAP引物,验证了该优化体系的稳定性.     

不结球白菜侵染霜霉病后的生理生化响应

为了探讨不结球白菜侵染霜霉病后的生理生化变化,以不结球白菜高抗材料605和易感材料250为试材,于三叶一心时期进行人工接种,研究接种0、24、48、72、120 h后,不结球白菜在病害胁迫下的生理生化响应。结果发现,SOD活性呈现上升-下降-再次上升的趋势,POD和CAT活性的趋势变化先上升,在接种48 h出现大幅度降低。MDA和可溶性糖含量在病菌的胁迫下均出现了两个峰值,分别在24和72 h。叶绿素含量在接种后的48 h最高,随着接种时间的延长逐渐降低。病害胁迫下两种材料的Pn和Gs均呈现下降的趋势。Ci在48 h达到最低值,72 h后迅速上升,之后缓慢下降,Pn在72 h前变化幅度不大,之后急剧上升,Tr则呈现不断上升的趋势。结果表明,POD在48 h时抗感材料酶活性变化显著,CAT在24 h有显著变化,MDA和可溶性糖含量在72 h抗感材料差异显著,这些指标均可作为评价抗感霜霉病的生理指标。不结球白菜霜霉病侵染后叶片的蒸腾速率变大,叶片迅速失水,气孔导度变差,从而影响了气孔运输二氧化碳,净光合速率下降。     

EMS诱变对不结球白菜愈伤效果及其抗热性的影响

以四倍体不结球白菜种子为材料,研究两种激素(NAA、6-BA)浓度配比对不结球白菜愈伤组织诱导和植株再生能力的影响,而后研究不同浓度(0.4%、0.6%、0.8%)EMS诱变剂和不同处理时间(2 h、4 h、6 h)对不结球白菜愈伤组织存活率的影响。结果表明,7 d苗龄的子叶诱导愈伤组织效果最好,以4.0 mg/L 6-BA和0.2 mg/L NAA组合有利于愈伤组织的形成;以3.0 mg/L 6-BA和0.4 mg/L NAA诱导不定芽的效果最佳;EMS对不结球白菜愈伤组织最佳的浓度是0.6%处理4 h。诱变后检测植株的相关酶活性均有明显增加,表明EMS诱变获得植株的抗热有明显增加。     

高温胁迫对不结球白菜幼苗生长及生理指标的影响

根据多年夏季露地自然高温下的观察和36℃高温胁迫下的热害指数,筛选出了耐热品系196—3、197—5、196—8和198—9,不耐的品系197—7、196—12以及介于耐热和不耐热之间的品系197—4、197—6,并测定了这8个品系40℃高温胁迫下的膜稳定性;进一步在20℃／12℃（d／n）（ck）、32℃／20℃（d／n）、36℃／28℃（d／n）人工模拟高温胁迫条件下,测定了这8个品系的幼苗生长量、MDA、游离脯氨酸、游离氨基酸、以及总糖相对含量。结果表明：在32~C／22℃（d／n）和36℃／28℃（d／n）处理下,相对生长量、游离脯氨酸、游离氨基酸和总糖的相对含量品系间差异都极显著;相关分析表明,两温度处理条件下相对生长量与热害指数都极显著正相关,而只有32℃／22℃（d／n）处理条件下的游离脯氨酸、游离氨基酸和总糖的相对含量与耐热性存在显著的相关性,其中游离脯氨酸相对含量与耐热性呈极显著正相关（r=0．8083^＊＊）。所以高温胁迫生理指标的研究中采用32℃／22℃（d／n）处理不结球白菜幼苗比36℃／28℃处理更能体现出品种间的耐热性差异。32℃／22℃（d／n）处理条件下的游离脯氨酸、游离氨基酸和总糖的相对含量都可以用来鉴定不结球白菜的耐热性,但是以游离脯氨酸为最好。     

春化天数对大白菜、小白菜现蕾和开花的影响

采用0，15，20，25，30d5种不同春化处理天数对5份大白菜和5份小白菜抽薹和开花的影响进行了研究。结果表明，对大白菜而言，冬性强的和较强的材料（B，D，E），春化时间以20d为宜，冬性弱的材料（A，C）以15d为佳，冬性强的材料初花天数为50d左右，冬性弱的材料为37d。对小白菜而言，春化天数以15d为佳，冬性强的材料初花天数为46d，其他为38d左右。春化天数长，开花略早，但差异不显著。在试验中，小白菜除J的冬性较强外，其他各材料冬性相差不大，不易分开，这可能与小白菜现蕾和开花需一定光照有关。可见小白菜在春化天数满足条件下，光照才是影响现蕾和开花的关键因子。     

不结球白菜维生素C含量主基因+多基因遗传分析

以高维生素C含量不结球白菜自交系乌塌菜和低维生素C含量不结球白菜自交系二青杂交获得的6个世代(P₁、P₂、F₁、B₁、B₂和F₂)株系为材料, 应用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型, 对不结球白菜中维生素C含量进行遗传分析。结果显示, 不结球白菜中维生素C含量受1对加性主基因+加性-显性多基因控制, 其中2011年结果中, 主基因的加性效应为13.15, 在B₁、B₂、F₂世代中主基因的遗传率分别为54.38%、38.58%和18.69%, 多基因的遗传率分别为24.69%、36.92%和40.7%; 2013年结果中, 主基因的加性效应为6.04, 在B₁、B₂、F₂世代中主基因的遗传率分别为1.88%、6.41%和45.04%, 多基因的遗传率分别为39.67%、16.57%和16.91%。可见, 不结球白菜维生素C性状受环境影响较大, 在不结球白菜高维生素C含量品种选育过程中, 要注重环境影响, 并可以通过分子标记辅助选择, 对性状进行改良。     

不结球白菜形态性状及SSR遗传多样性关联分析

分析不结球白菜遗传多样性,筛选与形态性状相关联且具有多态性的标记位点,为不结球白菜的分子辅助育种选择、种质资源的利用和新品种选育提供依据.本研究以类型差异大、有南方特色的54份种质资源为材料,对其6个质量性状和5个数量性状进行3次田间调查,从40对引物中筛选出25对SSR引物进行遗传多样性分析,结合形态性状对54份不结...     

紫色不结球白菜花色苷合酶基因BrcANS的克隆与表达分析

以不结球白菜紫色品系NJZX1-3和其绿色突变体NJZX1-0及其后代F₂的2个株系NJZX2-1和NJZX2-2为材料,研究花色苷合酶基因在紫色不结球白菜叶片花色苷合成途径中的作用。利用同源克隆的方法,分别在NJZX1-3及NJZX1-0中克隆到花色苷合酶基因;经序列比对发现,花色苷合酶基因的核苷酸和氨基酸序列在2种材料和大白菜中完全一致,长度为1077 bp,编码358个残基,第211~307肽段具有2OG-Fe (II)双加氧酶家族基因的结构域,被命名为BrcANS。BrcANS蛋白与同科芥菜的同源性高达99%,进化关系亦与其最相近。在全部4种材料鲜叶中,总花色苷的含量(TAC)与叶片紫色程度是一致的,其中,NJZX1-3叶片中总花色苷含量最高,达到80.15±5.74 mg 100 g^–1 FW;BrcANS表达量为NJZX1-0 < NJZX2-1 < NJZX2-2< NJZX1-3,与其总花色苷含量呈正相关。BrcANS的mRNA在NJZX1-3和NJZX1-0两种材料的不同组织中特异性表达：在叶片中高度表达,而在其他组织中表达较弱;另外,在两种材料间的表达亦存在显著差异,在NJZX1-3叶片中的表达丰度显著高于NJZX1-0。随着叶龄的增大,紫色不接球白菜叶片紫色变浅,BrcANS的表达量下降,但在NJZX1-3和NJZX1-0间的表达差异亦明显减小。以上结果表明,BrcANS基因是紫色不结球白菜中花色苷合成的关键基因之一,其mRNA表达量与叶片紫色直接相关,可能在其转录水平上调控叶片中紫色的形成。     

不结球白菜品质性状与矿质营养的典型相关及逐步回归分析

选用42个不同生态型的不结球白菜品种,研究3叶片粗纤维、Vc、可溶性糖、有机酸、氨基酸、综合风味等品质性状与N,P,K,Ca,Mg,S等矿质营养元素之间的关系,旨在探讨不结球白菜品质性状与育种中利用一些简单易测的矿质元素来筛选品质指标,并通过施肥措施提高其品质的可行性。典型相关和双重筛选逐步回归分析表明:不结球白菜叶片N,K,S与品质性状的相关性均达到显著或极显著水平。品质性状与矿质元素的相关主要由品质性状的粗纤维,Vc,NO3-和矿质营养性状中的N,K,S,Mn的相关引起。N,K对品质性状起着直接的正向效应,氮的正向作用有一定的适度范围,而钾起着绝对品质元素的作用,硫对综合风味的负效应最强,可能与硫含量的高低影响风味物质的合成有关。     

影响小白菜子叶再生的因素

本研究以小白菜“杭州油冬儿”品种为试材,研究了不同激素组合、子叶不同部位、不同接种方式对不定芽再生的影响,并且还筛选了种子表面消毒的最佳方法和不定芽生根的最佳培养基。研究结果表明,白菜种子表面消毒的最佳方法为用70%的乙醇浸泡30s,再用20%的次氯酸钠消毒20min或用0.1%升汞消毒10min;以完整的带柄子叶为最佳外植体,接种时将子叶背面朝上放置比正面朝上放置更有利于不定芽的分化;子叶再生的最佳培养基为MN＋BA2mg/L＋NAA0.5mg/L,不定芽生根的最佳培养基为1/2MS＋IAA0.2mg/L。此研究为小白菜再生体系的建立奠定了基础。     

菜心核基因雄性不育系转育研究

以白菜核基因雄性不育系(简称核不育系)03S025为不育源,根据大白菜核基因雄性不育系“复等位基因遗传假说”设计转育方案,通过杂交、自交等方法,向菜心可育品系03S001(翡翠油青菜心)中转育核不育基因,获得了新的菜心100%核不育系及其相应的甲型两用系和临时保持系。     

不结球白菜同源四倍体苏州青的诱导鉴定

为获得高产优质的不结球白菜四倍体苏州青,本研究使用浓度分别为0.1%,0.2%及0.3%的秋水仙素溶液,点滴处理二倍体苏州青幼苗植株的子叶生长点,进行5次处理后,通过形态学和细胞学方法筛选鉴定四倍体苏州青植株,并比较二、四倍体苏州青的农艺性状及品质差异。结果表明：秋水仙素浓度为0.2%时加倍效果最好。形态解剖学鉴定结果表明：四倍体在株型、叶片、花、种荚、种子大小都有较明显的变大趋势;四倍体植株叶片气孔较二倍体变大,气孔密度变小;同时四倍体植株花粉粒比二倍体更膨大,更不规则;细胞学鉴定结果表示,四倍体植株染色体数为40条,二倍体植株为20条;通过流式细胞仪鉴定,四倍体植株荧光强度约为二倍体的2倍。通过品质比较分析,结果显示四倍体苏州青的各项生理指标含量较于二倍体均有不同。通过农艺性状比较,单株质量、叶宽、叶厚都有一定程度的增加。本研究利用秋水仙素操作技术,抑制有丝分裂后期纺锤丝的形成,实现染色体加倍,创制不结球白菜新种质,为选育四倍体不结球白菜提供理论基础和种质资源。