大白菜干烧心病的研究进展

张 鹤 赵 熙 刘 莉

摘要:阐述了国内外大白菜干烧心病的研究历史与现状,指出目前运用分子生物学技术对大白菜干烧心病进行研究,已找到在AFLP图谱上分布在4个连锁群上的4个与抗干烧心病有关的QTL位点,为大白菜抗干烧心病辅助育种打下了基础。

关键词:大白菜;干烧心;基因;育种

中图分类号:S436.341.1+4文献标识码:ADOI编码: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)属十字花科芸薹属芸薹科白菜亚种,原产于中国,且栽培历史悠久,资源丰富,类型多样,是中国重要的蔬菜之一,也是种植面积最多的蔬菜品种。大白菜干烧心病是中国近年来蔬菜栽培领域继三大病害之后危害较重的一种病害,其发生较为普遍,在全国各大城市近郊尤为严重,一般发病率在30%~50%,严重的达80%~90%,并有逐年发展的趋势。在1981—1994年,天津市郊区曾连续13年发生干烧心病,其中7年为重病年,导致冬、春两季的贮藏与销售受到严重影响,广大菜农减收严重。

1国内外大白菜干烧心病的研究史

国内外专家学者普遍认为大白菜干烧心病是由于缺钙引起的生理性病害[1],自Sharfter 和Sayle(1946)首次报道该病状及病因以来,有关专家对此病进行了大量的研究并报道了很多防治措施。多数的研究结果认为引起大白菜干烧心病的缺钙因素并非土壤真正的缺钙,而是由于氮、磷肥过多,生长过快或环境条件不适宜而导致钙吸收受阻所致。只有个别专家认为大白菜干烧心是由于缺锰引起。Bangerth(1979)指出,生理失调病发生的机理与钙的生理有关。王淑芬等(1996)则认为该病发生过程中心叶的糖、果胶含量以及光合作用和细胞结构发生变化,细胞结构变化与细胞内钙颗粒量的变化直接相关,而且细胞膜的破坏远早于细胞壁的破坏,通过测量心叶细胞中钙的定位与分布细胞结构的变化,探讨了大白菜干烧心发展的细胞学基础。缪影等(1998)在水培试验中以缺钙培养诱导大白菜干烧心病的发生,探讨了大白菜干烧心病发生发展的分子细胞学机制。

2大白菜干烧心病的最新研究进展

由于大白菜干烧心病是受多基因控制的数量性状,品种抗病性有一定的差异,通过多代选择获得抗原,有可能培育出抗干烧心病的品种[2]。早在1992年张凤兰等在大白菜育种工作中发现,不同品种和材料对大白菜干烧心病的抗性存在较大差异,并初步建立了大白菜对干烧心抗性的室内人工鉴定技术,为抗大白菜干烧心病的育种提供了有效的手段。而近年来吉雪花等(2005)采用离体叶片溶液扦插鉴定法,研究了低钙条件下大白菜心叶的抗性及症状表现,为探讨大白菜干烧心病的发生过程及发病机理奠定了基础。

大白菜干烧心病严重影响了其产量和品质,不同品种和材料对大白菜干烧心病的抗性存在较大差异,与细菌和真菌病害的抗病育种一样,抗生理病害的育种工作也势在必行。但大白菜干烧心病的发生受环境条件影响很大,在田间条件下鉴定、筛选、育种十分困难[3]。而分子标记具有直接以DNA形式表现,不受组织类别、发育时期和环境条件干扰,数量多,可遍及整个基因组,多态性高,不影响目标性状的表达及不良性状无必然的连锁遗传现象等优点[4]。孙秀峰等(2006)首次将大白菜干烧心的研究深入到分子方面,构建了一张含105个标记位点,11个连锁群,覆盖长度为669.7 cm的大白菜的AFLP分子遗传图谱。在此基础上检测到分布在4个连锁群上的4个与抗干烧心病有关的QTL位点,其解释的遗传变异范围在11.0%~58.9%之间[5]。将大白菜干烧心病的研究深入到了分子层面,为从分子的角度阐述大白菜干烧心病的机理,明确适宜的鉴定方法等提供了理论依据,为利用分子标记辅助选育大白菜抗干烧心病品种进行了开创性工作。

天津青麻叶类型是大白菜的一个特殊生态型,是一个非常重要的种质资源。天津青麻叶大白菜以其优良的品质及特殊的外观在国内育种研究和市场销售方面享有极高荣誉,也是天津市出口创汇专用蔬菜品种。因此,将分子标记技术应用于青麻叶类型大白菜干烧心病的防治,为辅助选择育种研究与开发奠定了技术基础,对加快天津市青麻叶大白菜的育种进程,增强其市场竞争力具有重要的意义。

参考文献:

[1] 安志信,鞠佩华,苏幼梅,等.大白菜干烧心的发生和心叶补钙效果的研究[J].中国蔬菜,1985(2):13-16.

[2] 郭晶心,周乃元,马荣才,等.白菜类蔬菜遗传多样性的AFLP分子标记研究[J].农业生物技术学报,2002,10(2):138-143.

[3] 刘栓桃,赵智中,何启伟.大白菜转基因育种及分子标记研究进展[J].山东农业科学,2004(2):70-72.

[4] 于拴仓,王永健,郑晓鹰.大白菜叶球相关性状的QRL定位与分析[J].中国农业科学,2004,37(1):106-111.

[5] 孙秀峰,陈振德,李德全.大白菜干烧心病性状的QTL定位和分析[J].分子植物育种,2008,6(4):702-708.