甘蓝及其野生种种质资源评价

论文摘要

甘蓝(Brassica oleracea,CC,2n=18)是芸薹属三大基本物种之一,起源于地中海沿岸,在长期的进化过程中形成了许多野生类型和栽培变种。本研究对甘蓝野生类型和栽培变种进行了遗传多样性分析和菌核病抗性鉴定,从两方面对甘蓝及其野生种种质资源进行系统评价;同时对甘蓝与甘蓝型油菜的种间远缘杂交的利用进行了研究。1、甘蓝及其野生种种质资源的遗传多样性评价:本节研究通过对包括甘蓝、甘蓝型油菜、白菜型油菜、黑芥和萝卜的58份材料进行AFLP和SSR标记,重点分析了甘蓝资源的遗传多样性和甘蓝种内及种间亲缘关系,并首次采用模拟人工合成甘蓝型油菜的方法探索了甘蓝型油菜中C基因组的来源,主要结果及结论如下:(1)甘蓝资源特别是野生资源内存在丰富的遗传多样性。根据AFLP和SSR标记结果,甘蓝野生种内的平均遗传距离(0.40)大于栽培种内平均遗传距离(0.24);44份甘蓝材料间的平均遗传距离为0.41,远大于甘蓝型油菜内(0.14)和白菜型油菜内(0.29)的平均遗传距离。(2)甘蓝的栽培种之间亲缘关系很近,野生种之间亲缘关系相对较远,栽培种与部分野生种亲缘关系较近。根据AFLP、SSR标记聚类结果,野生甘蓝在遗传距离约0.46处分为四类:第一类包括B.oleracea L.,B.incana,B.bourgeaui,B.oleracea subsp.oleracea,B.macrocarpa和B.insularis;第二类包括B.montana,B.rupestris和B.villosa;B.hilarionis和B.cretica分别单为一类。此外,所有栽培甘蓝在遗传距离约0.27处聚为一类,同时第一类野生甘蓝中的B.oleracea L.、B.incana、B.bourgeaui以及B.oleracea ssp.oleracea等四种野生甘蓝在此以内与栽培甘蓝聚在一起。(3)甘蓝物种与甘蓝型油菜间亲缘关系较近。按遗传距离由近至远排列,与甘蓝物种遗传距离最近的物种是甘蓝型油菜(0.50),其次是白菜型油菜(0.91),然后是黑芥(0.93),最后是萝卜(1.08)。(4)甘蓝型油菜中C基因组可能来源于B.oleracea L.,羽衣甘蓝,B.bourgeaui,苤蓝,B.incana和结球甘蓝中的一种或几种。通过计算不同甘蓝种类和以不同甘蓝为亲本的模拟人工合成甘蓝型油菜与6份自然甘蓝型油菜之间的平均遗传距离,发现以上六种甘蓝与甘蓝型油菜的平均遗传距离较小,并且在多重比较中处于同一水平,其中以B.oleracea L.与甘蓝型油菜的平均遗传距最小。2、甘蓝及其野生种种质资源的菌核病抗性评价:本节实验采用离体叶片接种法,对遗传多样性评价中的部分材料进行了菌核病抗性鉴定,主要结果及结论如下:(1)甘蓝资源对菌核病的抗性普遍较好,尤以野生甘蓝资源具有更强的抗病能力。不同物种菌斑面积的方差分析和多重比较结果显示,不同物种之间菌斑面积差异极显著(P=0.01):甘蓝的栽培种和野生种的菌斑面积均极显著小于甘蓝型油菜及白菜型油菜,并且甘蓝野生种的菌斑面积极显著小于栽培种,且在所有检测物种中最小。(2)野生甘蓝资源中可能存在较好的菌核病抗源。不同材料菌斑面积的方差分析和多重比较结果显示,不同材料个体间的菌斑面积存在极显著差异。接种4天后,在甘蓝种内分别检测到2个栽培种和8个野生种材料的菌斑面积显著小于耐性对照中油821,其中4个野生种材料与之形成极显著差异;与另一耐性对照宁油7号相比,有5个野生种材料与之有显著差异,其中3个与之形成极显著差异。3、甘蓝种质资源的利用研究(甘蓝与甘蓝型油菜的种间远缘杂交):研究通过甘蓝与甘蓝型油菜种间远缘杂交及子房离体培养,获得74棵F1单株,经形态学、花粉育性、细胞学以及分子标记鉴定后,确定获得3个甘蓝与甘蓝型油菜种间杂种(ACC,2n=28)和1个体细胞染色体数目异常(26～42条)的后代,表明甘蓝与甘蓝型油菜种间杂交虽然存在较大的生殖隔离,但通过胚挽救等技术仍能获得种间杂种,并且在杂交过程中能产生了较有价值的中间材料,因此甘蓝资源有较大的利用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 作物种质资源研究进展
• 1.1.1 研究作物种质资源的意义
• 1.1.2 作物种质资源的收集与保存
• 1.1.3 作物种质资源的利用与创新研究
• 1.2 甘蓝及其野生种遗传资源研究进展
• 1.2.1 甘蓝及其野生种的基础性研究
• 1.2.2 甘蓝在油菜育种中的应用
• 1.2.3 甘蓝型油菜的起源
• 1.3 油菜菌核病研究进展
• 1.3.1 核盘菌的致病机理及危害过程
• 1.3.2 油菜菌核病抗性研究进展
• 1.3.3 菌核病抗性鉴定方法
• 第2章 研究目的与意义
• 第3章 材料与方法
• 3.1 AFLP、SSR标记评价甘蓝种质资源的遗传多样性
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 主要实验试剂及仪器
• 3.1.3 实验方法
• 3.2 甘蓝种质资源菌核病抗性评价
• 3.2.1 实验材料
• 3.2.2 实验方法
• 3.3 甘蓝与甘蓝型油菜种间远缘杂交
• 3.3.1 实验材料
• 3.3.2 试验方法
• 第4章 结果与分析
• 4.1 甘蓝及其野生种种质资源评价
• 4.1.1 AFLP、SSR标记评价甘蓝种质资源的遗传多样性
• 4.1.2 甘蓝种质资源菌核病抗性评价
• 4.2 甘蓝与甘蓝型油菜的远缘杂交
• 4.2.1 田间杂交
• 4.2.2 杂交子房离体培养（胚挽救）及再生苗扩繁
• 4.2.3 杂种鉴定
• 第5章 讨论与结论
• 5.1 讨论
• 5.1.1 甘蓝野生种之间的亲缘关系
• 5.1.2 萝卜与甘蓝的亲缘关系
• 5.1.3 甘蓝型油菜C基因组的来源
• 5.1.4 野生甘蓝菌核病抗性较强的原因
• 5.1.5 远缘杂交中染色体的异常行为
• 5.1.6 甘蓝资源在油菜育种中的应用潜力
• 5.2 结论
• 参考文献
• 致谢
• 在校期间发表论文及参与课题情况