青花菜耐贮性生理与遗传研究

青花菜耐贮性生理与遗传研究
在人类经常食用的多种蔬菜中,青花菜因其丰富的营养价值及广泛的保健作用而受到人们的青睐。

然而由于其食用部位是幼嫩的花蕾和小花茎,呼吸代谢十分旺盛,采后极易衰老,不耐贮藏,常温下一般2-3天就会失绿转黄。

虽然目前的贮藏保鲜技术在一定程度上能延缓青花菜的衰老,但随着人们对食品安全、营养保健方面的高度重视,上述方法已经不能满足人们的需求。

因此选育出青花菜自身耐贮性好、营养含量高的新品种具有重要意义。

本研究首先对本课题组提供的青花菜种质资源进行耐贮性筛选,然后以筛选出的两种耐贮性存在显著差异的青花菜高代自交系为试验材料,研究两种材料在贮藏过程中营养含量变化规律以及叶绿素降解相关基因的表达差异特性,同时以这两份材料为亲本构建六世代群体,对青花菜的耐贮性进行遗传分析,并利用F2群体进行QTL定位研究,为选育营养含量高、耐贮性好的青花菜新品种提供理论依据和指导,提高育种效率。

主要研究结果如下:1.对38份青花菜材料进行4℃贮藏试验,22份材料进行20℃常温试验,参考Ku的方法调查青花菜的贮藏寿命。

结果显示,低温贮藏时,有6份材料的贮藏寿命达50天及以上;常温贮藏试验中,有3份材料的贮藏寿命长达96h(4天)。

2.以筛选出的耐贮性存在显著差异的青花菜高代自交系‘13B32’和‘13B33’为试验材料,测定其花球在4℃贮藏过程中叶绿素、类胡萝卜素、可溶性蛋白、可溶性糖、多酚含量的变化。

结果显示,两种材料的叶绿素、类胡萝卜素以及可溶性糖含量均随贮藏时间的延长而下降,但耐贮藏材料‘13B32’的下降幅度小于不耐贮藏材料‘13B33’;可溶性蛋白含量变化在‘13B32’中表现为先下降有短暂上升后又下降,在‘13B33’中则一直呈下降趋势;多酚含量变化趋势在两种材料均为先增加后降低,在贮藏
7天时达到最大值,但‘13B32’的增加幅度大于‘13B33’。

3叶绿素降解相关基因的表达分析发现,BoCLH1只在初始时表达,后期表达量很低;BoCLH2的表达量在‘13B32’中变化较小,在‘13B33’中变化较大,表达量高;BoPPH的表达量在‘13B32’中一直呈下降趋势,而在‘13B33’中贮藏14天时有显著上升过程;BoPaO 的表达量变化在二者中均有急剧增加的过程,但是在‘13B32’中出现急剧增加的时期明显滞后于‘13B33’;BoRCCR在‘13B33’中于贮藏21天时出现一个明显的表达高峰,而在‘13B32’中变化较小。

4.六世代群体遗传分析表明青花菜的耐贮性受两对主基因+多基因控制,主基因遗传率在F2分离群体中较高,为86.43%,但两对主基因的负向显性效应(-10.50)大于正向加性效应(8.40),且还存在较大的负向加性×加性互作效应(-16.31)。

多基因遗传率在回交群体BC1、BC2中较高,分别为62.17%、56.25%。

5.以F2群体为作图群体,构建了一张覆盖基因组长度830.2cM,包含9个连锁群,共157个SSR标记,15个Indel标记的遗传图谱,两个标记间的平均图距为4.83cM。

QTL定位分析共发现8个与青花菜耐贮性相关的位点,其中两个位点与最近分子标记Ra2G09和Scaffold36127的图距小于1cM。