不结球白菜(Brassi cacampestris ssp.chinensis Makino)种质资源SRAP遗传分化分析

利用SRAP分子标记分析了国内外64份不结球白菜种质资源的DNA遗传多样性和遗传分化。21对引物组合共检测出215个位点,其中112个为多态性位点,多态性比率达52.09%,平均每对引物组合产生10.24个位点和5.33个多态性位点。不结球白菜各类型中普通白菜的Nei’s基因多样性指数(0.1410)和遗传丰富度[(190)88.37%]最高;各生态区域中江淮流域不结球白菜的Nei’s基因多样性指数(0.1451)和遗传丰富度[(185)86.05%]最高;国内的Nei’s基因多样性指数(0.1293)和遗传丰富度[(188)87.44%]分别高于国外。遗传变异估算表明,不结球白菜遗传分化系数58.22%,大部分变异存在于种群间;基因流为0.4031,说明群体间基因流动较少,遗传分化程度较高。以遗传相似系数0.872为截值,可把不结球球白菜分为Ⅵ个类群。

白菜和芜菁Ogura型雄性不育系与保持系的获得及其细胞学观察

通过甘蓝型油菜Ogura细胞质雄性不育材料与白菜、芜菁的种间杂交和连续回交,获得了不育性稳定的白菜、芜菁Ogura细胞质雄性不育系‘新选Ogu28-4’、‘矮脚黄Ogu33-14’和‘耐病Ogu18-4’及其相应的保持系。细胞形态学研究表明:虽然这3个不育系核背景不同,但花药败育时期基本相同,均具有单核败育型的特征;小孢子到单核期后不再向前继续发育,而是迅速退化以至解体,开花前彻底败育;不育系的花药在减数分裂早期绒毡层细胞中已出现液泡,有肥大趋势,而正常花药绒毡层的发育在减数分裂过程中达到高峰,四分体时出现退化迹象,开花前完全解体。不同的眙Ogura细胞质雄性不育系,虽然核背景不同,但花药败育的时期基本相同,说明Ogura CMS胞质互作关系稳定,受核背景影响小。

大白菜AB-81高频再生系统的建立及gusA基因瞬时表达的研究

以大白菜自交系AB 81的子叶和真叶切块为外植体 ,建立了高频不定芽离体再生系统。在MS附加TDZ 0 .2mg/L ,NAA 2 .0mg/L ,AgNO310mg/L和ABA 0 .2 5mg/L的再生培养基上 ,子叶和真叶的不定芽再生频率分别达到 93.3%和 90 .0 % ,每块外植体的不定芽数达 3～ 6个 ,最多达 2 1个。以EHA10 5/pMOG4 10为载体转化侵染大白菜AB 81的子叶 ,获得较高gusA基因瞬时表达频率的条件为 :子叶预培养 2～ 3d ;侵染的工程菌液的浓度OD 0 .3～ 0 .5;侵染时间 2～ 10min ;共培养时间 2～

白菜OguCMS相关MYB家族新基因BcMYBogu的克隆与特征分析

为研究CMS核质互作的分子机理,将甘蓝型油菜(Brassica napus L.)和白菜(B.campestris L.ssp.chinensis Makino)杂交并连续回交6代获得白菜OguCMS,在与保持系花药细胞学比较的基础上,运用cDNA-AFLP筛选得到白菜OguCMS早、中期花蕾提早表达的MYB-like差异片段,利用RACE克隆得到该片段的cDNA全长,命名为BcMYBogu(GenBank登录号:EF127861),对其氨基酸序列和表达特征进行研究。结果表明,白菜OguCMS绒毡层在四分体后增生,高度液泡化,导致小孢子花粉外壁异常,细胞质同外壁分离并降解;花药变白;BcMYBogu具有典型的MYBDNA结合域—W残基和SH[AL]QKY[RF]基序;系统进化分析显示BcMYBogu与AtMYB26,AtMYB32和AtMYB4等聚类在同一分枝;RT-PCR分析表明BcMYBogu在莲座叶、花茎和花蕾中均有表达,但在OguCMS花蕾中表达量显著上升。由此推测BcMYBogu是一个新的与白菜OguCMS相关的MYB家族新成员。

提高白菜离体培养植株再生频率的研究

选用 7个白菜类蔬菜栽培品种和 1个杂交亲本进行离体培养植株再生试验 ,筛选出最佳培养基配方为 1/2倍NH+4 浓度的MS培养基附加BAP 2mg/L、NAA 0 .4 5mg/L和AgNO37.5mg/L ,大幅度提高了植株的再生频率 ,高达 84 .8% ,大大缩短成苗周期 ;子叶—子叶柄接种后 ,最早的仅需 6d即可分化出不定芽 ,从接种到再生苗的移栽最快的仅需 4 0d ,平均一批约需 50d ,达到了高频快速的要求 ;该培养基对白菜类蔬菜的不同品种有着较广的适应性。对不定芽的发生过程进行组织学观察表明 ,在本试验条件下 ,白菜离体培养植株再生方式为外植体直接出芽。再生苗生根后移栽的成活率可达 95%以上。

白菜核雄性不育两用系花蕾的mRNA差别显示及其cDNA差异片段分析

用 m RNA差别显示技术对白菜核雄性不育两用系中不育株群与可育株群花蕾总 RNA进行了比较分析 .在 6种反转录模板和 2 0种差异随机引物共 12 0种组合的选择扩增中共回收了 18个 c DNA差异片段 ,对其中 6个 c DNA差异片段进行 Northern验证 ,获得了一个白菜核雄性不育两用系可育株群并在花蕾中特异表达的阳性差异片段 ,简称为 B0 30 2 - 4 .Northern验证结果表明它在不育株中的表达受到了明显的抑制 ,其长度为 4 6 3bp.经 Gen Bank BLAST查询 ,它与拟南芥第一条染色体上编码细胞色素 P4 5 0的基因 CYP86 C4核苷酸序列有 84 .3%的同源性 .

白菜雄性不育相关新基因BcMF1的分离及特征分析

【目的】筛选与白菜雄性不育性状相关的新基因,为研究植物雄性不育的分子机制提供依据。【方法】利用cDNA-AFLP技术分析白菜核雄性不育两用系‘ZUBajh97-01AB’的表达差异,在可育株群中扩增出1条特异条带BcMF-A15T17,通过RACE和PCR技术扩增得到该基因的cDNA和DNA全长序列,并用Northern杂交验证了该基因的表达特征。【结果】该基因被命名为BcMF1,它的cDNA全长为1684bp,基因全长为1985bp,BcMF1基因仅在两用系可育株群的中、大花蕾中特异表达。推测的BcMF1蛋白含有471个氨基酸,与拟南芥未知功能蛋白家族DUF1216成员的相似性较高,预测该蛋白是一个定位在胞外的分泌蛋白。【结论】BcMF1基因是一个与白菜细胞核雄性不育相关的新基因。

25S rDNA和5S rDNA在大白菜中期染色体上的FISH定位

【目的】确定rDNA在中国大白菜基因组中的位点数目和分布位置,并建立识别大白菜不同染色体的特异标记。【方法】用荧光原位杂交技术对25S rDNA和5S rDNA在大白菜有丝分裂中期染色体进行了定位研究。【结果】在大白菜中期染色体上,分别检出了5对25S rDNA杂交信号和3对5S rDNA杂交信号。对应于大白菜中期染色体形态图,确定5对25S rDNA信号分别分布在大白菜1号染色体长臂(1L)的近末端,2号染色体长臂(2L)的近中部,3号和4号染色体长臂(3L、4L)的近着丝点处和10号染色体的随体上,信号强度为10号>2号>3号和4号>1号;而5S rDNA的3对信号分别位于2号染色体的长臂(2L)和9号、10号染色体的短臂(9S、10S)。【结论】在分子水平上为大白菜部分染色体提供了识别标记。

白菜核雄性不育两用系AFLP扩增特异片段的克隆及序列分析

利用AFLP技术从白菜核不育两用系"矮脚黄"可育系DNA中得到一个特异扩增片段MF-14.Southern杂交结果证实不育系也存在该片段的同源序列;回收该特异扩增片段并将其克隆到pGEM-TEasy载体进行序列测定.测序结果表明,该片段全长289bp,其碱基组成为A+T=46.02%.与白菜RAPD特异片段S107及其他育性相关基因核苷酸序列比较,同源性均低于50%.表明该片段为一新的序列.

基因型和供体植株生长环境对大白菜游离小孢子胚胎发生的影响

17个用于大白菜常规育种的基因型在NLN-13液体培养基中进行游离小孢子培养,结果有16个基因型经由小孢子胚胎发生途径获得小孢子胚.这些基因型包括从早熟到晚熟的各种类型.各基因型之间在小孢子胚胎发生频率方面存在很大差异,产量最高的两个基因型T11和CC11,平均每百花蕾分别达35 928和34 132个胚.供体植株生长环境对小孢子胚胎发生具有明显影响:在10/20℃(夜/昼)的部分控温温室生长的供体植株,其小孢子胚产量较高;而在温度无法调控、午间最高温达30-40℃、夜间降至10-15℃左右田间生长的供体植株,胚产量仅为前者的29.5%.

白菜雄性不育相关基因BcMF4基因功能的RNAi验证

BcMF4(Brassica campestris Male Fertility 4)是前一阶段从普通白菜(Brassica campestris ssp．chinensis var．communis,syn．B．rapa ssp．chinensis var．communis)核雄性不育两用系的可育株中分离到的雄性不育相关基因。本研究根据BcMF4基因的cDNA序列设计两对特异引物,从普通白菜花蕾cDNA中扩增出两个片断后连接至双元载体pBI121中,得到了RNAi(RNA interference)植物表达栽体pBI-B4R,并导入了农杆菌LBA4404菌株中;通过组织培养途径转化菜心(B．campestris ssp．chinensis var,parachinensis),72．2％的菜心转基因植株中45．8％的花粉为缩小而空瘪的畸形,而且这些植株的花粉离体萌发率降低至23．7％;Northern杂交显示,转基因植株的花粉畸形,是由于BcMF4基因片段的插入使BcMF4基因的表达受到了抑制。结果表明,采用RNAi技术下调了BcMF4基因的表达,导致了菜心转基因植株部分花粉的不育,证明BcMF4基因在普通白菜和菜心等白菜植物的花粉发育中起着重要作用。

利用小孢子培养创建大白菜初级三体的研究

创建大白菜初级三体是开展基因染色体定位等细胞分子遗传学方面研究的基础。本研究从四倍体大白菜9405自交系游离小孢子培养获得的植株中,筛选出79个2n+1植株。通过根尖中期染色体核型分析,并结合减数分裂和植株外部形态特征观察,从中鉴定筛选出了一整套初级三体。各初级三体在植株的形态特征上表现出不同程度的差异。四倍体大白菜游离小孢子培养是创建初级三体的快捷简便的有效途径。

青研系列大白菜杂交种及亲本指纹图谱构建和杂种纯度鉴定

利用SSR分子标记技术构建了青研系列7份大白菜杂交种及其11个亲本的DNA指纹图谱,筛选出5对具有较高多态性的SSR核心引物,核心引物组合扩增,可以鉴别亲本及其杂交种的真伪。利用其中一对共显性SSR标记P3鉴定青研早9号、青研桔15和青研春白一号三个杂交种的纯度。对比苗期性状调查结果表明,SSR分子标记用于杂交种纯度鉴定结果是可靠的。本试验为大白菜杂交种纯度鉴定提供了可靠的方法,对亲本保护及杂交种推广具有重要意义。

大白菜CMS96细胞质雄性不育分子特性研究

大白菜CMS96细胞质不育系是由大白菜株系与甘蓝型油菜细胞质不育源杂交、多代回交后获得的。该不育系生长势旺、不育性稳定,不育度和不育株率均为100%,蜜腺正常,在大白菜杂种一代生产中具有广阔的应用前景。为了定位大白菜CMS96细胞质不育所属的类型和获得其不育有关的特异序列,依据atp9、coxI、orf138和orf224保守序列设计4对引物,对3组11份大白菜材料线粒体DNA进行PCR扩增,每组材料内包含同核异质PolCMS、OguCMS、CMS96三种大白菜不育系和一种共用保持系。结果表明,atp9和coxI引物在所有材料中均有扩增产物,供试材料间没有差异;而orf138和orf224引物扩增产物存在差异。orf138引物仅在全部OguCMS和CMS96不育系中扩增出309bp特异带,而保持系和PolCMS不育系没有扩增产物;orf224引物仅在所有PolCMS中扩增出689bp特异带,而保持系、OguCMS和CMS96不育系没有扩增产物。同时,对保持系和不育系花组织mRNA进行RT-PCR分析,进一步验证了orf138和orf224引物扩增产物的特异性和一致性。同源性分析结果表明,利用orf138引物所获得的309bp大白菜mtDNA特异片段均与萝卜OguCMS、甘蓝型油菜OguCMS萝卜体细胞杂种所具有的Oguorf138高度同源,二者有172个核苷酸完全相同,有58个氨基酸完全相同;orf224引物所获得的689bp大白菜mtDNA特异片段与甘蓝型油菜的Polorf224高度同源,二者有677个核苷酸完全相同,有225个氨基酸完全相同,同源性均达到100%。初步认为大白菜OguCMS和CMS96不育系具有相似性,OguCMS萝卜所具有的orf138是导致二者不育的原因;Pol甘蓝型油菜所具有的Polorf224是导致大白菜PolCMS不育的原因。

不同倍性不结球白菜Pol CMS及保持系生理生化特性比较

对二、四倍体不结球白菜Pol CMS及其保持系花蕾和薹叶进行生理生化特性比较分析,结果表明:不育系花蕾中可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸含量均显著低于保持系,且各指标在不育系中四倍体低于二倍体,而在保持系中则四倍体高于二倍体;不育系MDA含量,POD、SOD、CAT活性均高于保持系,不育系中四倍体均高于二倍体,而保持系中四倍体均低于二倍体;薹叶中MDA含量,POD、SOD、CAT活性均为不育系高于保持系,不育系中四倍体高于二倍体;POD、EST同工酶显示不育系与保持系间均具特异酶带,但不同倍性间并无差异。

不结球白菜同源四倍体Pol CMS及其保持系花药发育的解剖学研究

以秋水仙素人工诱变获得的不结球白菜同源四倍体Pol CMS及其保持系为材料，采用石蜡切片法研究其花药发育过程。结果显示：四倍体Pol CMS与保持系花药发育差异明显，不育系花药发育受阻于孢原细胞分化期，不形成药室，属无花粉囊型。极少数温敏型花药能产生1～2个花粉囊，但四分体时期绒毡层提早退化，导致成熟小孢子数目减少。四倍体保持系花药发育过程与二倍体基本一致，同一时期的可育小孢子四倍体比二倍体大，二倍体花粉粒都为3个萌发孔，而四倍体多为4个萌发孔。四倍体保持系同一花粉囊中花粉粒发育有不同步现象，花粉粒败育频率比二倍体高。研究表明，不结球白菜同源四倍体Pol CMS比其二倍体Pol CMS不育更彻底，更具廊用性。

白菜离体春化相关基因表达的cDNA-AFLP分析

借助cDNA-AFLP技术分离到15个与白菜离体春化反应相关的表达序列标签(EST)。Blast结果表明:低温春化处理抑制性表达的12个EST,多与异化作用相关基因同源性较高;春化诱导表达的3个EST,分别与编码核糖体蛋白的亚基(或与自主开花途径相关的FAC基因连锁的因子),ATPase的亚基,小G-蛋白亚基的基因同源性较高。

大白菜新型细胞质雄性不育系6w-9605A的育性鉴定和花药败育的细胞学观察

采用石蜡切片技术,研究了大白菜(Brassica campestris L. ssp. pekinensis)细胞质雄性不育系6w-9605A及其保持系6w-9605B的花药发育过程的细胞形态学特征,确定不育系花药败育时期及方式,并对不育系6w-9605A进行花器官观察和育性鉴定。结果表明:保持系6w-9605B花药发育正常;不育系6w-9605A花药发育受阻于孢原分化时期,占总败育花药的66.7%,不形成花粉囊和花粉粒,属于无花粉囊型败育;另外33.3%的败育花药可形成花粉囊,小孢子均受阻于单核靠边期或者二胞期,败育特点为绒毡层细胞异常肥大,挤压小孢子,导致小孢子和绒毡层解体;6w-9605A的不育性稳定、彻底,不育株率和不育度均为100%。

大白菜2n配子发生的遗传分析

遗传分析表明 ,大白菜 2n配子发生受隐性单基因控制 ,遵循孟德尔遗传规律。在参与受精的 2n配子中 ,2n雌配子较

大白菜分子连锁图谱的构建与分析

构建大白菜分子连锁图谱,旨在为紫色等性状的QTL定位奠定基础。以紫菜薹(B.compestris L.var.purpurea Bailey)和结球白菜(B.campestris L.ssp.Pekinensis(Lour.)Olsson)杂交的F2群体为试材,基于231个多态性标记,利用JoinMap3.0软件,得到包含163个标记、11个连锁群和4个片段的大白菜分子连锁图谱,其中包括117个RSAP标记、38个SRAP标记、5个SSR标记和3个RAPD标记。图谱覆盖基因组长度为821.3cM,标记间平均图距为5.04cM。连锁群上23.31%的标记表现偏分离,偏分离标记在连锁群上聚集出现。基于与紫色性状连锁的RAPD标记,推断LG4与大白菜1号染色体对应。该图谱可有效的用于紫色等性状的QTL定位分析。