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大白菜(Brassica rapa ssp.pekinensis)又称结球白菜，是我国主要芸薹属蔬菜作物，具有高营养价值，是生活中必不可少的叶菜类蔬菜之一，叶球作为主要食用器官，结球类型变异丰富，不同结球类型往往伴随着不同的结球性状，直接关系到大白菜的产量和商品价值。因此，开展大白菜叶球抱合方式及发育相关性状的研究对其品质改良起着极为重要的作用。
本研究以EMS(甲基磺酸乙酯)诱变高桩舒心结球大白菜自交系‘A03’获得的合抱结球突变体ic-1为材料，研究ic-1叶片发育特点，解析合抱结球突变性状的遗传规律;根据野生型‘A03’与EMS诱变获得的合抱突变体ic-1之间结球方式的不同，开展结球相关基因在不同生长时期的表达模式分析;利用MutMap混池测序技术，鉴定调控合抱突变体结球方式的主要候选基因。旨在研究调控大白菜叶球抱合形成的相关基因及其表达特点，为阐明大白菜结球这一复杂性状的分子机理以及为利用分子手段培育大白菜不同类型新品种提供依据。
主要研究结果如下:
1.对叶球合抱突变体ic-1与野生型‘A03’杂交各世代结球方式分离情况调查，表明该结球性状符合3∶1的遗传分离规律，合抱突变性状是由隐性基因控制;以‘A03’为对照，在收获期对合抱突变体ic-1表型性状进行调查，发现ic-1外部形态较小，叶顶端向内弯曲抱合、叶面平展全缘、叶色浅、中肋脆易折断、球叶薄而松散等特点;纤维素含量测定发现，ic-1含量显著低于‘A03’;石蜡切片叶片组织观察发现，ic-1上表皮、栅栏组织和海绵组织的细胞排布均比‘A03’整齐，组织紧密度和栅海比无显著差异;对6类25种内源激素含量测定发现，ic-1中SA、GA类、ME-IAA、tZ含量显著高于‘A03’，而ABA、IAA、IBA、ICA、JA、JA-ILE在ic-1中含量均极显著低于‘A03’。
2.以野生型‘A03’和叶球合抱突变体ic-1为材料，通过实时定量PCR技术检测了7个叶片发育相关基因(BrARF3.1、BrARF4.1、BrKAN1、BrKAN2.1、BrARR3、BrCDR1和BrNINJA)在大白菜不同生长发育时期(苗期、莲座期、结球前期和结球后期)的表达规律。结果显示，在合抱突变体ic-1中，除BrKAN1外，其它6个基因在苗期的表达与‘A03’均具有显著或极显著差异;而7个基因在结球前期的表达均显著或极显著低于‘A03’，其中BrARF3.1在‘A03’结球前期表达量是突变体的9.14倍。初步证明7个基因的表达对大白菜突变体ic-1叶片发育均有影响，苗期和结球前期是相关基因表达差异的重要时期，基因BrARF3.1的表达对突变体ic-1叶片发育影响较大。
3.以大白菜合抱突变体ic-1与野生型‘A03’杂交获得的F2代分离群体为材料，利用MutMap混池测序定位突变位点技术，筛选出与合抱结球性状相关的7个候选基因，其中1个基因位于A01染色体29.94Mb位置，6个基因集中分布于A03染色体16.13-29.34Mb位置;7个候选基因在‘A03’和合抱突变体ic-1不同发育时期心叶中表达分析发现，随着植株生长，基因表达趋势各具特点，在苗期和结球前期差异较明显。候选基因BraA03003191(ANL2)和BraA03004207(COBL10)均与细胞壁组织发育形成有关，候选基因BraA03003645(OPS)与调节韧皮部分化密切相关;在ic-1与叠抱结球大白菜‘85-1’杂交获得的F2代分离群体中，关联分析发现与合抱结球性状显著关联的SNP标记位于A03染色体15431305bp位置上，与候选基因BraA03003645位置最近，因此认为关键候选基因可能为BraA03003645。
本研究以EMS(甲基磺酸乙酯)诱变高桩舒心结球大白菜自交系‘A03’获得的合抱结球突变体ic-1为材料，研究ic-1叶片发育特点，解析合抱结球突变性状的遗传规律;根据野生型‘A03’与EMS诱变获得的合抱突变体ic-1之间结球方式的不同，开展结球相关基因在不同生长时期的表达模式分析;利用MutMap混池测序技术，鉴定调控合抱突变体结球方式的主要候选基因。旨在研究调控大白菜叶球抱合形成的相关基因及其表达特点，为阐明大白菜结球这一复杂性状的分子机理以及为利用分子手段培育大白菜不同类型新品种提供依据。
主要研究结果如下:
1.对叶球合抱突变体ic-1与野生型‘A03’杂交各世代结球方式分离情况调查，表明该结球性状符合3∶1的遗传分离规律，合抱突变性状是由隐性基因控制;以‘A03’为对照，在收获期对合抱突变体ic-1表型性状进行调查，发现ic-1外部形态较小，叶顶端向内弯曲抱合、叶面平展全缘、叶色浅、中肋脆易折断、球叶薄而松散等特点;纤维素含量测定发现，ic-1含量显著低于‘A03’;石蜡切片叶片组织观察发现，ic-1上表皮、栅栏组织和海绵组织的细胞排布均比‘A03’整齐，组织紧密度和栅海比无显著差异;对6类25种内源激素含量测定发现，ic-1中SA、GA类、ME-IAA、tZ含量显著高于‘A03’，而ABA、IAA、IBA、ICA、JA、JA-ILE在ic-1中含量均极显著低于‘A03’。
2.以野生型‘A03’和叶球合抱突变体ic-1为材料，通过实时定量PCR技术检测了7个叶片发育相关基因(BrARF3.1、BrARF4.1、BrKAN1、BrKAN2.1、BrARR3、BrCDR1和BrNINJA)在大白菜不同生长发育时期(苗期、莲座期、结球前期和结球后期)的表达规律。结果显示，在合抱突变体ic-1中，除BrKAN1外，其它6个基因在苗期的表达与‘A03’均具有显著或极显著差异;而7个基因在结球前期的表达均显著或极显著低于‘A03’，其中BrARF3.1在‘A03’结球前期表达量是突变体的9.14倍。初步证明7个基因的表达对大白菜突变体ic-1叶片发育均有影响，苗期和结球前期是相关基因表达差异的重要时期，基因BrARF3.1的表达对突变体ic-1叶片发育影响较大。
3.以大白菜合抱突变体ic-1与野生型‘A03’杂交获得的F2代分离群体为材料，利用MutMap混池测序定位突变位点技术，筛选出与合抱结球性状相关的7个候选基因，其中1个基因位于A01染色体29.94Mb位置，6个基因集中分布于A03染色体16.13-29.34Mb位置;7个候选基因在‘A03’和合抱突变体ic-1不同发育时期心叶中表达分析发现，随着植株生长，基因表达趋势各具特点，在苗期和结球前期差异较明显。候选基因BraA03003191(ANL2)和BraA03004207(COBL10)均与细胞壁组织发育形成有关，候选基因BraA03003645(OPS)与调节韧皮部分化密切相关;在ic-1与叠抱结球大白菜‘85-1’杂交获得的F2代分离群体中，关联分析发现与合抱结球性状显著关联的SNP标记位于A03染色体15431305bp位置上，与候选基因BraA03003645位置最近，因此认为关键候选基因可能为BraA03003645。