中国西兰花育种研究进展

2018年以来,随着农业农村部“国家西兰花育种联合攻关”工作的实施,我国西兰花育种研究取得了重要进展。自主培育的西兰花品种在花球颜色、球形等重要性状方面取得了突破,自主培育品种的市场占有率由2018年的不足5%提升至2023年的35%左右,单倍体诱导技术广泛应用于育种实践,遗传转化和基因编辑技术取得突破,基因组与分子标记辅助育种技术在育种工作中发挥着重要作用。文章介绍了近年来我国在西兰花花球重要商品性状、育种技术、新品种选育等方面取得的重要进展。基于我国自主培育品种和对照品种的系统发育进化树分析结果,并结合主栽品种的历史更替,将我国西兰花品种分为3个历史阶段和17个进化群(簇),浙青、碧绿、美奥、台绿等最新育成品种位于进化树顶端。近几年西兰花育种主攻方向仍是早中熟、广适性品种,未来育种的方向是抗病、抗逆、适宜机械化生产,同时应从外观品质转向鲜食加工品质和功能营养品质。

花椰菜“坐球高度”性状的主基因+多基因遗传分析

“坐球高度”是评价花椰菜品种是否适合机械化采收的重要农艺性状之一。为了解析花椰菜“坐球高度”性状的遗传规律,使用早熟、紧实型花椰菜F 7代自交系ZAASC4101与芥蓝F_(6)代自交系ZAASJ1401为亲本构建了包括P_(1)、P_(2)、F_(1)、F_(2)、B_(1)、B_(2)的6个联合世代群体,利用主茎高度(六世代群体)和叶痕间距(F_(2)群体)两个指标来锚定“坐球高度”性状。研究结果表明,F_(2)群体中主茎高度与叶痕间距数值呈极显著相关(相关系数为0.652),并且这两个指标均为连续性的近似正态分布,符合数量遗传的特征;主茎高度的六世代群体遗传分析和叶痕间距的F_(2)群体遗传分析结果均表明,花椰菜“坐球高度”性状的最适遗传模型为:两对加性显性上位性主基因+加性显性上位性多基因遗传模型,表明该性状主要受两对主基因+多个微效基因的控制,并且遗传率达到97.84%。因此,可以利用连锁分子标记在早期世代对花椰菜“坐球高度”性状进行辅助选择和遗传改良。综上,本研究结果为进一步定位和挖掘控制花椰菜“坐球高度”性状的关键基因,最终利用生物技术手段育成适宜机械化采收的花椰菜新品种奠定了前期研究基础。

基于SSR标记的花椰菜和青花菜遗传多样性分析

选用30对SSR引物,利用毛细管电泳荧光检测技术对收集和引进的花椰菜、青花菜、宝塔菜(又叫罗马花椰菜)和近缘野生种及地方种共计187份材料的遗传多样性进行分析,进一步明确了花椰菜、青花菜、地方种和近缘野生种与如今栽培种间的遗传差异和亲缘关系,可为优异种质创新和新品种选育提供参考。研究结果表明:30对SSR引物在187份材料的DNA样品中共扩增出313个等位位点,平均每对引物为10.4333个。依据材料的花球性状,将其分为4个类群即花椰菜(类群1,P1~P81)、青花菜(类群2,P82~P147)、宝塔菜(类群3,P148~P154)、近缘野生种及地方种(类群4,P155~P187)。总体来说,类群1、2和3之间的遗传多样性差异较小,类群4的遗传多样性最丰富。系统发育树和群体结构分析较为统一的将187份材料分为了3大组,花椰菜(G1)和青花菜(G2)被清晰地分到了两个极端,而宝塔菜与野生种聚在了一起,和地方种一起归为第3组(G3)。

植物原生质体全能性表达及其在甘蓝类蔬菜育种上的应用

植物原生质体指植物除去细胞壁后被质膜包被的裸露细胞,在适当培养条件下具有再生成完整植株的全能性。植物原生质体分离、培养及植株再生技术是进行植物育种、基因工程、遗传理论及细胞生理特性研究的平台,具有重要的研究意义。本文概述了植物原生质体全能性表达过程中原生质体的获得、培养和再生等关键技术环节及其在甘蓝类蔬菜育种上的应用,同时讨论了原生质体培养技术中存在的问题,并且对完善植物原生质体培养体系及今后的工作方向提出了建议。

花椰菜花球发育相关基因BoCAL的KASP标记开发和应用

BoCAL基因是控制花椰菜花球发生的关键基因之一。为了提高对花椰菜BoCAL基因型鉴定效率,根据该基因第5个外显子中第16个碱基(Ex5+16)G-T的功能性单核苷酸多态性(SNP)突变,开发了竞争性等位基因特异性PCR(KASP)标记(BoCAL-KASP1)。利用该标记对甘蓝类7个变种的蔬菜作物与野生种共计86份材料进行了BoCAL等位基因的分型,发现共有36份材料的基因型是T:T,包括28份花椰菜、6份青花菜与2份引进的地方种材料;43份材料的基因型是G:G,包括2份花椰菜、9份青花菜、6份结球甘蓝、5份芥蓝、3份苤蓝、7份羽衣甘蓝、2份抱子甘蓝、4份引进的地方种与5份甘蓝野生种材料;7份材料显示杂合基因型T:G,包括2份青花菜、2份羽衣甘蓝和3份引进的地方种材料。这86份材料的BoCAL基因型KASP鉴定结果和酶切扩增多态性标记(BoCAL-CAPS1)的鉴定结果完全一致。以上结果说明,BoCAL-KASP1标记可以高效准确地鉴定BoCAL基因目标位点的基因型,从而为花椰菜花球发育研究和分子育种提供可靠的功能性标记。

青花菜DH系带柄子叶高频再生体系的建立

以青花菜DH系3-6、3-7和3-9带柄子叶为外植体,研究其高频离体再生体系,比较了不同基因型、不同质量浓度植物生长调节剂、不同时期苗龄外植体及不同浓度AgNO3添加剂对不定芽再生频率的影响。结果筛选出3-6和3-7两个基因型:8d苗龄外植体不定芽的再生频率分别为96.9%和97.8%(培养基:MS+0.02mg·L-1NAA+1.0mg·L-16-BA+4mg·L-1AgNO3+10g·L-1琼脂+30g·L-1蔗糖),平均外植体的再生芽数分别为15、14个,生根培养诱导生根率均为100%(培养基:1/2MS+0.05mg·L-1NAA+7g·L-1琼脂+30g·L-1蔗糖),驯化移栽成活率均达100%。

折叶覆盖对松花菜花球主要营养品质的影响

以浙江省主要推广的松花菜品种为试验材料,研究折叶覆盖对花球外观、叶绿素、类胡萝卜素、可溶性总糖、Vc等主要营养品质的影响。结果表明,折叶覆盖6 d后松花菜花球明显变白,花梗颜色变淡,叶绿素、类胡萝卜素、Vc含量显著下降,但可溶性总糖含量的影响存在品种间差异。覆盖致使松花菜一些重要营养品质下降,建议在松花菜生产中不进行花球覆盖。

松花菜有机栽培技术规程及应用

松花菜是浙江省重要的优势特色蔬菜作物之一,有机松花菜是产业发展的必然方向。但是,目前浙江省松花菜有机栽培的技术规范缺乏,也没有相关的地方标准供参考,大大制约了浙江省有机松花菜产业的健康发展。本文参考国家相关标准,根据浙江省松花菜产业实际情况,结合生产实践,总结了浙江省松花菜有机栽培关键技术措施,包括产地环境要求、栽培技术措施和病虫害防治措施等。同时,将这一技术规范应用到松花菜有机种植基地,与常规种植相比,有机种植的松花菜花球具有更高的可溶性总糖、总芥子油苷和3-甲基硫氧丙基芥子油苷含量,但是单球重和产量相比较低。

松花菜DH系下胚轴不定芽高频再生体系的建立

以松花菜DH系2-1、2-4、2-16下胚轴为外植体,研究其高频离体再生体系。比较不同浓度植物生长调节剂、不同时期苗龄外植体及不同浓度AgNO3添加剂对不定芽再生频率的影响。结果表明:2-1和2-4在6-BA为2 mg/L、NAA为0.1和0.2 mg/L的分化培养基上不定芽诱导再生率最高,2-16在NAA为0.1 mg/L、6-BA为1 mg/L培养基上不定芽的再生频率最高;平放在分化培养基上的下胚轴一端即形态学上端分化出芽;4 mg/L AgNO3能提高松花菜下胚轴不定芽分化率。

我国松花菜产业现状及前景分析

目前我国松花菜主要生产区分布在长江中下游，闽、浙、鄂高山地区，兰州、坝上高原地区，以及华北地区，种植区域广泛又相对集中，基本形成了松花菜周年供应市场的生产格局，种植面积已达2万hm^2以上，约占花椰菜生产面积的10％。笔者预测，今后几年松花菜将成为花椰菜消费的主要类型之一，种植面积将达10万hm^2以上，发展潜力巨大。

作物数量性状位点研究进展及其育种应用

农作物中产量、品质、抗性等重要性状大多属于数量性状,因此对于数量性状位点(quantitative trait locus,QTL)的探索一直是植物分子生物学领域的研究重点。近年来,越来越多农作物重要性状的QTL被定位乃至克隆。同时,随着高通量测序技术的不断成熟,一些超高密度遗传图谱的构建和全基因组关联分析(genome wide association study,GWAS)的应用使得植物功能基因组学进入了一个飞速发展的时期。这为作物QTL的大规模挖掘、克隆以及复杂数量性状的遗传改良提供了良好的契机。本文从QTL的定位、克隆以及在育种中的应用几个方面,对近年来农作物QTL的研究策略和研究进展进行了较为详细的综述和探讨。

浙闽山地松花菜关键栽培技术

花球松散类型花椰菜（松花菜）集花梗青而松散、烹煮易入味,口感甜脆,适宜脱水加工等众多优点,近年来种植面积迅速扩大。花球品质分析显示,松花菜花球中含有比紧实花球类型花椰菜较高的可溶性糖和VC。

大白菜下胚轴不定芽再生过程中内源激素和多胺含量的变化

研究了大白菜[Brassica campestris ssp．pekinensis(L．)Olsson]下胚轴不定芽再生过程中内源激素和多胺含量的动态变化。结果表明,芽原基出现以前(接种后0～8d)外植体内源玉米素核苷(ZRs)和脱落酸(ABA)含量上升,而吲哚乙酸(IAA)含量下降；不定芽出现(接种后8d)后变化趋势相反；ABA／IAA值和ZRs／IAA值在培养初期(接种0～8d)增大,不定芽出现以后逐渐减小。不定芽分化过程中外植体内源腐胺(Put)、精胺(Spm)和亚精胺(Spd)含量都表现为先上升后下降,均在培养第8d时达到峰值；Spm／Put值和Spd／Put值的变化趋势也与此相似。说明大白菜下胚轴不定芽的再生与内源激素和多胺含量及平衡有密切关系。

黑芥与花椰菜体细胞杂种花粉母细胞的减数分裂不同步及染色体行为异常

本研究对黑芥与花椰菜体细胞杂种及其双亲的花粉母细胞减数分裂行为进行了观察和比较,结果表明黑芥与花椰菜的花粉母细胞减数分裂同步性很高,而其体细胞杂种表现出明显的减数分裂不同步,各杂种不同株系间减数分裂不同步的程度与跨度各异。减数分裂不同步发生是由于为部分花粉母细胞在减数分裂某一时期发生停滞或推迟,这一时期(或第一个停滞时期)主要发生在第一次减数分裂的前期。花粉母细胞发育虽不同步,但最后均完成减数分裂形成花粉粒,所形成的花粉粒的活性相差甚远。此外,研究结果还显示,体细胞杂种有着较高的减数分裂染色体行为异常频率,尤其是在中期Ⅰ后。主要表现为减数分裂中期Ⅰ的染色体的早迁、后期Ⅰ和后期Ⅱ的染色体滞后及染色体不均等分离、四分体时期的异常等现象。花粉粒的活性与减数分裂时期染色体行为异常程度有关,染色体行为异常及微核现象出现的频率越高,相对的花粉粒活力也越低。

植物吲哚族芥子油苷的代谢调控网络

十字花科植物中吲哚族芥子油苷(indole glucosinolates,IGS)是一类色氨酸来源的重要次生代谢产物。目前,吲哚族芥子油苷的生物合成和修饰已经阐明,代谢网络中既有不同类型转录调控因子的参与,又受到水杨酸、茉莉酸、乙烯等植物激素调控和外界环境因子的影响。吲哚族芥子油苷的降解存在典型的芥子油苷—黑芥子酶系统和非典型的黑芥子酶代谢途径。文章主要对吲哚族芥子油苷代谢途径、调控网络以及代谢产物进行综述。

大白菜下胚轴离体不定芽高效再生体系的研究

以大白菜的下胚轴为外植体,比较了不同浓度TDZ和6-BA两种细胞分裂素与不同浓度NAA相配合的培养基上不定芽再生的差异,并利用筛选出的高效再生培养基研究外植体苗龄、切段来源、接种方式以及品种对不定芽再生的影响.结果表明:与6-BA相比,TDZ对诱导下胚轴不定芽再生更有效,在MS+TDZ 0.3 mg·L-1+NAA 0.5 mg·L-1+AgNO3 5 mg·L-1的培养基上,下胚轴不定芽再生频率高达87.8%,平均每下胚轴再生不定芽数也达到15.1个;3～5 d苗龄之间的下胚轴不定芽再生能力无显著差异,再生频率均达到80%以上,此后随着苗龄的增加,不定芽分化频率快速下降,苗龄为7 d时再生频率只有51.1%;下胚轴不同切段不定芽再生能力由强到弱表现为:上部切段>中部切段>下部切段;以正插(形态学下端插入培养基)方式接种的外植体不定芽再生能力显著大于反插(形态学上端插入培养基)和平放的;不同品种大白菜下胚轴的不定芽再生能力有一定差异.

接种方式对大白菜下胚轴离体不定芽再生及生理指标的影响

以大白菜品种‘贵龙5号’的下胚轴为材料，以3种不同方式接种，观察不定芽分化情况．并比较不同接种方式的下胚轴不定芽再生过程中可溶性蛋白质含量、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（S（）D）和过氧化氢酶（CAT）活性的变化。结果表明，以正插（形态学下端插入培养基）方式接种的下胚轴在接种8～10d时不定芽开始产生，不定芽分化率达87．8％，平均每外植体再生的不定芽数为15．1个，其不定芽再生能力显著大于反插（形态学上端插入培养基）和平放的外植体；下胚轴在不定芽分化过程中各生理指标呈现规律性的变化，可溶性蛋白质含量、POD和SOD活性在芽原基形成以前表现出上升趋势而CAT活性下降，不定芽分化后呈相反变化趋势；不同接种方式的下胚轴在不定芽发生过程中各生理指标的变化有一定差异。以上结果表明大白菜下胚轴不定芽发生过程中形态学变化和生理变化紧密相关。

松花菜花球的主要营养特点分析

以近4 a来松花菜与普通紧花球花椰菜主要营养品质的测定数据,分析比较了松花菜的主要营养特点。试验结果表明,松花菜花球叶绿素平均含量为12.08μg/g FW,类胡萝卜素平均含量为3.28μg/g FW,可溶性糖平均含量为2.82%,比普通紧花球花椰菜要高出约2.5倍、1.5倍、14.8%,两者在VC、粗蛋白、粗纤维含量方面无明显差异,另外,秋冬季收获的松花菜粗蛋白、粗纤维及可溶性糖含量要高于春季收获的。

浙江山地和平原地区松花菜栽培施肥关键技术

花球松散类型花椰菜（松花菜）因具有花梗青而长、口味甜脆、营养独特,适宜速冻及脱水加工等众多优点,受到种植者与消费者的赞赏和青睐。对松花菜进行营养检测分析表明,其花球中可溶性糖和维生素C含量，一般比紧花球类型花椰菜高约20％。近年来，松花菜在浙江的种植面积快速增长，2011年栽培面积超过1500hm^2。

早熟青花菜新品种浙青60的选育

浙青60是利用小孢子培养技术和Ogura雄性不育系技术选育的早熟青花菜杂交品种,适合夏种秋收。移栽至收获60 d左右,株型较开展,株高约64 cm,开展度83 cm。花球较紧实,圆球形,球径13.8 cm,单球质量约520 g。花蕾蓝绿色,蕾粒匀细,遇冷不易发紫;花梗较长、色绿;球茎不易空心。该品种早熟性突出、花蕾蓝绿、花梗绿、商品性好、中抗黑腐病,2019年通过浙江省农作物品种认定委员会现场考察。