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2016年高等学校科学研究优秀成果奖技术发明奖二等奖

不结球白菜分子标记和倍性育种技术与新品种选育

信息来源: 发布日期:2018-11-08 浏览次数:

获 奖 人:侯喜林  李  英  张蜀宁  王建军

获奖单位:南京农业大学

成果简介:

结球白菜原产我国,“三天不吃青,肚里冒火星”就是其在蔬菜周年生产供应中具有重要地位的真实写照。本成果在国家“863”计划、现代农业产业技术体系等项目的支持下,针对不结球白菜生产的季节性与需求的多样性、均衡性之间的矛盾日显突出的问题,开展了分子标记、倍性育种技术、优质抗逆新品种的选育研究,获得了以下重要发明:

1. 发明了不结球白菜胞质雄性不育基因的分子标记及GLDH基因的应用方法,明确了基于全基因组序列的SSR和SNP标记,加速了育种进程。不结球白菜胞质雄性不育基因的分子标记方法。对胞质雄性不育系98HA及其保持系98HB进行RAPD及SCAR分子标记的筛选,获得不结球白菜胞质雄性不育基因的两个SCAR标记NAU/SCAR/CMS3800和NAU/SCAR/CMS4600。

一种不结球白菜雄性不育分子标记辅助选择方法。用标记引物OPAG20,或者用标记引物SCAG20,扩增胞质雄性不育系或育种材料线粒体DNA,如果能够扩增出700bp的片段,均标志着胞质雄性不育基因的存在。对胞质雄性不育系98HA及其保持系98HB线粒体DNA进行RAPD及SCAR分子标记的筛选。
不结球白菜高Vc含量基因的分子标记方法。对高Vc含量品种‘常州乌塌菜’和低Vc含量品种‘二青’进行RAPD分子标记的筛选,获得与高Vc含量基

连锁的一个标记AW5561,对该特异片段进行测序分析,进而得到SCAW5532标记。
不结球白菜GLDH基因提高乌塌菜Vc含量的应用。利用RT-PCR技术获得了GLDH基因完整编码区序列,导入农杆菌LBA4404。建立了乌塌菜转基因遗传转化体系。转基因植株的GLDH基因表达量最高为对照的28.5倍,植株Vc含量最高为对照的1.8倍。

明确了基于全基因组序列的不结球白菜SSR标记20,836个,SNP标记1,228,979个,为该物种基因芯片的开发利用奠定了坚实的基础。

2. 创造了不结球白菜单倍、二倍和四倍体育种方法,提高了选育新品种的水平和效率。

一种不结球白菜游离小孢子再生植株的倍性鉴定方法。采用Epics XL型号的流式细胞仪,测定DNA分子荧光强度,待测植株峰值处在140附近的视为二倍体,而处在70和280附近的分别视为单倍体和四倍体。

一种不结球白菜的品质育种方法。以矮脚黄自交不亲和系为母本,以苏州青自交系为父本配制杂交种,其杂交组合的叶片重/叶柄重比值为0.60~0.62;区域试验平均产量达85.3t/hm2。一种四倍体不结球白菜的有性多倍化育种方法。是在二倍体抽薹期使用秋水仙素溶液处理花蕾诱导产生2n雄配子;以四倍体雄性不育系为母本,以秋水仙素诱导得到的含2n雄配子的二倍体为父本在花期进行人工有性多倍化杂交育种,从而获得四倍体。

3. 利用分子标记和倍性育种技术,选育出了优质抗逆的‘锦绣’‘龙虎寒1号’‘热火1号’‘热火2号’不结球白菜新品种,并在蔬菜周年供应中发挥了重要作用。

项目共获国家授权发明专利7件、国家软件著作权1件;申请发明专利2件;制定标准2项;育成新品种4个;在国内外发表重要学术论文190篇,其中SCI论文72篇,总引用373次,他引276次;118篇中文论文,被CNKI总引用1148次,他引930次。研究结果具有原创性,不仅提高了不结球白菜的育种水平,加速了育种进程,而且对其它作物育种具有重要的指导意义。