芸芥自交不亲和等位基因及其表达初步研究

河南农业2023年第10期
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
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。

（责任编辑 程丽红）
LIANGZHONG LIANGFA
良种良法
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四个不结球白菜自交不亲和S单元型分子鉴定作者：李霞，胡侦华，周国林，等来源：《湖北农业科学》 2015年第16期李霞，胡侦华，周国林，汪爱华（武汉市蔬菜科学研究所武汉蔬菜展示中心，４３６４００）摘要：利用已报道的ＳＲＫ及ＳＬＧ基因序列保守区设计的特异性引物，通过ＰＣＲ扩增和克隆测序，结合生物信息学分析方法对４份国外引进的不结球白菜（Ｂｒａｓｓｉｃａｃａｍｐｅｓｔｒｉｓｓｓｐ．ｃｈｉｎｅｎｓｉｓＭａｋｉｎｏ）自交不亲和材料的Ｓ单元型进行分子鉴定。

结果表明，不亲和材料Ａ１包含的Ｓ位点基因序列与甘蓝（Ｂ．ｏｌｅｒａｃｅａＬ．ｖａｒ．ｃａｐｉｔａｔａＬ．）ＳＬＧ－３１的相似度为９８％（Ｅ值是０）；不亲和材料Ａ２、Ａ３包含ＣｌａｓｓＩ类及ＣｌａｓｓⅡ类２种Ｓ单元型，Ｓ位点处于杂合状态。

不亲和材料Ａ４包含的Ｓ位点基因序列与青花菜（Ｂ．ｏｌｅｒａｃｅａＬ．ｖａｒ．ｉｔａｌｉｃａＰｌｅｎｃｋ）单倍型ＢＯＩ１ＳＲＫ蛋白基因具有９８％的序列相似度，序列覆盖度达９９％。

关键词：不结球白菜（Ｂｒａｓｓｉｃａｃａｍｐｅｓｔｒｉｓｓｓｐ．ｃｈｉｎｅｎｓｉｓＭａｋｉｎｏ）；自交不亲和；Ｓ单元型；分子鉴定中图分类号：Ｓ６３４．３；Ｑ３２１＋．７；Ｑ５０３文献标识码：Ａ文章编号：０４３９－８１１４（２０１５）１６－３９４８－０４ＤＯＩ：１０．１４０８８／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ０４３９－８１１４．２０１５．１６．０３０收稿日期：２０１４－１２－１６基金项目：国家大宗蔬菜产业技术体系项目（ＣＡＲＳ－２５－３０）；武汉市规模设施蔬菜关键技术集成与示范项目（２０１３０２１７０２０１１０５８４）作者简介：李霞（１９８１－），女，河南获嘉人，博士，研究方向为小白菜分子育种，（电话）１３２９７０１０３１７（电子信箱）ｌｉｘｉａ＿ｎａｐｕｓ＠１６３．ｃｏｍ；通信作者，汪爱华，女，高级农艺师，博士，从事蔬菜育种学与生物技术研究，（电子信箱）ｗａｎｇａｉｈｕａｌｔ＠１６３．ｃｏｍ。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010912494.6(22)申请日 2020.09.03(71)申请人 山东农业大学地址 271000 山东省泰安市岱宗大街61号(72)发明人 段巧红　黄家保　原玉香　魏小春　曹燕燕　张丽丽　(74)专利代理机构 济南诚智商标专利事务所有限公司 37105代理人 刘莎莎(51)Int.Cl.A01N 37/40(2006.01)A01N 25/30(2006.01)A01P 21/00(2006.01)A01H 1/02(2006.01)(54)发明名称克服芸薹属和萝卜属自交不亲和性的试剂及用法和应用(57)摘要本发明属涉及一种克服芸薹属和萝卜属自交不亲和性的试剂及用法和应用。

本发明涉及芸薹属植物和萝卜属植物育种技术领域，以大白菜和萝卜为例，在大白菜和萝卜进入始花期，大量盛开的时候，于晴天上午8：00‑10:00时间段，将混有0.025%Tween ‑20(增加溶液的黏附性)的1mM ‑10 mM的水杨酸钠溶液，使用喷雾器，喷洒在刚展开呈十字花的柱头上，中间间隔30 min，喷洒第二次，每次喷5‑7下，柱头上可见雾滴，第二次喷洒后柱头上的雾滴全部干燥后授上新鲜的花粉，掐掉多余未展开的花序，套上收种袋。

本发明的方法适用于芸薹属植物自交不亲和系和萝卜属植物自交不亲和系。

向大白菜（Brassicarapa L.ssp.pekinensis )和萝卜(Raphanussativus )自交不亲和系的刚展开呈十字花的柱头上喷洒水杨酸钠溶液，都能不同程度地提高自交亲和指数。

权利要求书1页 说明书3页 附图6页CN 112006022 A 2020.12.01C N 112006022A1.一种克服芸薹属和萝卜属自交不亲和性的试剂，其特征在于：所述试剂为混有Tween -20的水杨酸钠溶液。

植物自交不亲和性的原因及其对策详解所谓自交不亲和性（Self - incompatibility, SI）是指植物雌蕊的柱头或花柱通过识别自体或异体花粉，并抑制自体花粉的萌发或生长，导致自体受精不能正常进行的现象。

根据植物花型不同，可分为异型和同型自交不亲和。

同一物种内不同个体中花器的雌蕊或雄蕊无任何形态差异的不亲和性称为同型不亲和性（homomorphic incompatibility），在具有异型的雌、雄蕊（如相对长度不同）之间的不亲和则称为异型自交不亲和（heteromorphic incompatibility）。

同型不亲和性根据其遗传机制不同又分为配子体不亲和性（gametophytic self-incompatibility, GSI）与孢子体不亲和性（sporophytic self-inconmpatibility, SSI）。

多数的情况下，SI是由单一的S位点复等位基因控制的，这个位点至少包括编码1个花柱组分和1个花药组分的基因，S基因的产物决定花粉在柱头和花柱组织中是否能正常生长。

若自交不亲和的花粉S基因是由产生花粉的植株(孢子体)的S-基因型所决定的即为孢子体不亲和性，目前发现存在于十字花科、菊科植物中；而自交不亲和的花粉S基因是由花粉本身单一的S基因所控制的即为配子体不亲和性，这种现象在茄科、蔷薇科、罂粟科、玄参科、桔梗科等植物中较为常见。

SI的遗传控制机制较为复杂，如禾本科中是由2个基因位点（S-和Z-）控制的，甜菜中则由4个基因控制。

1 自交不亲和的机制配子型自交不亲和目前只分离鉴定了配子体自交不亲和植物控制雌蕊的不亲和基因及其表达产物，但尚未得到花粉不亲和基因的表达产物，因此，有关雌蕊不亲和因子和花粉不亲和因子的作用机制尚不完全清楚。

根据目前的研究结果，配子型自交不亲和反应有两种类型：（1）在茄科、蔷薇科植物中，成熟雌蕊中产生的S-RNase（S-核酸酶）通过分泌到达花柱表面，与花粉管壁上的S受体（S蛋白）结合，并发生识别反应，当雌蕊和花粉的不亲和基因型相同时，S-RNase可进入花粉管，引起花粉rRNA的降解，抑制花粉管的生长，导致自交不亲和性的产生。

芸薹属植物自交不亲和性研究进展王春雷;赵宪坤;高季平;叶蕴灵;赵贝贝【摘要】In Brassica family,there are varieties of important agricultural and horticultural crops,and some of these crops express self⁃incompatibility (SI),which is a genetic mechanism employed by flowering plants to prevent inbreeding and to promote outcrossing. SI in the Brassica species is controlled by the S⁃haplotype⁃specific interaction between pollen ligand and its stigmatic receptor,and triggers MLPK⁃ARC1⁃Exo70A1 signaling cascade, leading to the rejection of incom⁃patible pollen. The inhibition of pollen germination processes is also related to the changes of some organelles of cell. How⁃ever,such signaling pathway does not occur in the SI of Arabidopsis thaliana with the transgenic SRK⁃SCR, although Brassi⁃ca and Arabidopsis both belong to Brassicaceae family. This review summarizes the identification and the characteristic of these factors in SI,and points out the focus of future researches on SI based on current results.%芸薹属包含多种重要农业和园艺作物，并且部分芸薹属作物表现为自交不亲和性。

实验4 植物自交不亲和性测定技术自交不亲和性在白菜、甘蓝等十字花科蔬菜中是普遍存在的，其遗传机制也较相似。

自交不亲和株正开放花的柱头上，如果授于同株或同系统的花粉时，柱头就被激发产生胼胝质等物质，阻碍花粉发芽和花粉管发育，故不能正常受精结实，不结子或结少量种子；而授于别的品种或系统的花粉时，则柱头不会被激发产生这类物质，故能正常受精结实。

可是，在花蕾柱头上，即使授于同株或同系统的花粉也不会被激发这种反应，因此可通过蕾期人工控制自交获得自交不亲和系的种子。

胼胝质是β－1、3－葡聚糖，通常分布于高等植物的筛管、新形成的细胞壁、花粉粒以及花粉管中，将其用苯胺蓝染色后，在紫外光激发下，可发出黄至黄绿色的荧光。

因此，把授粉后经用苯胺染色的子房放到荧光显微镜下观察，可看到花粉在柱头上萌发、花粉管发育的状态，以及胼胝质在柱头表面的沉积状况等，进行判断花粉与柱头是否亲和。

实验目的是学习花期人工控制自交测定选择自交不亲和系和蕾期自交繁殖自交不亲和系的方法；掌握用荧光显微镜检测植物的自交不亲和性技术；通过本实验加深对自交不亲和系选育过程的理解。

一、试材及用具1．试材：白菜、甘蓝、萝卜等十字花科正开花的种株。

2．用具：荧光显微镜、广口瓶（20～50ml）、载玻片、盖玻片、镊子、铅笔、纸牌、纸袋、细铁丝、细竹竿、脱脂棉、甲醛、冰醋酸、无水酒精、普通酒精、磷酸钾、苯胺蓝、氢氧化钠、甘油、蒸馏水等。

二、方法步骤（一）人工自交测定法1．每人选3～5株发育健壮已开花的种株，每株上选3～4个花序。

将其上已开的花和角果摘除，然后套上隔离纸袋，把袋口用细铁丝扎紧防止昆虫进入，于植株旁插一细竹竿，用绳把纸袋绑到细竹竿上保持固定，防止花序被风吹断，并在竹竿上挂一纸牌作标记。

2．2～3d以后，当每个花序上有10朵左右花开放时，解除纸袋，将已开的花和蕾之间绑一条线作为区分标记，同时在每个花序上选择10个左右大蕾，把其余的小蕾用镊子去掉，并用镊子把花蕾顶端的花被去掉一部分使柱头露出，切勿伤害柱头。