早/晚抽薹性大白菜自交系中光敏色素B及光周期关键基因的动态研究

光周期是影响植物抽薹开花最重要的环境因子之一,光周期信号通过植物的光敏色素蛋白调控植物的抽薹开花,其中PHYB介导的信号网络对植物抽薹开花有重要的抑制作用。前期研究发现,大白菜耐抽薹材料06-247与易抽薹材料He102的PHYB基因启动子存在大片段插入/缺失差异,为了进一步研究启动子突变对PHYB及其下游途径关键基因的影响,以耐抽臺材料06-247与极易抽臺材料He102为试验材料,采用生物信息法分析了大白菜基因组中光敏色素基因的冗余特点,发现大白菜基因组包含6个光敏色素基因,其中PHYA有2个拷贝,PHYB、PHYC、PHYD和PHYE都仅有1个拷贝。进一步通过氨基酸序列比对筛选出了PHYB的特异序列、设计了抗原决定簇并制备了抗大白菜PHYB的特异抗体,采用荧光定量RT-PCR技术和Western Blot技术研究了06-247与He102中PHYB的相对含量,同时比较了PHYB下游光周期通路关键调控基因CCA1、FLC、CO和FT的动态变化。结果表明:启动子突变造成PHYB在06-247中表达水平显著升高并进而造成PHYB蛋白水平显著升高,同时下游调控基因CCA1、FLC、CO和FT均在06-247中高水平表达,这对06-247的耐抽薹特性有重要影响。

大白菜蜡质缺失突变体YW71的遗传及序列变异分析

以大白菜蜡质突变体YW71为对象,研究其亮绿无蜡粉性状的遗传规律和调控基因。通过遗传分析,表明YW71中的亮绿无蜡粉性状由隐性单基因控制。通过等位基因互补实验证明YW71的亮绿性状是BrWAX2等位突变引起的。序列分析表明,在YW71中BrWAX2基因在第3个外显子末端发生了39 bp的缺失,进而引起转录水平的可变剪切和翻译水平的提前终止。表达模式分析表明,BrWAX2基因在YW71茎和叶中表达量显著下降。此外,研究针对39 bp的变异开发并验证了共显性标记BrWAX2-In Del1。研究结果丰富了白菜类蔬菜蜡质突变遗传资源,将为亮绿无蜡粉品种的分子育种提供理论指导和技术支持。

大白菜BrCYP83B1基因的克隆及表达分析

【目的】细胞色素P450家族是十字花科植物硫苷合成重要的酶系,其中CYP83亚家族主要参与核心结构的合成,旨在探究大白菜(Brassica rapa ssp.pekinensis)CYP83B1基因的功能。【方法】利用RT-PCR技术克隆BrCYP83B1基因,通过生物信息学软件分析其编码蛋白理化性质、同源性及启动子顺式作用元件,利用RT-qPCR技术分析BrCYP83B1的表达模式,并构建其植物超表达载体。【结果】BrCYP83B1 cDNA序列全长为1500 bp,编码499个氨基酸,编码蛋白属于细胞色素P450超家族,主要定位于细胞质,二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲构成,与甘蓝型油菜、青花菜的CYP83B1蛋白具有较高的同源性。启动子分析表明,该基因启动子区域包含水杨酸、脱落酸及茉莉酸甲酯等激素响应的顺式作用元件,说明BrCYP83B1基因表达可能受激素调控。RT-qPCR分析结果表明,BrCYP83B1基因在大白菜的根、茎、叶、花和果中均有表达,且以叶中的表达量最高;茉莉酸甲酯够显著促进该基因的表达,而水杨酸处理对其表达具有一定的抑制作用,脱落酸处理下基因先上调后又下调。【结论】BrCYP83B1可能参与大白菜对激素的响应调控。

大白菜莲座叶大叶夹角和多分蘖材料的创制及其应用

为加快小株型、适合高密度种植的大白菜品种和多分蘖的不结球白菜、菜薹品种选育,进而改良大白菜种植模式,提高大白菜产量和品质,以大白菜、菜心、红菜薹为材料,采用常规杂交方法进行三亲本杂交,以期创制新的种质材料;同时,以创制的大白菜21M-193为亲本和大白菜白阳杂交,构建6世代遗传群体,研究大白菜莲座叶叶夹角和分蘖的遗传和应用。结果表明:多亲本间杂交创制的大白菜材料21M-193具有大叶夹角和多分蘖的特性。经测量,21M-193平均叶夹角度数为82.7°,白阳平均叶夹角度数为30.5°,两者杂交F_(1)代平均叶夹角度数为40.7°,偏向于白阳,表现为小叶夹角表型。F2代单株叶夹角则呈现正态分布,小于10°和大于84°的极端个体很少,30°~50°的中间类型占绝大多数,其分离比例不符合孟德尔遗传规律,推测大白菜莲座叶叶夹角遗传是由多基因控制的数量性状。此外,调查发现21M-193分蘖数达到28个/株,白阳分蘖数为7个/株,其F_(1)代分蘖数为18个/株,居于中间,偏向于21M-193。研究结果不仅创制了大叶夹角和多分蘖的大白菜新种质,而且初步揭示了大白菜叶夹角和分蘖性状的遗传规律,还为这两个重要农艺性状的基因定位与分子辅助育种提供了宝贵的材料和数据支持,对推动大白菜品种改良及高产、优质栽培模式创新具有重要意义。

春大白菜新品种晋春4号的选育

晋春4号是以自交不亲和系C8为母本、14Y-F为父本配制的杂交1代春大白菜新品种。该品种耐抽薹性强,为春秋兼用型大白菜,属中熟类型。秋季露地直播,生育期75 d左右;春季育苗栽培,定植后65 d可采收。植株高度38.8 cm,开展度45.6 cm,外叶绿色,有茸毛,叶球中桩合抱,绿色,内叶浅黄色。叶球高度35.1 cm,叶球宽度15.2 cm,球形指数2.3,叶球质量2.3 kg,667 m2产量6189.8 kg。适宜在山西省运城市、晋中市、朔州市以及生态环境相似的大白菜产区春季和秋季栽培。2022年9月通过农业农村部非主要农作物品种登记。

大白菜CHS基因鉴定及其在高氮水平下转录表达分析

为了探究高氮水平引起大白菜叶柄黑点症加剧的机制,通过对抗、感叶柄黑点症大白菜品系进行正常氮和高氮水平处理,处理前和处理后不同时间对叶柄取样并进行转录组测序,然后再对大白菜查尔酮合酶(chalcone synthetase,CHS)基因进行鉴定并分析不同的大白菜CHS基因在正常氮水平和高氮水平、抗性品系和感性品系之间的差异表达,结果表明,共鉴定到7个大白菜CHS基因,其中有3个(BrCHS1、BrCHS3及BrCHS4)在高氮水平下表达量比正常氮水平下高,且在高氮水平下感性品系表达量高于抗性品系。因此推测这3个大白菜CHS基因可能与大白菜叶柄黑点症的形成有关。研究结果为揭示大白菜叶柄黑点症发生机制奠定了基础。

特色小棵型大白菜新品种新科翠玉周年栽培技术

新科翠玉是新乡市农业科学院培育的一个特色小棵型大白菜新品种,耐抽薹,适播期长、采收期长,综合性状优良,适合秋、春多季栽培。分别对早秋、秋季、春季3个季节种植技术进行详细介绍,包括播期、育苗、田间管理、病虫害防治、采收等,为生产提供技术参考。

秋露地大白菜高产栽培关键技术

为了促进秋季露地大白菜优质高效生产,基于北京市“2023年秋露地大白菜高产擂台赛”活动中67个生产主体的生产情况,总结分析了选用丰产、稳产品种是高产的前提,适期播种、育苗移栽是高产的基础,种植密度、成品率和单株质量是产量构成的三要素,水肥管理是获取高产的保障,应用轻简技术是高效生产的关键等高产经验。同时,探讨提出以下几个关键技术点,以期为露地秋白菜生产提供参考,包括冬储型大白菜生产品种可以选择北京新3号、金黄美、2171、乌冬菜和绿油3号;直播生产方式适宜播种日期为8月5—12日,育苗生产方式宜8月下旬移栽定植;大株型品种适宜每667 m^(2)种植3000~3500株、小株型品种适宜每667 m^(2)种植7000株左右。

北京市大白菜生产现状、存在问题及发展对策

为促进大白菜产业的健康发展,总结了北京地区大白菜生产现状,分析了存在的关键问题,并提出了进一步发展的建议。北京地区大白菜生产面积稳步增长,通过茬口搭配实现了周年生产与供应,栽培品种日益丰富,同时,农业机械化得到初步应用,有机生产进一步提升了种植收益,种植模式逐步优化;但也存在着茬口过于集中、品种类型结构单一、市场价格浮动较大及栽培技术不规范等问题;应通过深化品种结构调整、推行政策性农业保险、调动收储企业积极性、积极加强产销对接确保生产者效益,通过引进研发适用农业机械、加强技术集成研究与培训推广等促进大白菜产业高质量发展。

山西省大白菜生产现状及发展建议

山西省是我国大白菜优势产区之一,大白菜种质资源丰富,栽培历史悠久。近年来,因受各方面因素的影响,大白菜产业发展受到制约,播种面积逐年下降。本研究旨在探究山西省大白菜的生产现状,剖析存在的问题并提出发展建议,以期为大白菜产业的高质量发展提供参考。

大白菜机械化收获技术研究现状与发展趋势

随着现代农业技术的发展,大白菜机械化收获技术在我国越来越引起重视。目前,我国大白菜收获作业仍以人工为主,机械化收获水平较低。为了使大白菜收获跟上时代的步伐,满足大白菜的生产需要,结合国内外大白菜机械化收获技术,重点分析了大白菜机械化收获中拔取、切根、输送提升及转运收集等关键技术;然后,总结现有收获机及其关键部件所存在的问题;最后,针对我国现阶段的研究情况,对我国大白菜机械化收获方面的研究提出几点建议,旨在为我国大白菜机械化收获技术装备的研发与应用提供参考依据。

氮肥减量配施碳基营养肥对大白菜产量和品质及土壤养分的影响

【目的】阐明碳基营养肥和化肥对土壤养分及大白菜生长、产量和品质的影响,为大白菜生产中合理施肥提供参考。【方法】以大白菜品种春大白菜9号为研究对象,在西北农林科技大学太白蔬菜试验示范站和陕西杨凌的曹新庄试验农场2个试验点同时进行大白菜施肥试验。试验共设常规施肥(N、P_(2)O_(5)、K_(2)O的施用量分别为300,120和112.5 kg/hm^(2),CK)、有机-无机复混肥(N、P_(2)O_(5)、K_(2)O的施用量分别为360,240和120 kg/hm^(2),OF)、常规施肥基础上减施氮肥15%(N1)、常规施肥基础上减施氮肥30%(N2)、N1处理基础上配施碳基营养肥2250 kg/hm^(2)(CN1)、N2处理基础上配施碳基营养肥2250 kg/hm^(2)(CN2)6个施肥处理,每处理3次重复。分别采集2个试验点大白菜莲座期、结球期、采收期0~20 cm根围土壤,测定土壤养分含量,并于采收期测定大白菜农艺性状、产量和品质,分析不同施肥措施对大白菜种植区土壤养分及大白菜品质和产量的影响。【结果】2个试验点减施氮肥显著抑制了大白菜生长,降低了大白菜产量,而施用有机-无机复混肥和碳基营养肥对大白菜产量和品质有明显促进作用,其中太白试验点OF和CN1处理大白菜的产量较CK分别显著增加12.8%和7.6%。配施碳基营养肥处理可以显著提高大白菜的营养品质,2个试验点CN1处理大白菜的可溶性蛋白含量较CK分别显著增加了29.6%和29.1%,可溶性糖含量较CK分别显著增加了106.9%和60.6%,维生素C含量较CK分别显著增加了15.5%和25.3%。在大白菜的同一生育时期,2个试验点施肥处理土壤理化性质的变化趋势类似,在大白菜采收期,与CK相比,太白与杨凌试验点的CN1处理土壤EC分别显著下降19.9%和7.0%,而土壤铵态氮含量分别显著增加25.2%和33.1%,土壤硝态氮含量分别显著增加10.8%和17.1%,土壤有效磷含量分别显著增加23.7%和30.7%。【结论】在两种类型土壤上施用有机-无机复混肥与碳基营养肥均取得了较好的表现,其中OF和CN1处理能够增加土壤养分含量,提高土壤综合肥力水平,进而促进大白菜生长,改善大白菜营养品质。

大白菜抗根肿病DH系的创制与鉴定

为了快速获得纯合稳定的抗根肿病大白菜DH系,为大白菜抗根肿病育种提供基础材料,以5个大白菜抗根肿病基因型为试材进行游离小孢子培养,并结合分子标记、形态观察和根肿菌人工接种对获得的小孢子再生植株进行了表型和抗性鉴定。结果表明,5个基因型均诱导出胚,出胚率变异在0.02~1.72个胚/蕾,3个基因型20aCR12、21aCR6、21aCR12获得再生植株,再生植株率分别为27.09%,1.45%,26.07%。抗性标记鉴定表明,与CRa、CRb^(kato)连锁的分子标记在获得的50个小孢子再生植株均扩增出了抗性条带。表型调查表明,50个小孢子株系生殖期基生叶片形状、颜色、抽薹早晚、育性等差异很大,自交获得的29个DH系营养期株型、叶片性状及结球性状表现出多样性。抗性接种表明,11份DH系对根肿菌4号和1号生理小种侵染病情指数均小于33.33,表现为抗病或耐病,其中2种菌侵染病情指数均小于5.0的高抗DH系有3份,分别为20aCR12-23、20aCR12-29和21aCR12-39。研究表明,单倍体培养结合分子标记辅助鉴定可快速获得纯合的抗根肿病DH系。

叠抱大白菜杂种优势利用模式分析

小棵亲本×大棵亲本是叠抱大白菜杂种优势利用普遍采用的组配模式,但针对这一模式的理论研究尚未见报道。利用22个叠抱大白菜亲本的双列杂交设计,对6个育种基本性状的杂种优势和配合力进行分析。结果表明:小棵亲本和大棵亲本在采收期和产量(毛重和球重)的一般配合力形成了强烈反差,两者在小棵×大棵组配模式中对缩短杂种一代采收期和增加杂种一代产量分别起到关键作用;各种组配模式中,杂种一代在毛重和净重方面普遍具有正向的特殊配合力,这可进一步提高杂种一代的产量。这一研究结果有助于理解叠抱大白菜杂种优势模式形成的遗传理论基础。

大白菜根肿病抗感品种间的侵染过程及生理生化差异分析

根肿病是由芸薹根肿菌专性侵染十字花科蔬菜作物引起的一种世界性土传病害,对大白菜等蔬菜造成了严重的经济损失。以抗根肿病大白菜DH系(DH40R)和感病大白菜DH系(DH199S)为试验材料,通过观察根肿菌侵染的差异、防御酶活性、MDA和可溶性蛋白含量的测定研究大白菜根肿病抗性机制。结果表明,DH40R和DH199S的根毛侵染发生在接种后第2天,随着侵染时间的延长,出现皮层侵染,但DH40R的皮层侵染在接菌第8天后被阻断,对根肿病具有完全的抗性,而DH199S在接菌8 d后,根部有肿瘤产生。在接菌后2、8和13 d,分别对抗、感材料接菌和未接菌根部的防御酶活性、MDA和可溶性蛋白含量进行测定,发现DH40R在这3个时间点接菌后SOD的活性均显著高于未接菌对照组,在第8天达到最高峰值,显著高于DH199S;DH40R接菌后的CAT活性在第8天达到最高峰值1572.68μmol·mL^(-1)·min^(-1),显著高于DH40R未接菌对照组和接菌及未接菌处理的DH199S;在接菌后8和13 d,抗根肿病大白菜DH系DH40R的MDA含量显著低于接菌后的感病DH系DH199S;接菌后DH40R的可溶性蛋白含量在接菌后8和13 d均显著高于DH199S。研究结果可为后期解析大白菜根肿病抗性相关机制的研究奠定基础。

高温胁迫对大白菜类胡萝卜素的影响

为探讨高温胁迫下大白菜叶片对逆境的响应机制,以叶片颜色和抗逆性存在差异的大白菜品种245、改良青杂3号和紫裔为试验材料,对其幼苗进行了昼/夜温度为40℃/30℃、相对湿度为60%左右的高温胁迫处理,分析了高温胁迫对大白菜幼苗生长及其生理特性的影响。结果表明:胁迫条件下,3个品种大白菜叶片的类胡萝卜素在高温处理下均呈现先下降后上升的变化趋势;随着胁迫时间的增加,品种245在高温处理后第6天类胡萝卜素含量最低(123.51μg/g),在处理后第10天达到顶峰(148.64μg/g)。改良青杂3号和紫裔呈现出不同程度的波动,其中改良青杂3号对热处理更加敏感,在第4天后达到最低值(97.54μg/g);紫裔品种在初始时类胡萝卜素含量差别变化不明显,在热处理后第8天达到最低值(124.50μg/g)。实时荧光定量PCR结果显示,大白菜高温相关基因BraA01g019700.3C和BraA04g000960.3C对热胁迫响应明显,大白菜类胡萝卜素相关基因BraA01g019700.3C、BraA07g002160.3C和BraA04g000960.3C的转录水平均呈先上升后下降的变化趋势;相关性分析结果显示,BraA05g001160.3C(P<0.01;r=0.000)和BraA01g019200.3C(P<0.05;r=0.040)的转录丰度与类胡萝卜素含量显著相关。

木醋液对大白菜根肿病的防治效果

以寒玉快菜为试材,采用盆栽方式,研究不同浓度木醋液(稀释600、400、200倍)对大白菜根肿病的防治效果;同时采用Hochest33342-PI双荧光复染法,测定不同浓度木醋液处理下芸薹根肿菌孢子活性,并分析木醋液主要抑菌成分。结果表明:3种浓度木醋液处理均可显著提高大白菜的株高和地上部鲜质量;并显著降低根肿病的发病率和病情指数,且随着木醋液浓度的增加根肿病的发病率和病情指数呈显著下降趋势,其中稀释200倍的木醋液处理的根肿病发病率仅为14.42%,防治效果达到68.72%。木醋液可使芸薹根肿菌孢子失活,稀释200倍的木醋液处理的孢子存活率仅为24.03%。采用GC-MS技术初步测定出供试木醋液含有24种成分,其中有17种成分对芸薹根肿菌孢子具有一定抑制作用,以俞创木酚抑制效果最好,EC50值为113.01μg·mL^(-1)。综上,本试验条件下,稀释200倍的木醋液用于大白菜根肿病防治效果最佳。

大白菜BrMLP328的克隆、表达及功能验证

【目的】克隆大白菜BrMLP328基因,对其表达模式进行分析,并验证对花期调控的功能,为进一步探究该基因在大白菜成花调控过程的作用机理奠定基础。【方法】运用RT-PCR克隆BrMLP328,并进行生物信息学分析;利用RT-qPCR测定该基因的相对表达量;构建过表达载体并通过蘸花法转化野生型拟南芥,比较T_(2)代植株与野生型的开花时间差异。【结果】BrMLP328的CDS全长为456 bp,编码151个氨基酸,蛋白相对分子质量为17493.82 Da,定位于细胞核。BrMLP328在大白菜茎中的表达量最高,根中次之,花蕾中最低;茎尖生长点中的表达量表现为春化后升高,之后在花芽分化阶段迅速下降,并维持在很低的水平。过表达BrMLP328的拟南芥开花时间比野生型延迟了1.46-3.09 d。【结论】从大白菜中克隆得到BrMLP328基因,其表达量在不同组织及不同成花阶段有所不同,该基因能够延迟开花。

春大白菜可溶性糖代谢及转运相关基因表达模式分析

以春大白菜品种‘吉锦’和‘华耐’为材料,探索了春大白菜从幼苗期到叶球收获期的整个发育过程中可溶性糖类的积累变化规律及相关代谢酶和转运蛋白基因的表达模式。结果表明:在春大白菜发育过程中,可溶性总糖和葡萄糖在莲座期和结球初期快速积累,葡萄糖积累占优势,果糖则在结球后期结球叶的叶柄中含量快速增加。莲座叶和结球叶的柄部都是可溶性糖积累的重要部位;蔗糖合酶基因BrSUS1与两个品种叶柄中可溶性糖积累密切相关。分解蔗糖的酶基因BrSUS5、BrSUS6、BrCINV2及糖转运蛋白基因BrSUC4、BrTMT1、BrSWEET17、BrERDL6-16均在叶柄部位活跃表达,不同程度参与两个白菜品种的可溶性糖积累和分布。BrERDL6-16在两种白菜结球后期多个部位中的表达量急剧升高,可能在促进大白菜叶球发育中发挥特殊作用。本研究结果可为从分子水平调控大白菜可溶性糖积累分配及产量形成提供理论依据。

芸苔素内酯浓度对干旱胁迫大白菜幼苗生长及生理指标的影响

【目的】探明不同浓度芸苔素内酯对干旱胁迫大白菜幼苗抗旱性的调控作用,为芸苔素内酯在大白菜生产中的应用提供参考。【方法】以大白菜胜丽118为试验材料,苗期喷施不同浓度(0.05 mg/L、0.1 mg/L、0.5 mg/L、1 mg/L)28-表高芸苔素内酯后,选用10%浓度的聚二乙醇-6000溶液模拟干旱胁迫,测定大白菜生长和生理生化指标,分析不同浓度芸苔素内酯处理大白菜幼苗生理活性差异。【结果】随芸苔素内酯浓度升高,大白菜幼苗长势呈先良好后衰败变化;从大白菜幼苗表型看,芸苔素内酯浓度0.05 mg/L、0.1 mg/L处理的耐旱效果最明显。干旱胁迫下叶片POD和CAT活性随芸苔素内酯浓度升高呈先增强后减弱趋势,MDA含量随浓度升高呈先降后升趋势。芸苔素内酯浓度过高大白菜幼苗叶绿素相对含量变低。【结论】喷施适宜浓度的芸苔素内酯可提高干旱胁迫下大白菜幼苗的抗氧化酶活性,有效缓解干旱胁迫造成的损害,适宜的芸苔素内酯浓度为0.05~0.1 mg/L。