芸苔属油菜植物的新种合成及其细胞遣传学研究——I.一个人工合成欧洲油菜(Brassica napus, L)的研究

引言在芸苔属(Brassica)植物中,包含有许多各种不同染色体数目的物种.根据水岛的报告从种间杂种染色体配对情况的研究表明,其中染色体数目较多的物种——欧洲油菜(B. napus, L.),芥菜(B. juncea, Coss.),非洲油菜(B. Carinata, Braun)——都是所谓复合种;而染色体数目较低的物种——矮油菜(B. campestris, L.),甘蓝(B. oleracea, L.)和黑芥(B. nigra, Koch)——则是所谓基本种.复合种的染色体组是由基本种构成的.这一概念通过芸苔属植物人工合成种的研究,目前已被完全证实.     

子房离体培养育成白菜型油菜和甘兰杂交的种间杂种

细胞学的研究证明,甘兰型油菜是白菜型油菜和甘兰杂交合成的异沅四倍体。但是,人工产生这种异沅四倍体是很困难的。白菜型油菜和甘兰都有许多亚种和变种,它们之间相互杂交,对培育新的蔬菜、饲料和油料作物都很有用。作者通过子房离体培养法,育成了白菜型油菜和甘兰杂交的种间杂种。并研究了白菜型抽菜和甘兰正反交的子房,在不同浓度的酵母膏和酪旦白水解产物,以及椰子汁和酪旦白水解产物对子房发育的影响。     

两个油菜种的染色体核型分析

应用改进的染色体制片方法研究了甘蓝型油菜和芥菜型油菜的核型,结果表明：甘蓝型油菜和芥菜型油菜的各品种在染色体数目和核型对称性方面都是稳定不变的,甘蓝型油菜“中双4号”的核型公式为2n=4x=38=2M 22m 14sm,芥菜型油菜“望江凉亭”的核型公式为2n=4x=36=24m 8sm(2SAT) 4st,它们的核型均为2B型,讨论了两个油菜种各栽培品种之间的核型差异,指出同一类型染色体在不同品种核型组成中的数量不同,随体存在与否及数目亦不相同。     

白菜与甘蓝种间杂交(Brassica pekinensis Rupr.与B.oleracea L.)的一些尝试

芸苔属的种间杂交工作一向受到植物学者们的注意.U.最先以芸苔(Brassicacampestris L.)与甘蓝(B.oleracea L.)杂交,人工合成了B.napus L.是这一方面经典的工作。根据他的杂交成果和以往的细胞遗传学观察,提出了芸苔属植物各物种种间关系的理论。此项理论法经学者们从各方面予以验证属实,现已成为遗传学的重要论题(参阅[1])。 白菜(B.pekinensis Rupr.)是我国特产的蔬菜,与人民的生活关系极为密切。白菜与芸苔血绿很近,可以自由杂交,因此自然地令人想到以白菜与甘蓝杂交极有可能获得一种有价值的新植物。我们曾以白菜为母本,以羽衣甘蓝为父本进行杂交,获得一能育力极     

芥白杂交后代芥菜型油菜遗传物质渗入分析

为了选育渗入具有芥菜型油菜优良性状的白菜型油菜新资源,拓宽白菜型油菜的遗传基础,改良白菜型油菜的性状,试验将芥菜型油菜(AABB)作为母本,白菜型油菜(AA)作为父本通过杂交获得的F1代,再与父本回交获得BC1F1。并将其连续自交得到BC1F6,从BC1F6代中挑选62个芥白杂交后代单株作为供试材料。利用SSR分子标记技术对母本炉霍油菜的遗传物质在芥白杂交后代中的渗入情况进行分析。结果表明:针对油菜A基因组(A1~A10)设计SSR分子标记引物,并从中筛选得到25对SSR特异性引物,在BC1F6代材料中共扩增出43条带,其中多态性条带占总条带的58.1%;芥白杂交后代中芥菜型油菜遗传物质渗入率为13.95%~32.56%,平均渗入率为20.85%;炉霍油菜A组染色体A1~A10遗传物质都有不同程度的渗入到芥白杂交后代中。通过芥菜型油菜与白菜型油菜进行杂交,能够使种间遗传物质发生交流,从而拓宽白菜型油菜种质资源。     

甘白种间杂交选育新型白菜型油菜的研究

为了拓宽青海省白菜型油菜的遗传基础,本研究利用早熟甘蓝型油菜与特早熟白菜型油菜浩油11号种间杂交,通过表型选择并结合细胞学染色体数目观察,获得54份新型白菜型油菜品系。对这些品系的生育期、品质、恢保关系、遗传多样性进行了研究。结果表明:成熟期比浩油11号晚0～10 d;获得5份低芥酸、5份低硫甙及1份双低材料;筛选出2份533A的保持系,回交转育出3份533A的恢复系;分子标记聚类分析结果表明新型白菜型油菜品系与天然白菜型油菜具有一定的遗传差异。     

土壤Pb、Cd污染对5种植物生理指标和修复能力影响的研究

为了筛选出修复重金属铅(Pb)、镉(Cd)污染土壤的植物,用盆栽的方法选取白菜(Chinese Cabbage)、甘蓝(Brassica oleracea)、野菊花(Chrysanthemu mindicum)、鸡冠花(Celosia cristata L)和紫苏(Perilla frutescens)为试验材料,模拟重金属Pb、Cd污染,Pb处理浓度为0.600mg/kg,Cd处理浓度为0.60mg/kg,采用感应耦合等离子体等方法研究了Pb、Cd污染对5种植物鲜重和干重的影响,以及5种植物对Pb、Cd污染土壤的修复能力.结果表明:白菜、甘蓝和菊花在污染土壤中植物形态上呈现健康生状态,鸡冠花、紫苏处理后叶片变黄,出现轻微的萎焉状态.Pb 600mg/kg和Cd 60mg/kg均显著增加白菜、甘蓝、菊花鲜重和干重,但减少了紫苏和鸡冠花的鲜重和干重.5种植物对于Pb的吸收能力由强到弱依次为白菜、甘蓝、菊花、鸡冠花、紫苏.5种植物对Cd的吸收能力由强到弱依次为白菜、甘蓝、菊花、鸡冠花、紫苏.Pb的积累指数由大到小依次为白菜、菊花、鸡冠花、甘蓝、紫苏.Cd的积累指数由大到小依次为白菜、菊花、鸡冠花、紫苏、甘蓝.白菜在5种植物中积累指数最高,说明它对于Pb、Cd的吸收积累能力较强,对Pb、Cd污染土壤具有较强的修复能力.     

白菜型油菜自交不亲和性状的遗传分析

以青海大黄、青油241和黄籽沙逊为亲本材料,配制成2个杂交组合的各6个世代群体,即P1、P2、F1、F2、B1、B2,研究了白菜型油菜自交不亲和性状的遗传特点。结果表明:白菜型油菜不仅品种间自交亲和指数差异显著,同一品种内自交亲和指数变异幅度也较大,自交亲和品种中存在不亲和株,自交不亲和品种中存在高亲和株;自交不亲和性状和自交亲和性状受1对等位基因控制,自交不亲和为显性性状,自交亲和为隐性性状,青海大黄和黄籽沙逊均为隐性纯合体(SCSC)。     

盐胁迫对两种油菜叶片生理指标的影响

以两种油菜品种天油2号和陇油6号作为供试材料,研究这两种油菜叶片在盐胁迫下各个生理指标(叶绿素含量,MDA含量,脯氨酸含量,抗氧化酶活性等)的影响.结果显示在不同浓度的盐胁迫下,两种油菜叶片中叶绿素含量呈先上升后下降的趋势,MDA含量总体呈上升趋势,SOD、CAT和APX的活性呈先升高后下降的趋势,GPX的活性总体呈上升趋势,天油2号中游离脯氨酸含量呈先上升后下降的趋势,陇油6号中游离脯氨酸的含量总体呈上升趋势.结果表明不同浓度的盐胁迫会对两种油菜叶片细胞造成氧化损伤,通过对两种油菜叶片各生理指标测定值的分析,随着盐胁迫浓度的不断增大,陇油6号油菜表现出了更好的抗盐胁迫的能力.     

重组型白菜的细胞学及分子遗传解析

异源四倍体甘蓝型油菜(Brassica napus,AACC,2n=38)是研究异源多倍体植物起源、进化的一种模式植物。先前的研究中,通过甘蓝型油菜与近缘种植物杂交,诱导C亚基因组染色体优先消除,重建了祖先种白菜类型(restituted B.rapa,RBR,AA)。本研究通过雌蕊细胞染色体压片技术,扩增片段长度多态性(AFLP)技术对已获得的2个重组白菜及其连续自交后代进行细胞遗传及系统聚类分析。结果显示:2个重组白菜及其自交后代的染色体数稳定在2n=20;与天然白菜相比,RBR在表型上表现一些特有的性状;经AFLP分子标记分析RBR Oro与白菜"Chiifu"聚为一类,RBR ZS11与本土的白菜型油菜"白油1号"亲缘关系紧密。结论:重组白菜在染色体组水平上具有稳定性,且重组白菜主要依赖于亲本甘蓝型油菜的起源。     

两种东风螺的染色体核型

方斑东风螺(Babylonia areolata)和泥东风螺(Babylonia lutosa)隶属于东风螺属,是中国重要的水产经济品种.以这两种东风螺的担轮幼体为实验材料,经秋水仙素处理,空气干燥法制片,Giemsa染色,观察分析获得的两种东风螺染色体核型.结果表明,方斑东风螺核型为2n=66=32m+20sm+8st+6t,染色体总臂数NF=118.泥东风螺核型为2n=66=30m+22sm+8st+6t,总臂数NF=118.两种东风螺的全套染色体中均未发现次缢痕、随体及性染色体.另外,本研究还分析了这两种螺与蛾螺科其他种类之间的染色体数目差异,为探讨它们之间的亲源关系提供科学依据.     

甘蓝型油菜BnbHLH122基因的克隆、表达模式及胁迫响应分析

为了进一步探究甘蓝型油菜bHLH转录因子的生物学功能,本实验采用同源克隆技术从甘蓝型油菜中克隆了2个bHLH122转录因子基因全长cDNA序列,分别命名为:BnbHLH122-1(GenBank登录号为MT795160)和BnbHLH122-2(GenBank登录号为MT795161).生物信息学分析表明,BnbHLH122-1和BnbHLH122-2蛋白为不稳定的亲水性蛋白,都含有bHLH保守结构域,分别与白菜和甘蓝中预测的bHLH122蛋白的亲缘关系最近.亚细胞定位和转录激活活性验证实验结果表明两个BnbHLH122蛋白均定位在细胞核且具备转录激活活性.qRT-PCR实验结果表明BnbHLH122-1基因主要在花期的根中表达,BnbHLH122-2基因主要在苗期的根和花期的花中表达.此外,高温、低温、干旱、高盐、渗透、核盘菌胁迫以及ABA、SA、MeJA激素处理均能显著影响BnbHLH122基因的表达,由此说明甘蓝型油菜BnbHLH122基因可能在维持植株正常的生长发育和抵御逆境胁迫过程中发挥重要调节作用.     

特早熟春性甘蓝型油菜青杂8号的选育

为了培育出在海拔2 900 m以上且年平均温度在0.5℃以下的地区(主要在青海省海北州和海南州)可以正常成熟的早熟双低甘蓝型油菜品种,并进一步扩大甘蓝型油菜在脑山地区的种植面积。利用甘白种间杂交创造出的优质特早熟甘蓝型种质资源作为亲本,选育出的不育系380A、保持系380B和恢复系187R,然后,进行三系配套并以该地区的白菜型油菜主栽品种浩油11号为对照,培育出早熟双低波里马细胞质雄性不育三系杂交种青杂8号。该品种适合在青海海拔2 900 m以上且年平均温度在0.5℃以下的区域种植,比该地区主栽品种浩油11号增产10%左右,因此,可替代该地区的白菜型油菜主栽品种浩油11号,也可以在热量条件较好的地区复种。     

芸苔属与诸葛菜属间杂种的细胞遗传学

在十字花科的诸葛菜与6个芸苔属栽培种的属间杂交中,发现亲本种染色体组在杂种有丝分裂中的完全与部分分开现象及此现象的遗传控制.各杂种中的染色体行为受芸苔属亲本中所含染色体组的影响;诸葛菜与3个二倍体种(白菜型油菜、甘蓝和黑芥)杂种的不同染色体行为,导致诸葛菜与3个四倍体种(甘蓝型油菜、芥菜型油菜和埃塞俄比亚芥)的杂种在染色体行为上的差异.由于亲本种染色体组分开现象的发生,可从这些杂种后代中获得芸苔属亲本的纯合植株和各种染色体组成的非整倍体,为研究芸苔属种的染色体组进化和结构、芸苔属作物的育种,提供了新的宝贵材料.     

耐氨固氮菌浸种对几种蔬菜SOD,POD等活性的影响初探

蔬菜种子经耐氨固氮菌浸种处理后,测定了三叶一心期幼苗中SOD、POD、CAT及PPO活性,结果表明:4种蔬菜幼苗体内SOD活性均有明显提高(P<0.05或P<0.01),甘蓝、菜心中POD活性、白菜中CAT活性和甘蓝、莴苣、白菜中PPO活性也显著增加,而白菜根中POD活性、菜心中CAT、PPO活性却显著降低,这说明种子经耐氨固氮菌浸种处理后能一定程度上提高蔬菜幼苗的抗氧化功能。     

海甘蓝硫甙合成关键酶S-GT基因克隆及种子特异性hpRNAi载体构建

根据甘蓝型油菜S-GT(thiohydroximate S-glucosyltransferase)基因cDNA序列设计引物,以海甘蓝总DNA为模板进行PCR扩增.获得S-GT基因全长.克隆的海甘蓝S-GT序列与甘蓝型油菜序列相比,除74 bp的内含子部分外有92个碱基的差别,相似性高达93.4%.分析显示该序列均有完整的开放阅读框,并表明所克隆的海甘蓝S-GT序列编码465个氨基酸,在第10个位点上比甘蓝型油菜序列少一个丙氨酸(A),总共有23个氨基酸不同,相似性为95.06%.根据获得的基因序列设计引物扩增出同一基因序列相同但是带有不同酶切位点的两个片段,将两个片段反向插入到已构建的带有种子特异表达载体内含子的两端,成功构建了海甘蓝S-GT基因的种子特异性hpRNAi载体,为特异性降低海甘蓝的种子硫甙奠定了基础.     

海甘蓝硫甙合成关键酶S—GT基因两种表达载体的构建

Thiohydroximate S-glucosyltransferase(S-GT)是硫甙生物合成的一个关键酶.根据发表的甘蓝型油菜S-GT基因cDNA序列设计引物,以海甘蓝总DNA为模板进行PCR扩增,获得S-GT基因全长,构建了海甘蓝S-GT基因的植物双元表达载体pCambia2300sn-CaSGT.用PCR的方法对CaSGT基因的外显子进行了拼接,将得到的序列正向插入到了大肠杆菌表达载体pET-32b(+)中,得到重组质粒pET·32b(+)-CaS-GT,为进一步研究CaSGT的生物学特性打下基础.     

多室油菜的研究进展

作为具有高产潜力的优异种质资源,多室油菜正在受到国内外学者越来越多的关注.与普通的二室油菜相比,多室油菜通常具有3~4个果室.由于角果果室数目的增加,多室油菜的角果粒数通常高于相同遗传背景下二室油菜的角果粒数,从而具有更高的产量.本文从多室油菜的性状表现、解剖学研究、遗传学研究、多室基因的定位及克隆等方面综述了多室油菜的研究进展.     

双低杂交油菜新组合"湘杂油3号"的选育

从 198 9～ 2 0 0 0年 ,用甘蓝型油菜胞质不育系D6A、保持系D6B分别与 2 2 4- 2杂交并回交 ;用T89— 6与优质品种 (系 )复合杂交 ,分别育成了甘蓝型双低油菜胞质不育系492A ,黄籽双低油菜恢复系恢 5 ,选配出强优势杂交油菜新组合“杂 95 0 5” .经过 5年市、省区试及长江中游片多点大面积生产示范鉴定和农业部油料及制品检测中心品质分析 ,表现为优质高产 ,增产潜力大 ,适应性广 ,抗 (耐 )病、抗倒伏等特点 .2 0 0 1年 2月湖南省品种审定委员会审定 ,命名“湘杂油3号” ,列为优质杂交油菜推广良种 (组合 ) .     

不结球白菜SSR引物的高效开发及其通用性研究

利用改进的ISSR-PCR分离不结球白菜基因组微卫星,进行两步PCR,分别设计出SSR两端引物IP2和IP3（即SSR引物对）,SSR引物产率为12%,明显高于传统方法.不结球白菜SSR序列以（GA）n为主,占70%.将69对SSR引物用于芸苔属其它8种作物的扩增,97%引物有显著扩增,扩增率最高的为四倍体白菜和甘蓝（85.5%）,最低的为青花菜（49.3%）.10对为通用引物,在所检测的8种作物中片段大小一致,其余的扩增片段和数目差异较大,表现出较为丰富的多态性.尤其是在C基因组的甘蓝和花椰菜上,最多可检测到5个位点,表明运用lSSR-PCR开发出的引物多态性较高.