完成機構(gòu):[1]聊城大學食品科學與工程系,山東聊城252059 [2]浙江大學茶學系,浙江杭州310029
(一)廣泛引進國外花椰菜雜交品種自交分離創(chuàng)新種質(zhì)資源
鑒于目前國內(nèi)花椰菜種質(zhì)資源貧乏的現(xiàn)狀
(二)種內(nèi)雜交創(chuàng)造新類型
甘藍類蔬菜的不同亞種或變種間很容易雜交
表11-1 花椰菜新類型全糖
(三)生物技術(shù)與花椰菜種質(zhì)資源創(chuàng)新
常規(guī)育種在花椰菜種質(zhì)資源創(chuàng)新方面起了很大的作用,但通常存在能穩(wěn)定遺傳的有益基因狹窄或缺乏
;多數(shù)有益基因是由許多微效基因控制,且該類基因選擇較困難以及基因型差異難以確定等問題。隨著生物技術(shù)的發(fā)展,在傳統(tǒng)育種工作的基礎上,可以提高育種的針對性,克服常規(guī)育種中一些難于解決的問題,進一步拓寬有益種質(zhì)資源的創(chuàng)新和利用。目前已經(jīng)有越來越多的研究者注重應用生物技術(shù)進行種質(zhì)資源的創(chuàng)新。1.細胞工程與花椰菜種質(zhì)資源創(chuàng)新
(1)花藥培養(yǎng)和游離小孢子培養(yǎng)技術(shù) 20世紀60年代初
,Guha和Maheshwari開創(chuàng)了花藥培養(yǎng)誘導單倍體的方法。此后花藥培養(yǎng)成為誘導單倍體的重要途徑之一,并且在作物育種中得到應用。在花椰菜上,王懷名(1992)對嫩莖花椰菜花藥和花粉培養(yǎng)中的胚胎發(fā)生進行了研究,觀察了花藥中花粉粒發(fā)育成胚狀體的過程和再生植株染色體倍性。張小玲(2002)等研究認為,磁場預處理可明顯提高花藥培養(yǎng)愈傷組織的誘導率由于花藥培養(yǎng)的方法不能排除再生植株來自體細胞的可能性
通過游離小孢子培養(yǎng)可快速
、有效地獲得DH純系。DH株系具有穩(wěn)定的遺傳特性,并能從親本獲得隨機排列的配子,由于游離小孢子培養(yǎng)能快速純合雜合親本,因此對由多基因控制的特異性狀的篩選能一步到位,明顯提高了選擇幾率,加快育種進程。耿建峰等(2002)利用游離小孢子培養(yǎng)產(chǎn)生的兩個自交不親和系配制出具有早熟、耐熱、花球潔白游離小孢子培養(yǎng)技術(shù)也被應用于蕓薹屬遠緣及種間雜交育種中。石淑穩(wěn)等(1993)分別從甘藍型油菜與諸葛菜的屬間雜種
(2)原生質(zhì)體融合技術(shù) 原生質(zhì)體融合也稱體細胞融合
,是兩種原生質(zhì)體的雜交,它不是雌雄配子間的結(jié)合,而是具有完整遺傳物質(zhì)的體細胞之間的融合,它可打破種間、屬間存在的性隔離和雜交不親和性,從而廣泛地聚合各種優(yōu)良的基因,使變異幅度顯著增大,創(chuàng)造新的種質(zhì)資源。因而此項技術(shù)越來越受到遺傳育種學家的重視。自Carlson等在1972年獲得第一株煙草體細胞雜種植株以來,該技術(shù)體系不斷完善和發(fā)展,在許多物種上細胞融合獲得成功。20世紀80年代中期已報道有15個種內(nèi)組合,38個種間組合,13個屬間組合獲得體細胞雜種植株,到90年代原生質(zhì)體融合技術(shù)與常規(guī)有性雜交的差別在于:體細胞雜交中沒有減數(shù)分裂
原生質(zhì)體融合可以獲得細胞質(zhì)雜種,為培育細胞質(zhì)雄性不育
通過原生質(zhì)體融合可以克服遠緣雜交不親和性
利用原生質(zhì)體融合技術(shù)可以轉(zhuǎn)移某些品種優(yōu)良品質(zhì)性狀
2.分子標記技術(shù)與花椰菜種質(zhì)資源創(chuàng)新
利用易于鑒定的遺傳標記輔助選擇是提高選擇效率和降低育種盲目性的重要手段
(1)利用分子標記技術(shù)篩選自交不親和系 自交不親和性是高等植物為實現(xiàn)異花授粉受精和遺傳重組而形成的一種重要的遺傳特性,國內(nèi)外學者對自交不親和性的遺傳機制做了大量研究
(2)利用分子標記技術(shù)鑒定抗病種質(zhì)資源 張峰(1999)利用AFLP技術(shù)在一對花椰菜抗、感黑腐病的近等基因系中篩選到4個與抗黑腐病基因緊密連鎖的標記
。劉松(2002)用天津科潤蔬菜研究所抗黑腐病近等位基因系C712和C731作為材料,篩選出與花椰菜抗黑腐病基因RXC連鎖的RAPD標記OP224/1600,將其轉(zhuǎn)化成更加穩(wěn)定的SCAR標記(3)利用分子標記技術(shù)檢測遺傳變異 突變既可以發(fā)生在整個基因組
,也可以發(fā)生于特定的基因或基因簇、結(jié)構(gòu)基因、調(diào)節(jié)基因,以及單個核苷酸等。突變既可以自發(fā)也可以人工誘變在不用誘變劑處理的培養(yǎng)植物細胞中,突變體頻率一般為10-5~10-8,用誘變劑處理,可增至10-3,但誘變劑常會引起育性降低等副作用。Leroy(2000,2001)等利用花椰菜下胚軸進行組織培養(yǎng),用ISSR方法檢測了愈傷組織形成過程、胞增殖過程以及成苗后的再生植株等各階段的植株間多態(tài)性,認為組織培養(yǎng)誘導的再生植株具有遺傳多態(tài)性,證明組織培養(yǎng)可誘發(fā)與篩選遺傳變異。(4)利用分子標記技術(shù)篩選花椰菜雄性不育種質(zhì)資源 植物雄性不育是一種不能產(chǎn)生有活力花粉的遺傳現(xiàn)象
,在植物界中廣泛存在,目前已在43科162個屬320個種的617個品種或種間雜種中發(fā)現(xiàn)了雄性不育現(xiàn)象Chunguo Wang(2006)以花椰菜雄性不育品種NKC-A和恢復系NKC-B為材料
(5)花椰菜遺傳連鎖圖譜的構(gòu)建及在育種中的應用 遺傳連鎖圖譜是指以染色體重組交換率為相對長度單位
,以遺傳標記為主體構(gòu)成的染色體線狀連鎖圖譜,分子標記遺傳連鎖圖表示各標記所對應的DNA片段在染色體上的相對位置,是分子標記運用于作物遺傳育種的基礎,構(gòu)建分子標記連鎖圖的理論基礎是染色體的交換和重組。自1986年以來,主要農(nóng)作物都已建立了以RFLP為主的分子遺傳圖譜,分子標記連鎖圖,是進行基因定位、基因克隆、輔助選擇進行作物設計育種的技術(shù)平臺。在遺傳學理論、功能基因組學以及遺傳育種等領(lǐng)域已顯示出了十分重要的作用。Li(2001年)等利用SRAP
、AFLP技術(shù)對86個羽衣甘藍×花椰菜的RI作圖,此圖由130個SRAP標記和120個AFLP技術(shù)構(gòu)成,這些標記非常平均地分布在9個連鎖群,覆蓋2165cM。古瑜(2007年)利用AFLP和NBS profiling兩種方法,以花椰菜品種間雜交F2代為作圖群體,構(gòu)建了第一張花椰菜遺傳連鎖圖譜。該圖譜包括9個連鎖群(6)花椰菜不同花色種質(zhì)資源的創(chuàng)新 近年來
3.轉(zhuǎn)基因技術(shù)與花椰菜種質(zhì)資源創(chuàng)新
轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展對加速創(chuàng)新花椰菜種質(zhì)資源具有重要意義
(1)花椰菜雄性不育種質(zhì)資源創(chuàng)新 近年
(2)花椰菜抗病蟲種質(zhì)資源創(chuàng)新 在花椰菜抗病基因的克隆和轉(zhuǎn)移方面也有報道
花椰菜轉(zhuǎn)基因抗蟲研究中最常用的外源基因有兩種:內(nèi)毒素(Bt)基因和豇豆胰蛋白酶抑制劑(CpTI)基因
華學軍(1992)
CpTI基因?qū)儆贐owman-birk型絲氨酸蛋白酶抑制劑,能抑制包括鱗翅目
(3)與花椰菜花球性狀有關(guān)的突變基因的研究進展 Bowman(1993)等首先在擬南芥中發(fā)現(xiàn)了花球突變體cauliflower。隨后Kempin SA(1995)等從擬南芥中分離得到兩個與花的分生組織活性有關(guān)的CAULIFLOWER和APETALA1基因
在生產(chǎn)實際中
摘 要:羊草是一種優(yōu)質(zhì)牧草。對發(fā)展我國優(yōu)質(zhì)草地畜牧業(yè)具有重要意義