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花椰菜在我国深受广大消费者的喜爱,是我国主要的蔬菜作物。由于长期的人工定向育种,花椰菜的育种种质资源遗传背景狭窄,造成在抗病育种及产量、品质性状提升上难以有突破性进展,急切需要材料的原始创新。利用种间体细胞杂交结合回交引入野生种优异基因,并丰富花椰菜遗传背景多样性,是解决上述问题的重要途径。 本研究在已经获得花椰菜与黑芥体细胞杂交高代自交和回交材料基础上,首先对主要分属于S5BC1、S1BC5、BC4三个不同世代,来自5个独立体细胞杂种的24个单株进行了生物学特性调查;选择其中形态学特征偏花椰菜的16份材料,利用双色荧光标记染色体原位杂交,结合SSR及AFLP分子标记鉴定,确认了其中的渐渗系及异附加系材料。 依据形态学特征,杂种可以分为中间类型(类型Ⅰ),偏花椰菜类型(类型Ⅱ)以及花椰菜类型(类型Ⅲ)。所考察材料整体形态学特征与受体花椰菜相比,在茎、叶、花上都变异较丰富,其中花椰菜类型植株除茎、叶等营养器官特征与花椰菜很近似外,已具有较正常的白色紧实花球形成,其细胞的DNA含量及染色体数目也与花椰菜一致,花粉母细胞减数分裂行为基本正常。 采用缺口平移法标记探针,用Biotin-11-dUTP标记白菜着丝粒重复序列CentBr1和CentBr2的混合质粒,用Dig-11-dUTP标记黑芥基因组DNA,对试材染色体进行双色荧光原位杂交(FISH)分析。结果表明:黑芥基因组探针在受体花椰菜上有一对杂交信号,在供体黑芥上可杂交16个信号;CentBr在受体花椰菜上可杂交7对强信号,2对弱信号,在供体黑芥上没有信号;黑芥基因组探针和CentBr分别在12份花椰菜类型的杂种上杂交出1对强信号和7对强信号、2对弱信号,与在受体花椰菜上的双色杂交结果一致,揭示其染色体组不含独立黑芥染色体,为拟渐渗系。4份偏花椰菜类型的杂种附加不同数目的黑芥染色体;在花粉母细胞减数分裂后期Ⅰ,黑芥染色体滞后于花椰菜染色体。 利用主要来自白菜基因组的SSR标记对试材进行了进一步的遗传变异分析,并加入白菜和埃塞俄比亚芥作为对比材料。65对引物在双亲基因组中共获得298个条带,165个多态性条带,平均每对引物产生2.5个多态性条带。体细胞杂种试材,除1份材料外,其它都扩增到数量不等的黑芥多态性条带,同时所有杂种都丢失了部分花椰菜多态性位点,部分杂种还产生了新位点;另外,所有杂种都扩增到埃塞俄比亚芥的部分多态性位点。由此证明,杂种中包含BB基因组黑芥的遗传信息。 结合SSR分子标记和FISH结果,对染色体数目为18条,黑芥多态性位点小于3个的花椰菜类型杂种进行了AFLP遗传变异分析。结果表明,所有杂种(包括原SSR扩增无黑芥位点的材料)都扩增到黑芥和埃塞俄比亚芥多态性条带,AFLP标记同样存在受体花椰菜多态性位点丢失以及新位点形成情况。AFLP结果进一步揭示了杂种遗传信息组成。 上述工作,一方面建立了芸薹属两个基本种——花椰菜CC基因组与黑芥BB基因组的渐渗系鉴定技术,另一方面明确鉴定出12份包含黑芥遗传信息的花椰菜渐渗系和4份异附加系材料。这些材料在遗传背景上得到丰富,可以作为育种桥梁材料用于后续的研究和应用。