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芥菜育种现状及DNA 分子标记研究

2023-12-29泌阳县农业机械化学校秦芳磊

河南农业 2023年10期
关键词:芥菜品系种质

泌阳县农业机械化学校 秦芳磊

我国芥菜种质丰富,各地种植的芥菜品种均有所不同,种植面积较广的有薹用芥菜、根用芥菜及叶用芥菜等。

一、芥菜育种现状

芥菜作为典型的常异花授粉类植物,其细胞质雄性具有不育性。从理论上说,任何已经证实有效的育种方法,均能够被用来对芥菜遗传进行改良。但由于芥菜育种研究的时间较短,目前,国内常用的育种方法主要有以下几种:

(一)杂交育种

杂交育种要先选配亲本,再通过人工对各亲本性状进行组合,最终得出拥有良好遗传性状的品种。该方法具有以下优点:一是所选育品种往往拥有良好的经济、遗传性状。二是所选育品种所表现出丰产性、抗逆性与抗病性可最大程度接近预期。

(二)系统选育

系统选育是以自然变异的芥菜为基础,通过单株选优并培育,甬高2 号、华芥5 号均采用了该方法。其中,甬高2 号的前身为三池赤缩缅(日本),研究人员利用系统选育法,培育出了具有极强耐寒性的全新芥菜品种。华芥5 号的前身为华容大叶芥菜,研究人员先对该群体进行选优,得到了3 个不同的单株纯系,随后,比较不同株系的情况,最终确定了华芥5 号,该株系在丰产性、耐抽薹及抗病性等方面均具有极为突出的表现。

(三)航天诱变

2012 年,沈进娟等对经过航天诱变的芥菜进行了研究,SSR 分析结果表明,诱变前后样品SSR 位点存在显著差异,其中,可溶蛋白、叶绿素浓度的变化最为明显。随后,研究人员以此为依据,建立了相应的群体,使种质资源得到有效扩大。

二、芥菜DNA 分子标记研究

分子标记法作为对遗传多样性进行检测的主要方法,可为研究人员提供与DNA 水平相关的信息,进而确定各种质实际进化水平、亲缘关系。

(一)遗传多样性

芥菜遗传育种的关键是遗传多样性与芥菜遗传情况、实际价值密切相关。近几年,具有分布广、稳定和高效等优点的分子标记,在分析植物品种、种属关系的领域大放异彩。早在2008 年,林碧英等学者便利用PARD 引物展开了研究,指出将遗传距离控制在0.38 cM左右时,既有笋子芥可以聚集成4 类。2014—2019 年,国内学者数次利用分子标记法对芥菜进行研究,并得出了以下结论:首先,遗传相似系数达到0.584 时,芥菜可被分成5 类,这说明芥菜拥有丰富的遗传多样性。其次,来源相同的芥菜变种属于相同类别,但芥菜DNA及形态有所区别。由此可见,源于同一地区的芥菜变种,其遗传背景存在较高的重合度。最后,SSR 对应多态性条带数量明显多于PARD,代表芥菜的遗传变异类型 较多。

(二)鉴定纯度

种子纯度田间鉴定法对技术人员的鉴定能力要求较高,同时存在鉴定周期长、速度慢等不足,逐渐被业界所淘汰。取而代之的是分子标记法,该方法既能够鉴定种子的品质,同时又可以鉴定种子的纯度。现阶段,该方法已得到较为广泛的运用。

(三)绘制遗传图谱

遗传图谱能准确显示定位控制所涉及的农艺基因,为基因研究提供有效信息,为日后育种工作奠定良好基础,通过压缩育种时间的方式,使育种速度得到大幅提升。2013 年,国内学者提出了凭借SCot 绘制指纹图谱的设想,所绘制图谱能够准确区分近50 份芥菜的种 质;2015 年,研究人员在既有指纹图谱的基础上,绘制了全新遗传图谱,该图谱分子标记数量为116,连锁群数量为17;2017 年,学者将图谱遗传距离由2061 cM 缩短到10.9 cM,并指出有关人员可凭借分子标记,有序开展抽薹育种等工作。

(四)评价种质

芥菜进行遗传育种前,先要收集种质资源并加以保存,DNA 分子标记法在收集和评价种质资源方面能够起到重要作用。国外学者凭借AFLP 法对多地芥菜品系进行了分析,指出常见芥菜主要分为3 类。人工培育所得品系、源自印度和中国的品系,属于A 类;基于黑芥、油菜所培育品系,属于B 类;源自东欧、俄罗斯、澳大利亚以及加拿大的品系,属于C 类。2006 年,研究人员对常见芥菜种质进行了扩增,分析结果表明,不同种质芥菜可以食用的部分通常分属于不同发育群,这表示其遗传背景、地理来源均有所不同,芥菜具有遗传多样化的特点。2019 年,以张东锁为首的国内学者,先后利用SRAP、ISJ 及SSR 法,对随机选取的100 份材料进行研究,发现所选取材料类型和来源完全一致。由此可见,芥菜类型、来源均会影响其遗传背景。

三、结论

通过分析可知,现有芥菜品种多采用常规育种法培育,先进技术的使用频率相对较低。未来,有关人员应对芥菜基因组学进行更加深入的研究,将基因编辑与资源创新相结合,真正做到在压缩品种选育时间的前提下,使市场提出的多元化需求得到最大程度的满足。

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