月季远缘和品种间杂交亲本的选择

为了培育新奇花色、抗黑斑病的新优品种,对抗逆性强的蔷薇属其他植物与观赏性状优良的月季品种进行了远缘杂交及月季品种间杂交,同时结合花粉生活力、母本自然授粉结实情况,探究蔷薇属其他种或品种与月季品种间的杂交亲和性,筛选合适的杂交亲本。结果表明：在以白玉堂、单瓣黄刺玫、报春刺玫、玫瑰为父本与9个现代月季品种为母本的20个远缘杂交组合中,杂交亲和性较高的组合有‘雪山娇霞’×报春刺玫、‘雪山娇霞’×单瓣黄刺玫、‘橘红潮’×玫瑰、‘花房’×白玉堂,结实率在10.91%~37.5%。结合远缘杂交、品种间杂交以及母本自然授粉结实情况的调查,筛选出适合做母本的月季品种有‘绯扇’、‘电子表’、‘曼哈姆’、‘花房’、‘红帽子’‘橘红潮’和‘雪山娇霞’;结合远缘杂交、品种间杂交以及花粉生活力测定的结果,筛选出适合做父本的月季品种有‘电子表’、‘红法兰西’和‘绯扇’。

部分蔷薇和现代月季杂交亲和性

为丰富国内自育品种并解决现代月季夏季病害严重开花不良的问题,2011-2012年对蔷薇与月季品种杂交、杂种香水月季品种间杂交及不同类型月季品种间的63个组合的杂交进行研究,分析不同组合结实情况,发现杂种香水月季品种间杂交亲本亲和性较好,而蔷薇与月季品种的杂交亲和性较差。同时通过对38个组合的坐果情况跟踪观察,得出杂交果落果规律,月季杂交的落果时期主要出现在授粉后1月内及授粉3个月后。从亲和性分析这些组合的落果情况,同一类型品种间杂交果实严重落果期集中于果实成熟后期(授粉3个月后),而另外2类组合严重落果期在前(授粉1个月内)、后期(授粉3个月后)均有分布,与结实情况表现的亲和性一致。

基于转录组数据的月季SSR标记开发及花色遗传性分析

在转录组数据的基础上,以Rosa laxa(疏花蔷薇)、R.rugosa‘White’(‘白玫瑰’)、R.cv.‘Pink Peace’(‘粉和平’)、R.multiflora var.albo-plena(白玉堂)、R.xanthina Lindl f.normalis(单瓣黄刺玫)5个亲缘关系相差比较远的种或品种为筛选和开发SSR引物的植物材料,基于所开发引物对杂交组合‘电子表’ב红法兰西’所得的79株F_1代群体进行了遗传多样性评价。结果表明:1)设计SSR引物80对,筛选出具有目的条带的SSR引物44对,具有多态性的SSR引物28对。2)对‘电子表’ב红法兰西’的F1代群体的遗传多样性进行评价,杂交F1代群体的遗传距离在0.52~0.94之间。3)聚类结果与后代的花色分离有一定相关性,当遗传距离为0.52时,F1代群体聚为2大类,其中一类跟母本‘电子表’(HT-13)聚为一类,花色大多是黄色;另一类跟父本‘红法兰西’(HT-12)聚在一起,花色普遍为红色到粉色之间。研究认为,这一花色分离成因主要与花色遗传有关,在这方面红色对黄色为显性性状;这一分离情况可能也与色素黄酮与花色素苷等色素代谢途径有关。

月季NBS-LRR-RGAs的分离与鉴定

RGAs已经在很多植物中得到分离与克隆,它往往是R基因或者是R基因的一部分。为了分离与鉴定与月季抗黑斑病相关的RGAs,在转录组数据基础上,设计简并引物6对,从现代月季、疏花蔷薇、‘白玫瑰’上分离克隆了NBS-LRR-RGAs,挑取750个克隆进行序列分析。从系统发育树可以看出:所克隆的RGAs与已克隆的其他植物的R基因具有较近的亲缘关系,分为non-TIR-NBS-RGAs和TIR-NBS-RGAs 2个大类,10个进化枝,其中所克隆得到的non-TIR-NBS-RGAs的比例远大于TIR-NBS-RGAs的比例;氨基酸序列比对发现所克隆的RGAs均含有完整的NBS结构域P-Loop、kinase-2、kinase-3a和GLPL;通过进化树对不同家族的6个RGAs的表达分析可看出,它们都不同程度、不同时间地参与了抗病反应。

月季响应黑斑病的早期差异表达基因分析

为了获得月季抗黑斑病的相关基因,探究月季抗病分子机制,以月季高抗黑斑病品种‘粉和平’叶片为材料,采用单孢子离体接种法对其接种黑斑病菌,以接种24、48和72 h的c DNA等量混合样为检测子,以相应对照的c DNA混合样为驱动子,构建抑制差减杂交文库。挑选200个阳性克隆进行测序、BLASTx比对分析,获得37条非冗余EST序列,其中32条序列在蛋白数据库中具有同源序列。将获得的EST序列导入相应样本的转录组测序数据库,以其在两个样本中的RPKM比值作为基因相对表达量。结果表明,接种病原菌后,上调表达基因涉及信号识别、离子转运、活性氧清除、光呼吸途径及苯丙烷代谢等方面,其中以活性氧清除、光呼吸途径和苯丙烷代谢途径的基因数最多。这一结果说明月季抗病是通过多基因的协同作用实现的,活性氧清除、光呼吸途径和苯丙烷代谢途径在月季抵抗黑斑病菌过程中发挥重要作用。