白菜类作物子叶高频再生体系的建立

以大白菜品种北京80号、油青矮脚45天菜心、四季菜心王的带柄子叶为外植体,研究不同基因型、苗龄、激素组合、预处理条件及琼脂质量浓度对不定芽再生的影响。结果表明,北京80号的最佳培养基为MS+5mg/L 6-BA+0.5mg/L NAA+2mg/L AgNO3,再生频率为83.6%;油青矮脚45天菜心和四季菜心王的最佳培养基为MS+0.2 mg/L TDZ+1 mg/L NAA+2 mg/L AgNO3,再生频率分别为73.1%和83.2%。3个基因型的带柄子叶在0.5～1mg/L 2,4-D中预处理3d,再生频率达84%以上。4～5d苗龄的外植体诱导不定芽效果较好。琼脂的质量浓度以12g/L为宜。通过不定芽继代培养和生根驯化建立白菜类作物较高再生频率的再生体系。

白菜类作物转基因技术研究进展

白菜类作物是芸薹属中重要的栽培亚种群 ,也是重要的蔬菜之一 .建立高效可重复的植株再生和遗传转化体系是利用基因工程进行遗传改良所必需的 .本文从高频率植株再生体系的建立 ,DNA直接转移 ,不依赖于植物细胞或组织培养的农杆菌介导转移 ,建立在细胞或组织培养基础上的农杆菌介导的转化 ,转化株后代的遗传行为等方面论述了白菜类作物转基因技术的最新研究进展 。

白菜类作物叶片长宽性状QTL定位分析

利用2套白菜类作物双单倍体(DH)群体与分别包含230、143个分子标记的遗传图谱,运用复合区间作图法对叶长、叶宽、叶片形态指数(叶宽/叶长)3个叶片形态学性状进行QTL定位及遗传效应分析。结果表明:两个DH群体中,在6个连锁群上共检测到9个QTLs位点,其中6个QTLs与叶长相关,2个QTLs与叶片形态指数相关,1个QTL与叶宽相关。这些QTLs分别位于连锁群A01、A03、A05、A06、A09和A10上。各位点的遗传贡献率介于7.1%～28.1%之间。其中,叶长与叶片形态指数的QTLs在两个群体中定位于同一染色体上相近的位置。通过亲本重测序数据对Z16_SZQF1DH群体进行标记加密,最终将叶片形态指数QTL定位于标记BrID111431位点处,对该位点白菜注释基因分析发现在距BrID111431标记54Kb处存在可能的候选基因BrXTH9。95份白菜类作物构成的自然群体转录组数据表明该基因的表达量与叶片形态指数存在极显著相关性,BrXTH9可能在白菜类作物中参与了叶片形态指数的调控。

白菜类作物开花时间的全基因组关联分析

【目的】解析白菜类作物开花时间的调控位点,定位白菜类作物开花时间相关的候选基因,为白菜类作物抽薹开花时间的遗传改良提供依据。【方法】以116份白菜类作物组成的自然群体作为研究材料,分别种植在温室与露地2个独立的环境中,进行开花时间调查。同时,提取试验材料的DNA样品进行深度为1.2x的重测序,对测序数据用Pooled Mapping法进行过滤、与参考基因组比对,获得全基因组高密度SNP集合。经过条件过滤后,对高质量的SNP集合进行生物信息分析,包括试验材料的群体结构分析和全基因组连锁不平衡分析。从高质量的SNP集合中,随机挑选出2 000个变异位点,用Phy ML软件以最大似然法对116份试验材料进行系统发育树分析。用全部的高质量SNP集合位点通过软件Haploview进行全基因组连锁不平衡分析。最后,将高质量的SNP集合与开花时间数据结合,通过TASSEL和GAPIT软件包以及R程序语言进行全基因组关联分析。根据强关联峰值信号点位置和连锁不平衡区间定位开花时间候选位点,再通过白菜与同源物种拟南芥的基因共线性关系以及基因功能注释分析来预测白菜类作物开花时间相关的候选基因。【结果】不同种植条件下、不同类型的白菜类作物在开花时间上存在广泛差异。试验材料在露地环境下的开花时间高峰期明显早于温室环境下的材料;试验材料在露地环境下的开花时间总体表现出偏正态分布,而在温室环境下,开花时间各个阶段呈现出较为均衡的分布。温室与露地环境下的开花时间呈显著正相关。通过生物信息学分析最终得到的高质量SNP位点共103万个。试验材料的群体结构分析表明在系统发育树上各亚群内部分布较为集中,不同亚群之间的分布与材料的地理起源密切相关。全基因组衰减平均LD为2.3 kb,表明在116份白菜类作物构建的群体内存在较为频繁的重组和突变。对不同条件下的开花时间进行全基因组关联分析,用复合模型检测到54个(P>4)强关联峰值信号点,一般模型检测到87个(P>5)。通过进一步分析强关联信号点的连锁不平衡(linkage disequilibrium,LD)区段,得到存在强连锁关系(r2>0.33)的峰值信号点共33个(温室环境下27个,露地环境下19个)。其中,在温室与露地环境下的共定位位点13个。根据33个关联候选位点,再通过白菜与同源物种拟南芥的基因共线性关系以及基因功能注释分析筛选出白菜类作物开花时间相关的候选基因14个,其中温室与露地环境下共定位候选基因3个(FUL、PHYB和FPF1)。在露地条件下定位到开花关键基因FT1。【结论】不同条件下开花时间的相关性分析表明,遗传效应在开花早晚中起着决定性作用。全基因组关联分析共鉴定出33个与开花时间相关的显著关联信号。通过连锁不平衡分析、白菜与同源物种拟南芥的基因共线性关系以及基因功能注释分析初步鉴定出14个白菜类作物开花时间相关的候选基因。

白菜类作物资源群体结构分析

白菜类作物是中国重要的蔬菜和油料作物,关于白菜类作物资源群体结构尚不清楚,采用SSR标记和SRAP标记方法对64份白菜类作物进行研究分析,运用structure软件统计分析标记数据,结果表明白菜类作物资源真实存在3个组群,组群1和组群2间距离较近,其中组群3的遗传多样性更丰富。

白菜类作物氮利用效率的关联分析

为了研究白菜类作物氮利用效率遗传机制,定位与氮利用效率紧密相关的标记位点,利用分布于白菜全基因组的207个InDel标记,对160份有代表性的白菜类作物自然群体的基因组变异进行扫描,采用混合模型分析该群体的遗传结构,并应用TASSEL软件的GLM(General Linear Model)程序对叶片形态、植株形态和生物量相关的10个性状分别在两个氮处理水平进行关联分析。结果表明:InDel数据遗传结构分析将160个单株分为5个亚群体。关联分析结果表明:云南和北京的试验分别检测出45个和35个显著性相关标记,其中4个标记为两年共定位,平均贡献率为0.06。值得注意的是,关联到86个显著性变异位点只在一个氮水平被检测到,可能是氮处理水平的变化影响了某些相关基因的表达调控。

根癌农杆菌介导的白菜类作物转化体系研究进展

白菜类作物是我国乃至世界性的大众蔬菜,利用农杆菌介导技术将目的基因转入蔬菜中,从而选育具有特殊性状的新品种。文章综述了根癌农杆菌介导的白菜类作物高频再生转化体系构建的影响因素,简要介绍了转化植株的分子检测及遗传行为,在此基础上分析了目前遗传转化技术在白菜类作物改良上存在的问题及广阔的应用前景。

白菜类作物开花时间相关基因BraA.FLM.a的CAPS标记开发与利用

[目的]本文旨在研究白菜类作物开花时间候选基因BraA.FLM.a的酶切扩增多态性序列(CAPS)标记开发与利用。[方法]PCR扩增2个亲本的BraA.FLM.a基因外显子2到内含子2区域的特异序列,开发CAPS标记BraA.FLM.a-NlaⅢ,用CAPS标记对F2分离群体的基因型进行检测,并进行Pearson相关性分析研究基因型与开花时间表现型的关系。[结果]通过调查亲本早开花油用型品种‘Yellow sarson’材料YS-143和晚开花芜菁品种‘Vegetable turnip’材料VT-044的开花时间和F2群体的开花时间,发现两亲本的开花时间存在显著性差异。通过PCR扩增克隆了两亲本的BraA.FLM.a基因的特异序列,并在突变位点T-A处开发出CAPS标记BraA.FLM.a-NlaⅢ。在136份F_2分离群体上进行此CAPS标记的验证后,发现T基因型开花时间晚于A基因型的开花时间,并且差异显著(P<0.05)。[结论]BraA.FLM.a基因的CAPS标记BraA.FLM.a-NlaⅢ与开花时间表型显著相关,该标记可以用作开花时间的分子选择辅助育种。

白菜类作物开花时间相关基因CCA1的克隆及功能标记开发

以1年生的油用型品种Yellow sarson(YS-143)与2年生的芜菁品种Vegetable turnip(VT-044)的cDNA为模板,克隆出CCA1基因cDNA全长序列,分析其核苷酸多态性。在这2份材料构建的200株F2分离群体中,选取极早和极晚开花的单株各24株,对在亲本上鉴定到的4个多态性位点进行PCR扩增,采用Pearson相关性分析研究基因型与开花时间表现型的关系。构建pEZS-NL-CCA1载体,利用亚细胞定位技术,分析CCA1基因在真核细胞中的表达情况。序列分析表明,YS-143与VT-044分别有1 665、1 647个核苷酸,分别编码了554、548个氨基酸。亲本之间核苷酸序列分析鉴定到12个差异位点,氨基酸同源进化树分析表明,十字花科的不结球白菜、大白菜、萝卜、油菜、拟南芥、亚麻芥聚集在同一分支中,而禾本科的大麦、玉米、水稻聚集在另一分支中。在F2分离群体上,Pearson相关性鉴定到位于亲本第727至第732个碱基处的1个多态性位点(ACCCTT/ACCCTT),有该位点的群体单株平均开花时间为39 d,极显著早于缺失该位点的群体单株平均开花时间104 d(P<0.01),表明白菜类作物CCA1基因的第727至第732个碱基的缺失(A05:472204-472209)与开花时间呈极显著相关,影响开花时间,可为光周期敏感的白菜类作物晚抽薹育种研究提供一定的理论依据。开发的该Insert/Delete(InDel)标记,可以作为功能分子标记进行辅助育种工作,以加快育种进程。亚细胞定位结果表明,CCA1基因主要在细胞核上表达。

抗虫转基因白菜类蔬菜作物培育研究进展

就影响白菜类蔬菜作物离体培养再生频率的主要因素 (如植物基因型、激素浓度及其配比、外植体类型和生理状态等 )与不同抗虫基因 (如 Bt基因、蛋白酶抑制剂基因和雪花莲凝集素基因等 )在白菜类蔬菜作物中的应用作简要综述。