十字花科蔬菜抽薹开花性状的调控机理和分子育种研究进展

十字花科植物抽薹开花是植株由营养生长向生殖生长转变的关键时期,其相关性状涉及作物繁殖和产品器官形成,它们大都是由多基因控制的数量性状,并受到环境信号和内源因素多路径的调控。本文从十字花科蔬菜作物抽薹开花性状的分子标记和分子调控机理两方面进行综述,并就研究中存在的问题和发展方向进行了探讨,以期为全面阐明十字花科蔬菜抽薹开花机制提供综合信息和新线索,为蔬菜作物抽薹开花遗传改良和高产优质栽培提供理论依据。     

萝卜不同抗源对黑腐病抗性的遗传分析

不同抗病基因的挖掘是作物持久抗性遗传改良的基础。本研究利用2份抗黑腐病(Xanthamonas campestris pv.campestris)萝卜(Raphanus sativus L.)材料(KB10Q-22、KB10Q-24)和1份感病材料(KB10Q-33)构建了2个F2群体,采用苗期剪叶+喷雾法接种黑腐病菌Xcc8004进行抗病性鉴定。应用P1、P2、F1、F24个世代的数量性状主基因+多基因混合遗传分析方法,研究了萝卜2个不同抗源抗黑腐病的遗传规律,结果表明2份材料的遗传规律不同。以KB10Q-22为母本的F1植株表现为抗病,其遗传模型为E_0模型,即2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因模型;而以KB10Q-24为母本的F1植株表现为感病,其遗传模型为D_0模型,即1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因模型。两群体主基因遗传率分别为87.73%和55.64%,抗性遗传以主基因为主。     

欧洲山芥种质资源的表型遗传多样性分析

欧洲山芥是研究抗虫皂苷生物合成及植食昆虫与植物协同进化机制的理想模式植物,是极具开发潜力的十字花科植物。为加强欧洲山芥种质资源的研究利用,对保存于国家蔬菜种质资源中期库中引自欧洲的33份欧洲山芥种质和1份杂交材料进行了物候期观测、主要形态学性状测定和小菜蛾抗性鉴定。结果表明:多数材料的表型性状的差异较大,材料间现蕾期最早(BV13-BAR13)和最晚(BV13-BAR9)的2份材料相差达47 d;从始花期到末花期的天数分布在17~46 d之间,总体上花期较短;叶表光滑的种质居多;还发现4份角果抱茎的种质;极差和变异系数最大的性状是株高、角果长和花序长。34份材料中仅9份感小菜蛾,其他均具有很高的田间抗性。基于所有表型性状的聚类分析将34份欧洲山芥分为3个类群,抗虫和感虫材料分属不同的类群(F1、BV13-BAR8和BV13-BAR22除外),基本反映出各类群的亲缘关系。本研究结果将为欧洲山芥的遗传改良以及欧洲山芥种质资源在十字花科作物生产和育种上的应用提供基本依据。     

我国韭菜资源研究现状和种质创新研究建议

韭菜是我国重要的葱蒜类蔬菜之一,在人们的膳食中起到重要作用。韭菜种质资源的收集、鉴定和创新研究取得一定成效,但是和大宗蔬菜同类研究比较相对落后。本文从韭菜种质资源研究、种质创新和新品种选育方面,综述了韭菜种质创新研究进展和存在问题,并提出了优化韭菜种质创新研究的对策。     

萝卜地方优良品种高制种潜力雄性不育系转育方法研究

不育系的制种潜力是决定制种产量的重要因素。在前期选育过程中对不育系制种潜力关注不够,往往导致所选育的品种制种产量低甚至无法制种,造成品种无法推广。我国拥有丰富的优良地方品种萝卜资源,但是存在着种质退化、栽培面积缩减、栽培区域小而分散的问题。培育杂交种是提升优良地方品种品质、维持栽培面积和扩大栽培地域的有效途径。本研究将Ogura胞质转育到26份优良地方品种萝卜资源,发现其中16份种质资源在Ogura胞质中的不育率达到或接近100%;建立了一种基于网纱隔离和壁蜂授粉的鉴定方法,用于分析这16份优良地方品种萝卜资源的保持系及其Ogura不育系的制种产量与潜力,发现练丝萝卜和五月红两份资源的不育系和保持系都具有较高的角果产量,有望转育成高制种潜力的不育系亲本,红灯笼、大青皮和心里美3份资源中都分离出具有较高种子产量的胞质雄性不育单株,但是其保持系种子产量很低,需要提高保持系的种子产量;小红袍水萝卜和扶沟萝卜的不育系和保持系的种子产量都处于中等水平,具有优化和应用的潜力;红水萝卜、青皮脆等5份资源不适合Ogura胞质不育系制种;狗头罐、绛县白、象牙白3份资源是自交不亲和材料。本研究发现,Ogura胞质的不同品种以及同一品种不同单株间制种产量差异巨大,说明从转育初代开始逐代监测和筛选制种潜力是非常必要的。本研究介绍一种简易高效鉴定及筛选萝卜胞质不育系制种潜力的方法,并用此方法初步筛选出一批高制种潜力的萝卜地方品种Ogura胞质雄性不育材料。     

基于黄瓜基因组重测序的InDel标记开发及其应用

基于黄瓜基因组重测序结果,搜索InDel位点,按照每隔1～3M个碱基对的距离选择并设计遍布全基因组的代表性InDel引物134对,以16份黄瓜典型种质检测其有效性。结果显示,134对引物均获得扩增产物,其中具有多态性的引物116对,占引物总数的86.6%。116对引物充分揭示出16份种质的多样性和特异性。本研究所开发的InDel分子标记将为黄瓜种质资源和分子遗传育种研究提供有力的遗传工具。     

菜薹种质内不同大小群体问遗传多样性的RAPD鉴定和比较

为了了解菜薹种质内的遗传多样性,确定适宜的更新群体,从一份菜薹地方品种的200株群体中随机抽取10、15、20、25、30、35和．40株组成不同的群体,利用RAPD技术分析各自的多态位点数、计算多态位点百分率、遗传多样性指数和缺失位点数。通过对各参数的比较结果表明,该种质内单株间的遗传差异较大,大于30株的群体能代表200株群体的遗传多样性。在满足其完全随机交配的前提下,可视为更新的有效群体。根据更新时繁种群体应为有效群体2倍的原则,认为不小于60株的群体为菜薹种质更新比较适宜的群体。     

菜薹种质内不同大小群体间遗传多样性的RAPD鉴定和比较

为了了解莱薹种质内的遗传多样性,确定适宜的更新群体,从一份菜薹地方品种的200株群体中随机抽取10、15、20、25、30、35和40株组成不同的群体,利用RAPD技术分析各自的多态位点数、计算多态位点百分率、遗传多样性指数和缺失位点数.通过对各参数的比较结果表明,该种质内单株间的遗传差异较大,大于30株的群体能代表200株群体的遗传多样性.在满足其完全随机交配的前提下,可视为更新的有效群体.根据更新时繁种群体应为有效群体2倍的原则,认为不小于60株的群体为莱薹种质更新比较适宜的群体.     

黄瓜多样性固定核心样本集的构建与评价

利用149对具有多态性的In Del引物对473份黄瓜初选核心种质自交系进行遗传多样性分析。采用3种方法 12种取样比例对该初级遗传多样性固定群体进行抽样获得候选多样性固定核心样本集(GDFCC),使用等位基因数(Na)、有效等位基因数(Ne)、Shannon's信息指数(I)、基因多样性指数(gene diversity)、多态性信息含量(PIC)、总等位位点数(total number of loci)、等位位点保留百分率(retention rate of loci)评价候选多样性固定核心样本集的多样性和代表性,结果表明,采用逐级聚类+稀有基因优先取样法并按照15%取样比例构建出的多样性固定核心样本集的效果较好。比较发现,该核心样本集的Ne、I、基因多样性指数和PIC值均接近或高于初级遗传多样性固定群体,且对原始群体的等位位点的保留百分率为99.68%。入选多样性固定核心样本集的材料来自15个国家和国内18个省市。该研究为今后黄瓜优异基因资源的挖掘利用提供了代表性强、覆盖度广、遗传稳定的研究群体,将有利于黄瓜种质资源的高效研究利用。     

心里美萝卜花青素合成酶基因RsANS克隆及花青素生物合成相关基因表达分析

花青素合成酶(ANS,anthocyanidin synthase)是植物花青素合成的关键酶,催化无色花色素转变成有色花色素。本研究从心里美萝卜HX12Q-49中克隆获得了花青素合成酶基因Rs ANS(Gen Bank登录号:KR262954)。该基因全长1137 bp,包含2个外显子和1个内含子;开放阅读框1071 bp,编码356个氨基酸。同源性分析显示Rs ANS蛋白与大白菜、甘蓝和芥菜ANS蛋白同源性较高。qRT-PCR表明Rs ANS在心里美萝卜5个不同发育时期均有表达,且在破肚期表达量最高。通过对花青素合成途径其他8个结构基因和3个调控基因表达进行分析,结果显示心里美萝卜中b HLH转录因子在不同发育时期的表达模式与Rs ANS、CHI、DFR和UFGT基本一致,即在破肚期的表达量最高;WD40转录因子的表达与CHS类似,其表达量在芽期、破肚期、膨大前期和膨大盛期逐渐上升,随后在成熟期下降。