结球甘蓝遗传图谱的构建及抗黑腐病QTL定位

为了进一步明确结球甘蓝抗黑腐病性状的遗传基础,选育优质抗病品种,以结球甘蓝高抗黑腐病1号生理小种材料4674为父本,高感材料4673为母本,杂交获得F_(1),F_(1)自交获得152个单株的F_(2)群体。采用苗期喷雾法对F_(2)群体进行接病,12~14 d后,按照甘蓝苗期鉴定方法对F_(2)群体进行表型鉴定。从404个分子标记中筛选得到175个多态性好且条带清晰的标记。随后,使用这175个分子标记对F_(2)群体进行基因型检测和遗传连锁图谱的构建。最后,结合抗病性表型鉴定数据和遗传图谱对甘蓝抗黑腐病性状的QTL进行标记定位。结果表明:有154对分子标记连锁到9条染色体上,其中包括110对InDel标记和44对SSR标记,覆盖长度714.29 cM,标记间平均图距4.64 cM。共定位到7个QTL位点,其中有3个为主效位点,分别是qBR-7-2、qBR-7-3和qBR-4-3,位于7号染色体的CG842110~CG842482及M29~M39标记间和4号染色体上的CD838151~BOE417,LOD值分别为5.75,3.20,3.47,可解释的表型贡献率分别为16.0%,9.2%,10.0%。

黑腐病菌效应因子XopR的甘蓝靶标基因BobHLH34的克隆及功能分析

野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris pv.campestris,Xcc)是十字花科作物黑腐病的致病菌。利用酵母双杂交系统,筛选到了野油菜黄单胞菌的效应因子XopR在甘蓝上的靶标蛋白BobHLH34,该蛋白基因的开放阅读框为996bp,编码331个氨基酸,含有1个保守性较高的碱性/螺旋—环—螺旋结构域(basic/helix1-loop-helix2)。系统进化树分析表明,甘蓝BobHLH34与花椰菜(BrcbHLH34)相似性最高,亚细胞定位结果显示其定位在细胞核内。将野油菜黄单胞菌接种甘蓝叶片,实时荧光定量结果显示BobHLH34的表达量呈现先上升后下降的趋势,接种后16h表达量达到峰值,为对照的7.7倍;利用甘蓝卷叶病毒载体BobHLH34-PCVA/PCVB真空侵染甘蓝实生苗能够有效降低BobHLH34的表达,导致基因沉默的甘蓝植株对野油菜黄单胞菌株的抗病性比对照显著降低。综上所述,BobHLH34能够正向调控甘蓝对黑腐病的免疫反应。

结球甘蓝染色体片段替换系构建

以结球甘蓝(Brassica oleracea L.var.capitata)育种骨干亲本R2-P2(圆球形,抽薹晚,硫苷含量低,高感黑腐病、枯萎病和霜霉病)为轮回亲本,以野生甘蓝自交系R4-P1(不结球,抽薹早,蜡质厚,硫苷含量高,对黑腐病、枯萎病和霜霉病等多种病害具有抗性)为供体亲本,通过连续回交、自交和分子标记辅助选择,构建出一套由163个具有R2-P2遗传背景且具有R4-P1供体染色体片段单株组成的染色体片段替换系(Chromosome segment substitution line)。该替换系群体具有102个染色体替换片段,均匀分布在1~9号染色体上,平均每个株系携带1.3个染色体片段,平均替换长度为5.62 Mb。替换片段总长度为573.74 Mb,覆盖亲本R4-P1全基因组的73.4%,其中单片段替换片段总长度为139.91 Mb,覆盖全基因组的26.5%,双片段替换片段总长231.41 Mb,覆盖亲本R4-P1全基因组的43.82%,含有3个替换片段总长度为201.3 Mb,覆盖供体亲本基因组25.98%。