大白菜干燒心病的研究進展

張 鶴 趙 熙 劉 莉

摘要:闡述了國內外大白菜干燒心病的研究歷史與現狀,指出目前運用分子生物學技術對大白菜干燒心病進行研究,已找到在AFLP圖譜上分布在4個連鎖群上的4個與抗干燒心病有關的QTL位點,為大白菜抗干燒心病輔助育種打下了基礎。

關鍵詞:大白菜;干燒心;基因;育種

中圖分類號:S436.341.1+4文獻標識碼:ADOI編碼:10.3969/j.issn.1006-6500.2009.06.016

Study on Current Development in Tipburn of Chinese Cabbage

ZHANG He1,ZHAO Xi2,LIU Li2

(1.Tianjin Academy of Agricultural Sciences,Tianjin 300192,China;2.College of Agriculture and Bioengineer,Tianjin University,Tianjin 300072,China)

Abstract:In this paper, study history and current situation of Chinese cabbage tipburn in domestic and abroad were expounded, and four QTL were mapped in four linkage groups of AFLP genetic map. The markers provided a tool to marker-assisted selection for tipburn resistance in Chinese cabbage breeding.

Key words:Chinese cabbage;tipburn;gene;breeding

大白菜(Brassica campestris L. ssp. pekinensis)屬十字花科蕓薹屬蕓薹科白菜亞種,原產于中國,且栽培歷史悠久,資源豐富,類型多樣,是中國重要的蔬菜之一,也是種植面積最多的蔬菜品種。大白菜干燒心病是中國近年來蔬菜栽培領域繼三大病害之后危害較重的一種病害,其發生較為普遍,在全國各大城市近郊尤為嚴重,一般發病率在30%~50%,嚴重的達80%~90%,并有逐年發展的趨勢。在1981—1994年,天津市郊區曾連續13年發生干燒心病,其中7年為重病年,導致冬、春兩季的貯藏與銷售受到嚴重影響,廣大菜農減收嚴重。

1國內外大白菜干燒心病的研究史

國內外專家學者普遍認為大白菜干燒心病是由于缺鈣引起的生理性病害[1],自Sharfter 和Sayle(1946)首次報道該病狀及病因以來,有關專家對此病進行了大量的研究并報道了很多防治措施。多數的研究結果認為引起大白菜干燒心病的缺鈣因素并非土壤真正的缺鈣,而是由于氮、磷肥過多,生長過快或環境條件不適宜而導致鈣吸收受阻所致。只有個別專家認為大白菜干燒心是由于缺錳引起。Bangerth(1979)指出,生理失調病發生的機理與鈣的生理有關。王淑芬等(1996)則認為該病發生過程中心葉的糖、果膠含量以及光合作用和細胞結構發生變化,細胞結構變化與細胞內鈣顆粒量的變化直接相關,而且細胞膜的破壞遠早于細胞壁的破壞,通過測量心葉細胞中鈣的定位與分布細胞結構的變化,探討了大白菜干燒心發展的細胞學基礎。繆影等(1998)在水培試驗中以缺鈣培養誘導大白菜干燒心病的發生,探討了大白菜干燒心病發生發展的分子細胞學機制。

2大白菜干燒心病的最新研究進展

由于大白菜干燒心病是受多基因控制的數量性狀,品種抗病性有一定的差異,通過多代選擇獲得抗原,有可能培育出抗干燒心病的品種[2]。早在1992年張鳳蘭等在大白菜育種工作中發現,不同品種和材料對大白菜干燒心病的抗性存在較大差異,并初步建立了大白菜對干燒心抗性的室內人工鑒定技術,為抗大白菜干燒心病的育種提供了有效的手段。而近年來吉雪花等(2005)采用離體葉片溶液扦插鑒定法,研究了低鈣條件下大白菜心葉的抗性及癥狀表現,為探討大白菜干燒心病的發生過程及發病機理奠定了基礎。

大白菜干燒心病嚴重影響了其產量和品質,不同品種和材料對大白菜干燒心病的抗性存在較大差異,與細菌和真菌病害的抗病育種一樣,抗生理病害的育種工作也勢在必行。但大白菜干燒心病的發生受環境條件影響很大,在田間條件下鑒定、篩選、育種十分困難[3]。而分子標記具有直接以DNA形式表現,不受組織類別、發育時期和環境條件干擾,數量多,可遍及整個基因組,多態性高,不影響目標性狀的表達及不良性狀無必然的連鎖遺傳現象等優點[4]。孫秀峰等(2006)首次將大白菜干燒心的研究深入到分子方面,構建了一張含105個標記位點,11個連鎖群,覆蓋長度為669.7 cm的大白菜的AFLP分子遺傳圖譜。在此基礎上檢測到分布在4個連鎖群上的4個與抗干燒心病有關的QTL位點,其解釋的遺傳變異范圍在11.0%~58.9%之間[5]。將大白菜干燒心病的研究深入到了分子層面,為從分子的角度闡述大白菜干燒心病的機理,明確適宜的鑒定方法等提供了理論依據,為利用分子標記輔助選育大白菜抗干燒心病品種進行了開創性工作。

天津青麻葉類型是大白菜的一個特殊生態型,是一個非常重要的種質資源。天津青麻葉大白菜以其優良的品質及特殊的外觀在國內育種研究和市場銷售方面享有極高榮譽,也是天津市出口創匯專用蔬菜品種。因此,將分子標記技術應用于青麻葉類型大白菜干燒心病的防治,為輔助選擇育種研究與開發奠定了技術基礎,對加快天津市青麻葉大白菜的育種進程,增強其市場競爭力具有重要的意義。

參考文獻:

[1] 安志信,鞠佩華,蘇幼梅,等.大白菜干燒心的發生和心葉補鈣效果的研究[J].中國蔬菜,1985(2):13-16.

[2] 郭晶心,周乃元,馬榮才,等.白菜類蔬菜遺傳多樣性的AFLP分子標記研究[J].農業生物技術學報,2002,10(2):138-143.

[3] 劉栓桃,趙智中,何啟偉.大白菜轉基因育種及分子標記研究進展[J].山東農業科學,2004(2):70-72.

[4] 于拴倉,王永健,鄭曉鷹.大白菜葉球相關性狀的QRL定位與分析[J].中國農業科學,2004,37(1):106-111.

[5] 孫秀峰,陳振德,李德全.大白菜干燒心病性狀的QTL定位和分析[J].分子植物育種,2008,6(4):702-708.