芥菜育種現(xiàn)狀及DNA 分子標(biāo)記研究

泌陽縣農(nóng)業(yè)機(jī)械化學(xué)校 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。