秦芳磊
我國(guó)芥菜種質(zhì)豐富,各地種植的芥菜品種均有所不同,種植面積較廣的有薹用芥菜、根用芥菜及葉用芥菜等。
一、芥菜育種現(xiàn)狀
芥菜作為典型的常異花授粉類植物,其細(xì)胞質(zhì)雄性具有不育性。從理論上說,任何已經(jīng)證實(shí)有效的育種方法,均能夠被用來對(duì)芥菜遺傳進(jìn)行改良。但由于芥菜育種研究的時(shí)間較短,目前,國(guó)內(nèi)常用的育種方法主要有以下幾種:
(一)雜交育種
雜交育種要先選配親本,再通過人工對(duì)各親本性狀進(jìn)行組合,最終得出擁有良好遺傳性狀的品種。該方法具有以下優(yōu)點(diǎn):一是所選育品種往往擁有良好的經(jīng)濟(jì)、遺傳性狀。二是所選育品種所表現(xiàn)出豐產(chǎn)性、抗逆性與抗病性可最大程度接近預(yù)期。
(二)系統(tǒng)選育
系統(tǒng)選育是以自然變異的芥菜為基礎(chǔ),通過單株選優(yōu)并培育,甬高2號(hào)、華芥5號(hào)均采用了該方法。其中,甬高2號(hào)的前身為三池赤縮緬(日本),研究人員利用系統(tǒng)選育法,培育出了具有極強(qiáng)耐寒性的全新芥菜品種。華芥5號(hào)的前身為華容大葉芥菜,研究人員先對(duì)該群體進(jìn)行選優(yōu),得到了3個(gè)不同的單株純系,隨后,比較不同株系的情況,最終確定了華芥5號(hào),該株系在豐產(chǎn)性、耐抽薹及抗病性等方面均具有極為突出的表現(xiàn)。
(三)航天誘變
2012年,沈進(jìn)娟等對(duì)經(jīng)過航天誘變的芥菜進(jìn)行了研究,SSR分析結(jié)果表明,誘變前后樣品SSR位點(diǎn)存在顯著差異,其中,可溶蛋白、葉綠素濃度的變化最為明顯。隨后,研究人員以此為依據(jù),建立了相應(yīng)的群體,使種質(zhì)資源得到有效擴(kuò)大。
二、芥菜DNA分子標(biāo)記研究
分子標(biāo)記法作為對(duì)遺傳多樣性進(jìn)行檢測(cè)的主要方法,可為研究人員提供與DNA水平相關(guān)的信息,進(jìn)而確定各種質(zhì)實(shí)際進(jìn)化水平、親緣關(guān)系。
(一)遺傳多樣性
芥菜遺傳育種的關(guān)鍵是遺傳多樣性與芥菜遺傳情況、實(shí)際價(jià)值密切相關(guān)。近幾年,具有分布廣、穩(wěn)定和高效等優(yōu)點(diǎn)的分子標(biāo)記,在分析植物品種、種屬關(guān)系的領(lǐng)域大放異彩。早在2008年,林碧英等學(xué)者便利用PARD引物展開了研究,指出將遺傳距離控制在0.38 cM左右時(shí),既有筍子芥可以聚集成4類。2014—2019年,國(guó)內(nèi)學(xué)者數(shù)次利用分子標(biāo)記法對(duì)芥菜進(jìn)行研究,并得出了以下結(jié)論:首先,遺傳相似系數(shù)達(dá)到0.584時(shí),芥菜可被分成5類,這說明芥菜擁有豐富的遺傳多樣性。其次,來源相同的芥菜變種屬于相同類別,但芥菜DNA及形態(tài)有所區(qū)別。由此可見,源于同一地區(qū)的芥菜變種,其遺傳背景存在較高的重合度。最后,SSR對(duì)應(yīng)多態(tài)性條帶數(shù)量明顯多于PARD,代表芥菜的遺傳變異類型
較多。
(二)鑒定純度
種子純度田間鑒定法對(duì)技術(shù)人員的鑒定能力要求較高,同時(shí)存在鑒定周期長(zhǎng)、速度慢等不足,逐漸被業(yè)界所淘汰。取而代之的是分子標(biāo)記法,該方法既能夠鑒定種子的品質(zhì),同時(shí)又可以鑒定種子的純度?,F(xiàn)階段,該方法已得到較為廣泛的運(yùn)用。
(三)繪制遺傳圖譜
遺傳圖譜能準(zhǔn)確顯示定位控制所涉及的農(nóng)藝基因,為基因研究提供有效信息,為日后育種工作奠定良好基礎(chǔ),通過壓縮育種時(shí)間的方式,使育種速度得到大幅提升。2013年,國(guó)內(nèi)學(xué)者提出了憑借SCot繪制指紋圖譜的設(shè)想,所繪制圖譜能夠準(zhǔn)確區(qū)分近50份芥菜的種
質(zhì);2015年,研究人員在既有指紋圖譜的基礎(chǔ)上,繪制了全新遺傳圖譜,該圖譜分子標(biāo)記數(shù)量為116,連鎖群數(shù)量為17;2017年,學(xué)者將圖譜遺傳距離由2061 cM縮短到10.9 cM,并指出有關(guān)人員可憑借分子標(biāo)記,有序開展抽薹育種等工作。
(四)評(píng)價(jià)種質(zhì)
芥菜進(jìn)行遺傳育種前,先要收集種質(zhì)資源并加以保存,DNA分子標(biāo)記法在收集和評(píng)價(jià)種質(zhì)資源方面能夠起到重要作用。國(guó)外學(xué)者憑借AFLP法對(duì)多地芥菜品系進(jìn)行了分析,指出常見芥菜主要分為3類。人工培育所得品系、源自印度和中國(guó)的品系,屬于A類;基于黑芥、油菜所培育品系,屬于B類;源自東歐、俄羅斯、澳大利亞以及加拿大的品系,屬于C類。2006年,研究人員對(duì)常見芥菜種質(zhì)進(jìn)行了擴(kuò)增,分析結(jié)果表明,不同種質(zhì)芥菜可以食用的部分通常分屬于不同發(fā)育群,這表示其遺傳背景、地理來源均有所不同,芥菜具有遺傳多樣化的特點(diǎn)。2019年,以張東鎖為首的國(guó)內(nèi)學(xué)者,先后利用SRAP、ISJ及SSR法,對(duì)隨機(jī)選取的100份材料進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)所選取材料類型和來源完全一致。由此可見,芥菜類型、來源均會(huì)影響其遺傳背景。
三、結(jié)論
通過分析可知,現(xiàn)有芥菜品種多采用常規(guī)育種法培育,先進(jìn)技術(shù)的使用頻率相對(duì)較低。未來,有關(guān)人員應(yīng)對(duì)芥菜基因組學(xué)進(jìn)行更加深入的研究,將基因編輯與資源創(chuàng)新相結(jié)合,真正做到在壓縮品種選育時(shí)間的前提下,使市場(chǎng)提出的多元化需求得到最大程度的滿足。
(責(zé)任編輯? ?程麗紅)