大白菜-結(jié)球甘藍(lán)單體異附加系A(chǔ)C4后代易位系篩選及結(jié)球相關(guān)基因表達(dá)分析.pdf

1、大白菜（Brassica rapa L.ssp.pekinensis，AA）屬于十字花科蕓薹屬蕓薹種，是我國最重要的蔬菜作物之一。結(jié)球甘藍(lán)（Brassica oleracea var.capitata，CC）與大白菜同屬十字花科蕓薹屬，二者在營養(yǎng)成分、結(jié)球特性、抗性等方面各具特色。蕓薹屬A、C染色體組間具有較高同源性，可通過染色體的附加、重組、易位獲得新種質(zhì)，如A-C基因組異附加系和易位系。本研究以大白菜—結(jié)球甘藍(lán)單體異附加系A(chǔ)C4及其

2、自交后代的小孢子植株(DH)為試材，對其添加的甘藍(lán)染色體片段進(jìn)行了InDel分子標(biāo)記和表型鑒定，獲得了537個(gè)添加甘藍(lán)片段的小孢子植株;選取其中3個(gè)易位系，分析其易位片段和表型性狀在自交后代中的遺傳穩(wěn)定性;根據(jù)易位系后代群體抱球方式的不同，開展了結(jié)球相關(guān)基因的表達(dá)分析，為大白菜遺傳改良提供了新種質(zhì)，也為蕓薹屬易位系的研究提供了重要參考。
　　主要研究結(jié)果如下:
　　1.選取結(jié)球甘藍(lán)9個(gè)連鎖群上1299個(gè)InDel標(biāo)記對AC4

3、及其親本大白菜和結(jié)球甘藍(lán)進(jìn)行擴(kuò)增，獲得了結(jié)球甘藍(lán)相對于大白菜具有多態(tài)性的InDel標(biāo)記1039個(gè)，多態(tài)率高達(dá)79.98％; AC4中擴(kuò)增出外源甘藍(lán)片段的多態(tài)性InDel標(biāo)記為184個(gè)，涉及甘藍(lán)5個(gè)連鎖群，主要為C05片段，部分為C02、C03、C04和C08片段。
　　2.選取44個(gè)多態(tài)性標(biāo)記對AC4的537個(gè)后代小孢子植株進(jìn)行了鑒定，結(jié)果表明，各單株均攜有結(jié)球甘藍(lán)染色體片段，片段數(shù)量為1-13個(gè);其中含有9個(gè)片段的植株最多，占總

4、體的13.97％;7個(gè)片段的最少，占總體的1.30％，單片段植株為13個(gè)，占總體的2.42％。
　　3.對AC4后代小孢子植株生殖生長時(shí)期的葉形、葉色、花蕾大小、花瓣形狀等16個(gè)性狀進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，基生葉和花器官性狀均出現(xiàn)了不同程度的分離，后代群體中出現(xiàn)了部分與結(jié)球甘藍(lán)相似的性狀，其中葉面無茸毛性狀在群體中的比率最高，為44.64％;主成分分析結(jié)果表明，6個(gè)主成分累積貢獻(xiàn)率為63.23％，第一主成分貢獻(xiàn)率達(dá)到23.10％，葉片大小以

5、及花器官性狀對表型變異貢獻(xiàn)最大。
　　4.選取添加甘藍(lán)片段較小的3個(gè)小孢子植株B3-29、C4-13和qdh-52進(jìn)行染色體計(jì)數(shù)分析，均為2n=20，鑒定為易位系。對3個(gè)易位系自交第1代群體進(jìn)行InDel標(biāo)記分析發(fā)現(xiàn)，后代所有單株均含有與其親本小孢子植株一致的甘藍(lán)多態(tài)性標(biāo)記，外源甘藍(lán)片段表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。
　　5.在收獲期對B3-29、C4-13和qdh-52易位系自交第2代群體的12個(gè)表型性狀進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，B3-29自交

6、第2代群體中的葉球高度和中肋長度均高于雙親;qdh-52自交第2代群體的葉球顏色、球頂部形狀等6個(gè)性狀與結(jié)球甘藍(lán)親本相似;B3-29和qdh-52自交第2代群體均出現(xiàn)了結(jié)球方式的分離:疊抱、合抱、中間類型和不規(guī)則類型。營養(yǎng)指標(biāo)測定表明，qdh-52自交第2代群體的干物質(zhì)、Vc、可溶性糖含量均高于雙親;C4-13自交第2代群體的礦質(zhì)元素含量豐富，Ca、Mg、K、Cu含量高于雙親;3個(gè)群體中均檢測到了與親本大白菜相同的8種硫苷。
　　

7、6.以B3-29和qdh-52自交第2代群體中疊抱、中間和合抱類型植株為試驗(yàn)材料，選取與大白菜生長素和器官形成相關(guān)的8個(gè)候選基因，分析其在蓮座期、結(jié)球期和收獲期的qRT-PCR表達(dá)模式。結(jié)果表明，8個(gè)基因在2個(gè)群體的不同時(shí)期均有表達(dá)，在合抱材料中，GA20OX5、GA5在蓮座期表達(dá)量最高，隨著時(shí)間的推移，表達(dá)量逐漸下降;RCD1-2、CDR1、KAN2在結(jié)球期表達(dá)水平最高，表達(dá)量隨著時(shí)間的推移，呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。在中間類型材料中，

8、KAN2表達(dá)趨勢與其在合抱材料中相同，在結(jié)球期的表達(dá)量達(dá)到最高;NLM9-1、NLM9-2在3種類型材料蓮座期表達(dá)量均為最高，基因的表達(dá)水平?jīng)]有受到材料的限制。
　　7.針對上述8個(gè)基因和試驗(yàn)材料，在收獲期對由外向內(nèi)不同部位葉片進(jìn)行表達(dá)分析。結(jié)果表明，8個(gè)基因在2個(gè)群體的不同部位均有表達(dá)，B3-29群體中，GA20OX5、RCD1-2、KAN2在葉片外層維持著較高的表達(dá)水平，隨著葉片層次的遞進(jìn)，表達(dá)量呈現(xiàn)遞減的趨勢;NLM9-1和