十字花科芸薹属植物包含A、B、C三个基因组,研究认为,B基因组与A、C基因组的亲缘关系较远,A基因组和C基因组之间的亲缘关系较近。近年来,研究者已成功实现A、C基因组,B、C基因组之间的远缘杂交,但对于A基因组和B基因组之间的亲缘关系和进化理论却少有报道。为进一步深入研究芸薹属植物的远缘杂交,揭示不同基因组间的相互关系和遗传进化理论,本实验以白菜(Brassica rapa,2n=AA=20)和黑芥(Brassica nigra,2n=BB=16)为材料,通过种间远缘杂交获得杂种F1代,并人工诱导杂种F1代染色体加倍,经流式细胞术鉴定,得到异源四倍体(AABB)口非整倍体,为研究芸薹属基因组的进化,基因表达的多态性差异等基础理论研究提供了理想的试验材料。现将研究结果归纳如下：(1)在白菜与黑芥种间杂交的过程中发现,以白菜作母本的杂交亲和性大于黑芥作为母本时的杂交亲和性。以华南型白菜作母本与黑芥杂交为例,正交的结籽率为5.17%,反交的结籽率仅为0.24%。不同白菜品种与黑芥杂交的亲和性也存在差异,实验发现,华南型白菜与黑芥的杂交亲和性大于桔心红白菜。(2)建立了白菜与黑芥种间杂交胚拯救技术体系。以华南型白菜×黑芥为例,将授粉后10d-12d的杂交幼胚接种在MS培养基(含3%蔗糖,0.2活性炭,400mg/L谷氨酰胺,2.0mg/LBA,0.1mg/LNAA)中的结籽率为24.5%,显著高于其田间自然杂交结籽率5.17%。通过胚培养,有效克服了白菜与黑芥远缘杂交不亲和性。(3)建立了白菜与黑芥种间杂交异源四倍体诱导体系。本实验通过秋水仙素诱导染色体加倍,获得6株种间杂交异源四倍体和3株非整倍体。结果表明,采用0.2%浓度的秋水仙素溶液浸泡种处理种子8h-16h时,白菜与黑芥杂种能够取得理想的成活率和加倍率。(4)田间性状调查发现,华南型白菜与黑芥二倍体杂种(AB)性状总体上介于两亲本之间,更偏向于母本,同时存在部分父本性状。如大部分二倍体杂种花期早,易抽薹开花,叶片基部都存在叶耳；但是,杂种S0-21和So-29的叶片存在表皮毛,而S0-15和S0-34则无叶片表皮毛。异源四倍体植株S0-20和So-27呈现叶片浓绿宽大,叶柄基部小叶多,茎基部分枝多,冠幅较大,花期晚等性状；非整倍体植株So-28叶片多褶皱卷曲,叶片浓绿较厚,生长势较弱,花粉败育。(5)分子鉴定结果表明,杂种后代(So-3、So-12、So-20、So-21、S0-26、So-27、So-28、So-29、S0-31、S0-33)在RBR基因的两对特异性引物spBr和spBn下进行PCR扩增,琼脂糖凝胶电泳检测均有条带,表明杂种后代同时含有白菜与黑芥染色体基因组信息,为真杂种,结果的真实性得到了ISSR标记的验证。AFLP分子标记对杂种后代与亲本基因表达的多态性初步分析表明,杂种后代与亲本间存在着较为广泛的基因表达差异,AFLP旨纹分析出现三种类型的条带,即双亲均没有的新增带、父本特异带和母本缺失带。不同倍性的杂种个体之间三种类型条带所占比例的变化趋势不同。