甘藍(lán)籽粒色澤的遺傳及其與甘藍(lán)型油菜的比較.pdf

1、黃色籽粒性狀廣泛存在于十字花科蕓薹屬植物中。白菜型油菜、芥菜型油菜，尤其是甘藍(lán)型油菜作為食用植物油的主要來(lái)源而被廣泛種植，對(duì)籽粒色澤早已進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究。而作為甘藍(lán)型油菜祖先親本種之一的甘藍(lán)，由于一直以來(lái)主要用作食用蔬菜和觀賞花卉栽培，研究者對(duì)其種子性狀并未給予應(yīng)有的關(guān)注。
　　 綜合分析國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀發(fā)現(xiàn)，在油菜及其近緣物種籽粒色澤的遺傳研究方面至少存在兩個(gè)主要問(wèn)題或不足:(1)籽粒色澤的遺傳研究主要集中在白菜型油菜、芥

2、菜型油菜和甘藍(lán)型油菜，而有關(guān)埃塞俄比亞芥和甘藍(lán)的研究很少，這使得育種家難于充分、有效地利用C基因組的黃籽基因來(lái)選育和改良甘藍(lán)型油菜的籽粒色澤，從而極大地限制了甘藍(lán)型黃籽油菜的育種進(jìn)程;(2)絕大多數(shù)研究對(duì)籽粒色澤的觀察和統(tǒng)計(jì)都采用目測(cè)法，并將籽粒色澤看成質(zhì)量性狀，應(yīng)用孟德?tīng)柕姆诸?lèi)統(tǒng)計(jì)法進(jìn)行遺傳分析，而應(yīng)用其他度量方法和數(shù)量性狀遺傳分析方法的研究很少;由于目測(cè)法帶有觀察者的主觀性和不確定性（有時(shí)還存在系統(tǒng)誤差），不同的研究者采用的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

3、不同，分類(lèi)統(tǒng)計(jì)的結(jié)果也不同，這使得遺傳分析結(jié)論的準(zhǔn)確性和可靠性大大降低。同時(shí)，也未見(jiàn)與籽粒色澤直接相關(guān)的甘藍(lán)種皮色素和環(huán)境條件對(duì)甘藍(lán)籽粒色澤影響的研究報(bào)道。
　　 重慶市油菜工程技術(shù)研究中心于1994年首次在觀賞植物羽衣甘藍(lán)中發(fā)現(xiàn)黃籽單株，進(jìn)而選育出遺傳穩(wěn)定的黃籽株系材料。這是國(guó)際上報(bào)道的首例甘藍(lán)黃籽材料。本論文以黃籽甘藍(lán)品系為核心材料，研究了甘藍(lán)籽粒色澤的遺傳特性、主要農(nóng)藝措施和基因型×環(huán)境互作對(duì)甘藍(lán)籽粒色澤的影響以及種子發(fā)育

4、過(guò)程中甘藍(lán)種皮主要色素含量的動(dòng)態(tài)變化、甘藍(lán)成熟種子種皮色素含量的差異，并與甘藍(lán)型油菜進(jìn)行了對(duì)比分析。開(kāi)展這項(xiàng)研究不僅可以擴(kuò)展蕓薹屬植物籽粒色澤遺傳研究的領(lǐng)域和廣度，而且所獲得的研究結(jié)果，一方面將大大地加深對(duì)黃籽甘藍(lán)型油菜籽粒色澤遺傳規(guī)律的認(rèn)識(shí)，另一方面將為充分利用甘藍(lán)的C基因組黃籽基因奠定基礎(chǔ)，推動(dòng)黃籽甘藍(lán)型油菜的育種進(jìn)程。因此，本項(xiàng)研究具有重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。
　　 1.甘藍(lán)籽粒色澤的遺傳分析
　　 以籽粒色澤不

5、同的羽衣甘藍(lán)、結(jié)球甘藍(lán)和白花芥藍(lán)為材料配制雜交組合，構(gòu)建P1、P2、F1、B1、B2和F2等6個(gè)世代群體，將籽粒色澤看作數(shù)量性狀，采用自主開(kāi)發(fā)的數(shù)字圖像分析法度量甘藍(lán)的籽粒色澤，利用植物數(shù)量性狀主基因+多基因遺傳體系多世代聯(lián)合分析方法，建立主基因+多基因混合遺傳模型，研究甘藍(lán)籽粒色澤的遺傳特性，包括黃色與非黃色的顯隱性關(guān)系、控制基因?qū)?shù)、基因作用方式、母體效應(yīng)和遺傳率等。主要結(jié)論如下:
　　 (1)甘藍(lán)籽粒色澤的遺傳表現(xiàn)為母體效

6、應(yīng)，雜交當(dāng)代的籽粒色澤與雜交母本自交種子相同;F1代籽粒色澤總體表現(xiàn)較深，黃色對(duì)非黃色為隱性。
　　 (2)甘藍(lán)籽粒色澤的遺傳受l～2對(duì)主基因和微效多基因的共同控制，主基因和多基因均具有加性效應(yīng)和顯性效應(yīng)，或同時(shí)具有上位性效應(yīng);主基因?yàn)椴糠诛@性或完全顯性，2對(duì)主基因的效應(yīng)相同或不同;多基因?yàn)椴糠诛@性、完全顯性或超顯性;3個(gè)分離世代的主基因遺傳率均大于多基因遺傳率，主基因+多基因遺傳率較高。甘藍(lán)籽粒色澤的遺傳較為復(fù)雜，不同的雜交組

7、合具有不同的基因效應(yīng)，表現(xiàn)為不同的遺傳模型。
　　 (3)甘藍(lán)籽粒色澤的表現(xiàn)受環(huán)境因素的影響也較大。
　　 2.主要農(nóng)藝措施和基因型×環(huán)境互作對(duì)甘藍(lán)籽粒色澤的影響
　　 以籽粒色澤不同的羽衣甘藍(lán)、結(jié)球甘藍(lán)和白花芥藍(lán)為材料，采用裂裂區(qū)設(shè)計(jì)和隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)研究施氮量、種植密度、播種期和收獲期等主要農(nóng)藝措施和基因型×環(huán)境互作對(duì)甘藍(lán)籽粒色澤的影響以及甘藍(lán)籽粒色澤的表現(xiàn)對(duì)環(huán)境變化的穩(wěn)定性。主要結(jié)論如下:
　　 (1)

8、施氮量、播種期和收獲期對(duì)甘藍(lán)籽粒色澤的影響因基因型不同而異，對(duì)黑籽基因型沒(méi)有明顯的影響，而極顯著地影響黃籽基因型的籽粒色澤;黃籽基因型籽粒色澤隨施氮量的增加逐漸變淺，提早或推遲播種都會(huì)使黃籽基因型籽粒色澤加深，收獲過(guò)遲會(huì)極顯著地降低黃籽基因型的黃色程度。種植密度對(duì)甘藍(lán)籽粒色澤沒(méi)有明顯的影響。
　　 (2)基因型×環(huán)境互作對(duì)甘藍(lán)籽粒色澤也有極顯著的影響，不同基因型對(duì)環(huán)境變化的反應(yīng)不同，表現(xiàn)出穩(wěn)定性的差異，尤其是黃籽基因型。

9、　　 3.甘藍(lán)種子發(fā)育過(guò)程中種皮色素含量的動(dòng)態(tài)變化
　　 以遺傳來(lái)源不同的3對(duì)具有相同遺傳背景的黃籽和黑籽羽衣甘藍(lán)為材料研究種子發(fā)育過(guò)程中甘藍(lán)種皮主要色素（葉綠素、類(lèi)胡蘿卜素、花色素、黑色素和類(lèi)黃酮）含量的動(dòng)態(tài)變化和甘藍(lán)成熟種子種皮色素含量的差異。主要結(jié)論如下:
　　 (1)在甘藍(lán)種子發(fā)育過(guò)程中，除類(lèi)胡蘿卜素外，種皮葉綠素、花色素、黑色素和類(lèi)黃酮的含量在不同色澤籽粒種皮中均存在極顯著的差異;不同發(fā)育時(shí)期5種色素的含量都

10、有極顯著的變化，葉綠素、花色素和類(lèi)黃酮的含量均呈現(xiàn)出先升高、后降低的變化趨勢(shì)，黑籽種皮類(lèi)胡蘿卜素含量單調(diào)上升而黃籽先降后升，種皮黑色素含量從開(kāi)花后40天起迅速增高，黑籽與黃籽間的差異也迅速增大;種子成熟時(shí)，黑籽和黃籽種皮類(lèi)胡蘿卜素含量基本相同，而黑籽種皮葉綠素、花色素、黑色素和類(lèi)黃酮的含量顯著或極顯著高于遺傳背景相同的黃籽;種子發(fā)育過(guò)程中種皮5種色素含量的變化規(guī)律在黃籽和黑籽間具有明顯的差異。
　　 (2)甘藍(lán)種子收獲脫粒后，種

11、皮葉綠素、花色素和類(lèi)黃酮的含量還會(huì)繼續(xù)下降，而類(lèi)胡蘿卜素和黑色素的含量繼續(xù)上升;風(fēng)干成熟種子黑籽種皮中5種色素含量均明顯高于遺傳背景相同的黃籽種皮;相對(duì)于黃籽而言，黑籽種皮中花色素含量最高，其次是黑色素和葉綠素，類(lèi)胡蘿卜素和類(lèi)黃酮較小。引起甘藍(lán)風(fēng)干成熟種子籽粒色澤差異的主要色素是花色素，其次是黑色素和葉綠素，類(lèi)胡蘿卜素和類(lèi)黃酮也有一定的作用。
　　 4.甘藍(lán)與甘藍(lán)型油菜籽粒色澤遺傳的對(duì)比分析
　　 通過(guò)文獻(xiàn)研究法，對(duì)比分

12、析甘藍(lán)和甘藍(lán)型油菜在籽粒色澤的遺傳特點(diǎn)、主要農(nóng)藝措施和基因型×環(huán)境互作對(duì)籽粒色澤的影響、籽粒色澤對(duì)環(huán)境變化的穩(wěn)定性、種子發(fā)育過(guò)程中種皮主要色素的動(dòng)態(tài)變化以及成熟種子種皮色素含量差異等方面的異同。主要結(jié)論如下:
　　 (1)甘藍(lán)籽粒色澤的遺傳特點(diǎn)與甘藍(lán)型油菜相似，在黃籽性狀顯隱性、控制基因?qū)?shù)、基因作用方式、母體效應(yīng)和遺傳率等方面都沒(méi)有明顯的差異。
　　 (2)除種植密度外，播種期、收獲期和施氮量等主要農(nóng)藝措施對(duì)甘藍(lán)籽粒色

13、澤的影響與甘藍(lán)型油菜基本相同;基因型×環(huán)境互作效應(yīng)對(duì)甘藍(lán)籽粒色澤的影響與甘藍(lán)型油菜類(lèi)似，甘藍(lán)籽粒色澤的穩(wěn)定性與甘藍(lán)型油菜也相似。
　　 (3)種子發(fā)育過(guò)程中，除種皮花色素含量最大值出現(xiàn)時(shí)間略有不同外，葉綠素、類(lèi)胡蘿卜素、黑色素和類(lèi)黃酮的變化動(dòng)態(tài)在甘藍(lán)和甘藍(lán)型油菜間沒(méi)有明顯的不同;除甘藍(lán)成熟種子黃、黑籽種皮葉綠素含量之間的差異與甘藍(lán)型油菜不同外，其余4種色素甘藍(lán)與甘藍(lán)型油菜相同;甘藍(lán)成熟種子黃籽與黑籽種皮色素含量差異最大的是花色素