论文部分内容阅读
结球甘蓝(Brassica oleracea L.var.capitata L.)简称甘蓝,属十字花科芸薹属甘蓝种(Brassica oleracea L.),是一种重要的蔬菜,在中国栽培面积现已达到了每年约90万hm2。甘蓝的叶色为绿色、灰绿色或蓝绿色,外叶表面一般具有一层蜡粉覆盖,对逆境适应具有重要意义。甘蓝亮绿突变体是由普通有蜡粉甘蓝突变而来,植株表面蜡粉严重缺失,颜色油绿,有光泽,商品性好,且质地脆嫩、营养物质含量丰富,与一般甘蓝相比有着显著的差别,亮绿甘蓝的发现对于丰富甘蓝种质资源具有十分重要的意义。目前对于甘蓝亮绿性状的形成原因及其对植株生长发育的影响和实际应用价值等方面缺少系统性的研究。前人对于芸薹属亮绿性状遗传规律有了较为广泛的研究,但其在不同材料间存在多样性。而关于甘蓝亮绿基因定位的研究,目前尚未见报道。本研究通过对亮绿突变体cgl-2的研究,探索了突变体的特征特性和实际应用价值;通过遗传分析明确了甘蓝亮绿突变体cgl-2的遗传规律;首次对甘蓝亮绿基因BOGL-2进行了精细定位。主要研究成果如下:1.亮绿突变体cgl-2特征特性的研究叶表超微结构的观察及蜡粉含量和成分的分析发现:突变体叶表面蜡粉严重缺失,其蜡粉含量仅为野生型的30%左右;突变体叶表蜡粉晶体结构主要为颗粒状,而野生型主要为柱状,二者晶体结构存在差异;野生型甘蓝叶表蜡粉成分主要为烷烃、脂肪酸、醇、醛和酮,而突变体主要缺失成分为烷烃和酮,推测突变体蜡粉合成途径中的烷烃合成途径受阻,从而表现亮绿。突变体的叶绿素浸出率和叶片失水率均显著高于其野生型,说明突变体叶片角质层透性的增加。植株生长曲线的测定结果显示:突变体并未受到影响。农艺性状及杂种优势的调查结果表明:亮绿甘蓝叶色亮绿,商品性好,用纯合cgl-2自交系配制的杂交组合具有球色亮绿、杂种优势明显的优点,因此实际应用价值较大。2.亮绿性状的遗传规律亮绿甘蓝cgl-2与有蜡粉芥蓝M36杂交后,F1植株全表现为亮绿性状,与cgl-2类似。F2群体中无蜡粉植株与有蜡粉植株的比例为2.91:1,符合3:1(χ2=0.10<χ20.05=3.841)的分离比;BC1P2群体中亮绿植株与有蜡粉植株的比例为0.96:1,符合1:1(χ2=0.08<χ20.05=3.841)的分离比;另一回交群体BC1P1全表现为亮绿性状。上述分离比例均符合孟德尔单基因显性遗传模型,由此推断,突变体cgl-2的亮绿性状为单基因显性遗传。3.亮绿基因BOGL-2的精细定位以双亲cgl-2、芥蓝M36及其F1的DNA为模板,对866对g SSR引物进行筛选,获得多态性好,且为共显性的引物66对。以13个单株的F2群体对66对引物进行单株验证,发现引物g SSR748与亮绿基因连锁,然后利用93株F2群体隐性单株对g SSR748附近标记进行单株验证,结果显示亮绿基因BOGL-2与标记g SSR748的遗传距离为3.2c M。在初步定位区间附近设计了108对SSR引物,并将F2群体扩大至1088个隐性单株,最终将亮绿基因BOGL-2定位在标记C08-g SSR98和C08染色体末端之间,标记C08-g SSR98与BOGL-2基因的遗传距离为0.18c M,C08-g SSR98和染色体末端的物理距离为33.5kb。此外,本文还利用了cgl-2×M36的BC1P2群体和cgl-2×201的F2群体对亮绿基因BOGL-2进行定位,其结果同cgl-2×M36的F2群体的定位结果基本一致。