园艺学报 ›› 2023, Vol. 50 ›› Issue (7): 1419-1428.doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2022-0686
张晨1, 李孟杰1, 杨晓雪1, 王美云1, 肖栋1, 王建军1, 侯喜林1,2, 胡君3, 刘同坤1,*()
收稿日期:
2023-01-06
修回日期:
2023-04-11
出版日期:
2023-07-25
发布日期:
2023-07-26
通讯作者:
基金资助:
ZHANG Chen1, LI Mengjie1, YANG Xiaoxue1, WANG Meiyun1, XIAO Dong1, WANG Jianjun1, HOU Xilin1,2, HU Jun3, LIU Tongkun1,*()
Received:
2023-01-06
Revised:
2023-04-11
Published:
2023-07-25
Online:
2023-07-26
摘要:
为获得优质、抗病的同源四倍体紫菜薹(Brassica campestris var. purpurea Bailey)新材料,使用0.2 g · L-1秋水仙素溶液点滴二倍体子叶顶端分生组织,经形态和解剖学、细胞学鉴定筛选得到同源四倍体植株。通过对二倍体、四倍体植株农艺性状和营养品质分析发现:四倍体植株的株高极显著增高;开展度、叶片宽、叶柄长显著增加;叶片数极显著降低。营养品质方面,可溶性蛋白、花青苷含量显著增高;可溶性糖和纤维素含量极显著降低;硝态氮含量显著降低。光合特性分析发现,四倍体植株的净光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度、蒸腾速率均高于二倍体,表明四倍体更能适应强光。抗病性分析发现,四倍体受灰霉菌侵染后,菌斑面积小,颜色淡,具有更强的抗病性。
张晨, 李孟杰, 杨晓雪, 王美云, 肖栋, 王建军, 侯喜林, 胡君, 刘同坤. 紫菜薹同源四倍体的诱导鉴定及特性研究[J]. 园艺学报, 2023, 50(7): 1419-1428.
ZHANG Chen, LI Mengjie, YANG Xiaoxue, WANG Meiyun, XIAO Dong, WANG Jianjun, HOU Xilin, HU Jun, LIU Tongkun. The Creation and Study on Characteristics of New Material of Autotetraploid Purple Tsai-tai[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2023, 50(7): 1419-1428.
引物名称 Primer name | 引物序列(5′-3′) Primer sequence |
---|---|
Actin-Q | F:AGGCTACACGTTCGGACAAG |
R:TGGGGCACTAAACACAGTCA | |
Botrytis cinerea Actin-Q | F:AATGTTACCATACAAATCCTTACGGACA |
R:ACTCATATGTTGGAGATGAAGCGCAA |
表1 实时荧光定量PCR引物设计
Table 1 Primers for real-time PCR
引物名称 Primer name | 引物序列(5′-3′) Primer sequence |
---|---|
Actin-Q | F:AGGCTACACGTTCGGACAAG |
R:TGGGGCACTAAACACAGTCA | |
Botrytis cinerea Actin-Q | F:AATGTTACCATACAAATCCTTACGGACA |
R:ACTCATATGTTGGAGATGAAGCGCAA |
图1 紫菜薹二倍体(2x)与四倍体(4x)形态和解剖特征对比 A、B:植株;C:叶片;D:菜薹;E、F:花;G:荚果;H:种子;I、J:气孔;K、L:花粉粒。
Fig. 1 Comparison of morphological and anatomical differences between diploid and tetraploid purple tsai-tai A,B:Plant;C:Leaf;D:Tsai-tai;E,F:Floral organ;G:Silique;H:Seed;I,J:Stomata;K,L:Pollen.
材料 Material | 株高/cm Plant height | 叶片数 Number of leaves | 单株质量/g Weight per plant | 叶片长/cm Leaf length | 叶片宽/cm Leaf width |
---|---|---|---|---|---|
2x | 30.28 ± 0.50 | 18.20 ± 0.66 | 231.37 ± 30.79 | 16.58 ± 0.27 | 14.44 ± 0.17 |
4x | 33.02 ± 0.54** | 14.40 ± 0.92** | 272.16 ± 29.98 | 17.02 ± 0.42 | 15.40 ± 0.31* |
材料 Material | 叶柄长/cm Petiole length | 叶柄宽/cm Petiole width | 叶柄厚/mm Thickness of petiole | 十叶厚/mm Ten leaves thickness | 开展度/(cm×cm) Divergence of plant |
2x | 14.48 ± 0.74 | 1.10 ± 0.12 | 0.92 ± 0.04 | 4.10 | (37.46 ± 3.08)×(38.12 ± 0.84) |
4x | 18.56 ± 0.20* | 1.36 ± 0.08 | 1.12 ± 0.08 | 4.83 | (45.62 ± 1.33)×(38.24 ± 1.65)* |
表2 紫菜薹二倍体(2x)与四倍体(4x)植株主要农艺性状比较
Table 2 Comparison of main agronomic traits between diploid and tetraploid purple tsai-tai
材料 Material | 株高/cm Plant height | 叶片数 Number of leaves | 单株质量/g Weight per plant | 叶片长/cm Leaf length | 叶片宽/cm Leaf width |
---|---|---|---|---|---|
2x | 30.28 ± 0.50 | 18.20 ± 0.66 | 231.37 ± 30.79 | 16.58 ± 0.27 | 14.44 ± 0.17 |
4x | 33.02 ± 0.54** | 14.40 ± 0.92** | 272.16 ± 29.98 | 17.02 ± 0.42 | 15.40 ± 0.31* |
材料 Material | 叶柄长/cm Petiole length | 叶柄宽/cm Petiole width | 叶柄厚/mm Thickness of petiole | 十叶厚/mm Ten leaves thickness | 开展度/(cm×cm) Divergence of plant |
2x | 14.48 ± 0.74 | 1.10 ± 0.12 | 0.92 ± 0.04 | 4.10 | (37.46 ± 3.08)×(38.12 ± 0.84) |
4x | 18.56 ± 0.20* | 1.36 ± 0.08 | 1.12 ± 0.08 | 4.83 | (45.62 ± 1.33)×(38.24 ± 1.65)* |
营养指标 Nutritional index | 材料Material | |
---|---|---|
2x | 4x | |
可溶性糖含量/(mg · g-1)Soluble sugar content | 23.46 ± 0.17 | 20.89 ± 0.09** |
可溶性蛋白含量/(mg · g-1)Soluble protein content | 26.90 ± 0.28 | 28.86 ± 0.36* |
纤维素含量/(μg · g-1)Fibrin content | 194.87 ± 1.19 | 111.28 ± 1.01** |
花青苷含量/(mg · g-1)Anthocyanin content | 0.13 ± 0.00 | 0.17 ± 0.01* |
叶绿素含量/(mg · g-1)Chlorophyll content | 9.74 ± 1.65 | 9.42 ± 0.80 |
硝态氮含量/(μg · g-1)Nitric nitrogen content | 13.79 ± 0.53 | 12.11 ± 0.25* |
表3 紫菜薹二倍体(2x)与四倍体(4x)营养品质比较
Table 3 Comparison of content of nutritional substance between diploid and tetraploid purple tsai-tai
营养指标 Nutritional index | 材料Material | |
---|---|---|
2x | 4x | |
可溶性糖含量/(mg · g-1)Soluble sugar content | 23.46 ± 0.17 | 20.89 ± 0.09** |
可溶性蛋白含量/(mg · g-1)Soluble protein content | 26.90 ± 0.28 | 28.86 ± 0.36* |
纤维素含量/(μg · g-1)Fibrin content | 194.87 ± 1.19 | 111.28 ± 1.01** |
花青苷含量/(mg · g-1)Anthocyanin content | 0.13 ± 0.00 | 0.17 ± 0.01* |
叶绿素含量/(mg · g-1)Chlorophyll content | 9.74 ± 1.65 | 9.42 ± 0.80 |
硝态氮含量/(μg · g-1)Nitric nitrogen content | 13.79 ± 0.53 | 12.11 ± 0.25* |
材料 Material | 最大净光合速率/ (μmol · m-2 · s-1) Pn,max | 表观量子效率 AQY | 光饱和点/ (μmol · m-2 · s-1) LSP | 光补偿点/ (μmol · m-2 · s-1) LCP | 暗呼吸速率/ (μmol · m-2 · s-1) Rday |
---|---|---|---|---|---|
2x | 32.06 ± 0.39 | 0.13 ± 0.14 | 257.51 ± 14.13 | 6.76 ± 0.76 | 0.68 ± 0.35 |
4x | 47.54 ± 4.25* | 0.11 ± 0.03* | 487.48 ± 0.00* | 9.87 ± 1.71* | 1.12 ± 0.12 |
表4 紫菜薹二倍体(2x)与四倍体(4x)植株的光响应曲线参数的比较
Table 4 Comparison of the parameters of response curves between diploid and tetraploid purple tsai-tai
材料 Material | 最大净光合速率/ (μmol · m-2 · s-1) Pn,max | 表观量子效率 AQY | 光饱和点/ (μmol · m-2 · s-1) LSP | 光补偿点/ (μmol · m-2 · s-1) LCP | 暗呼吸速率/ (μmol · m-2 · s-1) Rday |
---|---|---|---|---|---|
2x | 32.06 ± 0.39 | 0.13 ± 0.14 | 257.51 ± 14.13 | 6.76 ± 0.76 | 0.68 ± 0.35 |
4x | 47.54 ± 4.25* | 0.11 ± 0.03* | 487.48 ± 0.00* | 9.87 ± 1.71* | 1.12 ± 0.12 |
图5 紫菜薹二倍体(2x)与四倍体(4x)灰霉菌侵染菌斑(A)和灰霉菌Actin的表达量(B) * 表示在0.05水平差异显著。
Fig. 5 The Botrytis cinerea infection plaque of diploid and tetraploid purple tsai-tai(A)and expression of Botrytis cinerea Actin(B) * indicated significant differences at 0.05 level.
[1] |
|
白英豪, 张晓丽, 李明军. 2018. 秋水仙素诱导丹参多倍体研究进展. 江苏农业科学, 46 (5):18-20.
|
|
[2] |
|
陈丽. 2019. 不结球白菜‘黄玫瑰’特异分子标记筛选及其同源四倍体的诱导[硕士论文]. 南京: 南京农业大学.
|
|
[3] |
|
程强强. 2011. 蝴蝶兰栽培品种叶片培养及八倍体诱导的研究[硕士论文]. 汕头: 汕头大学.
|
|
[4] |
doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0815 |
程世平, 姚鹏强, 耿喜宁, 刘春洋, 谢丽华. 2022. 高温诱导牡丹产生未减数花粉. 园艺学报, 49 (3):581-589.
doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0815 |
|
[5] |
doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0537 |
党江波, 崔璐璐, 韩国辉, 李彩, 向素琼, 郭启高, 梁国鲁. 2021. 柑橘倍性操作技术与育种现状、难点及展望. 园艺学报, 48 (4):791-810.
doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0537 |
|
[6] |
doi: 10.1105/tpc.111.090571 URL |
[7] |
|
李金泉, 任志勇, 宋志红, 董斌峰, 胡志伟, 聂启军, 焦春海. 2021. 洪山菜薹新品种1902及标准化品质栽培技术. 长江蔬菜, 38 (23):13-15.
|
|
[8] |
doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2021-0732 |
李丽仙, 王烁, 陈莹, 邬滢涛, 王雅倩, 房月, 陈学森, 田长平, 冯守千. 2022. 甜樱桃PavMYB10.1促进PavRiant表达和花青苷积累. 园艺学报, 49 (5):1023-1030.
doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2021-0732 |
|
[9] |
|
刘安成, 王庆, 余刚, 原雅玲, 王亮生, 庞长民. 2012. 多叶羽扇豆花色与花青苷分析. 西北农业学报, 21 (3):164-169.
|
|
[10] |
|
潘静雯, 王红尧, 李林, 张蜀宁, 李英, 侯喜林, 刘同坤. 2020. 不结球白菜同源四倍体苏州青的诱导鉴定. 中国农学通报, 36 (30):68-74.
doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb20191100788 |
|
[11] |
|
彭丹. 2015. 秋水仙素诱导优质抗热四倍体不结球白菜的研究[硕士论文]. 南京: 南京农业大学.
|
|
[12] |
|
任虹, 李婷, 李强, 李梦媛. 2016. 加热方法对紫甘蓝花色苷组分及其清除自由基活性的影响. 中国食品学报, 16 (6):231-240.
|
|
[13] |
|
邵淑君, 胡璋健, 师恺. 2022. 亚油酸乙醇胺诱导番茄对灰葡萄孢抗性的作用及机制. 中国农业科学, 55 (9):1781-1789.
doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2022.09.007 |
|
[14] |
|
邵帅旭, 陈丽, 杨阳, 李艳艳, 侯喜林, 刘同坤. 2018. 同源四倍体紫菜薹的诱导鉴定及其营养品质比较. 西北植物学报, 38 (7):1262-1269.
|
|
[15] |
|
宋莹, 张咪, 张昌伟, 李英, 侯喜林, 王建军, 刘照坤, 刘同坤. 2022. 高产、抗病同源四倍体不结球白菜黄心乌新材料的创制. 核农学报, 36 (7):1285-1292.
doi: 10.11869/j.issn.100-8551.2022.07.1285 |
|
[16] |
|
[17] |
|
王春梅, 辛复林, 朱大社, 石华胜. 2009. 红菜薹新品种佳红1号的选育及应用. 长江蔬菜, 26 (8):20-21.
|
|
[18] |
|
王强, 金则新, 郭水良, 管铭, 王兴龙. 2014. 濒危植物长叶榧的光合生理生态特性. 生态学报, 34 (22):6460-6470.
|
|
[19] |
|
韦贤, 李容, 钱力, 王金妮, 黄祖良. 2015. 百色马缨丹花色素的提取工艺及稳定性. 江苏农业科学, 43 (4):270-273.
|
|
[20] |
|
温艳斌, 程智慧. 2012. 大蒜多倍体诱导及其研究进展. 中国蔬菜, 32 (22):8-14.
|
|
[21] |
|
吴朝林. 2001. 湘红系列红菜薹新品种. 中国蔬菜, 21 (3):59.
|
|
[22] |
doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0916 |
吴婷, 贾瑞冬, 杨树华, 赵鑫, 于晓南, 国圆, 葛红. 2022. 蝴蝶兰多倍体育种研究进展与展望. 园艺学报, 49 (2):448-462.
doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0916 |
|
[23] |
|
谢利娟, 李涵, 李灏. 2004. 中国花卉育种存在的问题及对策. 中国农学通报, 21 (5):203-205.
|
|
[24] |
|
许明秀, 解思琦, 张岩, 谭伟, 李庆亮. 2020. 关于果实中花色苷提取和稳定性的研究. 果树资源学报, 1 (4):60-65.
|
|
[25] |
|
郇国磊. 2016. 不结球白菜新品种抗热性鉴定及四倍体新种质创新[硕士论文]. 南京: 南京农业大学.
|
|
[26] |
doi: 10.1111/jfds.1965.30.issue-3 URL |
[27] |
|
张咪, 宋莹, 王夏, 刘金平, 张昌伟, 李英, 侯喜林, 柳李旺, 刘同坤. 2022. 同源四倍体不结球白菜‘五月慢’新材料的创制及其特性. 南京农业大学学报, 45 (3):474-482.
|
|
[28] |
|
周历萍, 王淑珍, 阮松林, 马华升, 童建新. 2015. 草莓流式细胞检测提取方法的优化. 浙江农业学报, 27 (11):2024-2028.
|
[1] | 周 洁, 李甜竹, 刘汝懿, 李陈浩, 袁泽南, 李建明. 空气湿度与土壤含水量耦合对番茄灰霉病的影响[J]. 园艺学报, 2023, 50(8): 1779-1792. |
[2] | 李淑培, 张映, 舒金帅, 陈钰辉, 杨锦坤, 陈露露, 刘富中. 茄子叶色黄化突变体chl234的特性及其叶绿体超微结构[J]. 园艺学报, 2023, 50(5): 1000-1008. |
[3] | 闫文渊, 秦军红, 段绍光, 徐建飞, 简银巧, 金黎平, 李广存. 水氮耦合对马铃薯光合特性、块茎形成和品质的影响[J]. 园艺学报, 2022, 49(7): 1491-1504. |
[4] | 杨妮, 万绮雯, 李逸民, 韩妙华, 滕瑞敏, 刘洁霞, 庄静. 外源亚精胺对盐胁迫下茶树光合特性及关键酶基因表达的影响[J]. 园艺学报, 2022, 49(2): 378-394. |
[5] | 李琳琳1,金 华1,刘斯超3,邹吉祥1,李天来2,*. 番茄茉莉酸缺失突变体灰霉菌侵染响应miRNA及其表达分析[J]. 园艺学报, 2020, 47(7): 1323-1334. |
[6] | 邵美妮1,郝 鑫2,崔 娜1,曲 波1,关 萍1,贾伟康1,许玉凤1,*. 蓝叶类型玉簪叶片表皮蜡质对光合生理的影响[J]. 园艺学报, 2020, 47(7): 1401-1411. |
[7] | 刘富中, 张 映, 杨锦坤, 陈钰辉, 舒金帅, 李淑培, 陈露露. 茄子叶色黄化突变体的特征及遗传分析[J]. 园艺学报, 2020, 47(12): 2340-2348. |
[8] | 苗妍秀1,2,陈青云3,*,曲 梅3,*,高丽红3,侯雷平1,2,李 斌1,2. 黄瓜红蓝光质育苗对其定植后生长、光合特性以及产量的影响[J]. 园艺学报, 2019, 46(7): 1388-1398. |
[9] | 方 霞1,柏志靓1,周生财2,张丽珍2,吴 强2,张俊红1,童再康1,*. 大叶桢楠和小叶桢楠光合生理特性比较[J]. 园艺学报, 2019, 46(5): 964-974. |
[10] | 周高峰,李碧娴,付燕玲,管 冠,姚锋先,刘桂东*. ‘南丰蜜橘’缺铁、锰、锌的症状及其光合特性和营养状况研究[J]. 园艺学报, 2019, 46(4): 691-700. |
[11] | 王海波,王 帅,王孝娣,史祥宾,王志强,刘凤之*. 葡萄叶片衰老过程中不同光质对其光合和叶绿体超微结构的影响[J]. 园艺学报, 2019, 46(2): 205-214. |
[12] | 杨晓璐,杨 航,王季春*,安建刚,陈隆通,王 星. 马铃薯行株距比对光合特性及产量品质的影响[J]. 园艺学报, 2018, 45(8): 1563-1574. |
[13] | 刘 平1,2,王玖瑞2,3,刘志国1,2,王利虎1,2,刘嘉彬4,徐 娟2,石庆华1,刘孟军1,2,*. 四倍体早熟鲜食枣新品种‘虹光’[J]. 园艺学报, 2018, 45(7): 1423-1424. |
[14] | 孙晨晨1,吴春涛2,孙胜楠1,刘丰娇1,毕焕改1,艾希珍1,*. 有色膜覆盖对春大白菜光合特性及产量的影响[J]. 园艺学报, 2017, 44(11): 2099-2108. |
[15] | 吕 晔,胡 兰,王利虎,刘 平*,刘孟军*. 秋水仙素处理后‘无核丰’枣的减数分裂行为及2n花粉的形成[J]. 园艺学报, 2017, 44(1): 11-22. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||
版权所有 © 2012 《园艺学报》编辑部 京ICP备10030308号-2 国际联网备案号 11010802023439
编辑部地址: 北京市海淀区中关村南大街12号中国农业科学院蔬菜花卉研究所 邮编: 100081
电话: 010-82109523 E-Mail: yuanyixuebao@126.com
技术支持:北京玛格泰克科技发展有限公司