基因组片段追踪技术实现包心芥菜的性状改良

       作者：李晨 

15份代表性的芥菜渗入系与亲本表型               中国农科院蔬菜所供图

107份芥菜渗入系的132个多态性标记的分型结果与分析               中国农科院蔬菜所供图

       近日，中国农业科学院蔬菜花卉研究所蔬菜分子育种创新团队在芸薹属作物分子育种技术方面取得进展。通过将白菜与三种包心类型芥菜（结球、半结球I、半结球II）进行远缘杂交，利用自主开发的一套追踪白菜渐渗片段的KASP标记，将白菜基因组片段渗入芥菜基因组, 提高了芥菜基因组遗传多样性，改良了包心芥菜的结球性状。相关研究成果发表在《园艺研究》(Horticulture Research)上。

       芥菜（Brassica juncea，AABB，2n=36）是白菜（Brassica rapa，AA，2n=20）和黑芥（Brassica nigra，BB，2n=16）远缘杂交后自然加倍而形成的异源四倍体，是我国重要的特色蔬菜作物。包心芥菜（B. juncea var. capitata Hort）是其变种，但遗传变异狭窄，叶球抱合不紧实。白菜作为祖先种，其亚种之一的大白菜叶球紧实且产量高，通过渐渗将结球白菜性状导入包心芥菜，对芥菜结球性状的改良具有很大的潜力。

       为此，国家特色蔬菜产业技术体系育种技术和方法岗位专家王晓武研究员团队开发了一套能够区分白菜与芥菜A基因组的多态性良好的KASP标记，用于追踪芥菜渗入系后代的白菜基因组片段。

       研究表明，其创制的芥菜渗入系与原有包心芥菜相比，表型变异更加丰富，叶球性状明显改良，与结球白菜表现出相似的叶球特征。基于全基因组均匀分布的1642个SNP对芥菜渗入系的遗传多样性进行分析，结果显示后代的遗传变异幅度扩大了近10倍。

       此项研究是远缘杂交结合分子标记辅助育种创制芥菜新材料的一个突破。首次在全基因组范围分析了将二倍体祖先种基因组片段向异源四倍体物种中渗入的遗传效应，建立了一套用于追踪芸薹属种间渐渗片段的成套KASP标记。

       目前，该项成果已获得了国家发明专利授权，研究中创制的一批新型芥菜育种材料，将服务于荠菜遗传改良，是国家特色蔬菜产业技术体系育种技术和方法岗位取得的重要成果。

       该研究得到了财政部和农业农村部“国家现代农业产业技术体系”的资助和中国农业科学院科技创新工程的支持。

       相关论文信息：https://doi: 10.1093/hr/uhab054

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