农学学报 ›› 2023, Vol. 13 ›› Issue (3): 44-51.doi: 10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2021-0220
收稿日期:
2021-12-30
修回日期:
2022-03-05
出版日期:
2023-03-20
发布日期:
2023-04-04
通讯作者:
姚星伟,女,1977年出生,辽宁沈阳人,研究员,硕士,主要从事作物遗传育种研究。通信地址:300381 天津市西青区津静公路17公里处蔬菜研究所,Tel:022-23784699,E-mail:作者简介:
杨迎霞,女,1986年出生,河南安阳人,助理研究员,硕士,研究方向:农业基因组学与作物分子育种。通信地址:300381 天津市西青区津静公路17公里处生物中心,Tel:022-27950828,E-mail:yingxiayang@126.com。
基金资助:
YANG Yingxia1(), CHEN Rui1, YAO Xingwei2()
Received:
2021-12-30
Revised:
2022-03-05
Online:
2023-03-20
Published:
2023-04-04
摘要:
甘蓝类蔬菜是中国蔬菜的重要组成部分,常规育种技术是制约甘蓝类蔬菜在产量和品质等方面的遗传改良的重要瓶颈。分子育种是提高育种效率的有效策略。为促进甘蓝类蔬菜分子育种改良,结合国内外研究进展,从高质量基因组和数据库、目标性状基因定位与克隆、分子标记辅助育种、基因编辑等方面探讨了分子育种在甘蓝类蔬菜育种实践上的应用。指出了解析控制重要农艺性状基因的调控网络是大规模种质创新的核心和关键点。认为基因编辑技术可加速推动甘蓝类蔬菜分子育种进程。最后对加强甘蓝类蔬菜分子育种的策略进行了展望,为其分子育种的深入研究提供理论依据。
杨迎霞, 陈锐, 姚星伟. 甘蓝类蔬菜分子育种研究进展[J]. 农学学报, 2023, 13(3): 44-51.
YANG Yingxia, CHEN Rui, YAO Xingwei. Molecular Breeding of Brassica oleracea Vegetables: A Review[J]. Journal of Agriculture, 2023, 13(3): 44-51.
品种 | 测序策略 | 组装基因组 (Mb) | 锚定基因组(Mb) | Scaffold 50 (Mb) | 基因数 | 参考文献 |
---|---|---|---|---|---|---|
02-2 | Illumina + Roche 454 + Sanger + genetic map | 539.91 | 389 | 1.457 | 45,758 | [ |
TO1000 | Illumina + Roche 454 + Sanger + genetic map | 488.6 | 460 | 0.85 | 59,225 | [ |
HDEM | Illumina + Nanopore + Bionano physical map + genetic map | 554.97 | 528.9 | 29.516 | 61,270 | [ |
C-8 | Illumina + Nanopore | 584.6 | - | 2.11 | 47,772 | [ |
D134 | Illumina + Nanopore +Hi-C | 529.9 | - | 61.74 | 44,701 | [ |
JZS | Illumina + PacBio + Hi-C | 561.16 | - | 2.37 | 59,064 | [ |
Korso_1401 | PacBio + Illumina + Bionano + Hi-C | 566.9 | 549.7 | 4.97 | 60,640 | [ |
OX-heart_923 | PacBio + Illumina + Bionano + Hi-C | 587.7 | 565.4 | 3.10 | 62,232 | [ |
品种 | 测序策略 | 组装基因组 (Mb) | 锚定基因组(Mb) | Scaffold 50 (Mb) | 基因数 | 参考文献 |
---|---|---|---|---|---|---|
02-2 | Illumina + Roche 454 + Sanger + genetic map | 539.91 | 389 | 1.457 | 45,758 | [ |
TO1000 | Illumina + Roche 454 + Sanger + genetic map | 488.6 | 460 | 0.85 | 59,225 | [ |
HDEM | Illumina + Nanopore + Bionano physical map + genetic map | 554.97 | 528.9 | 29.516 | 61,270 | [ |
C-8 | Illumina + Nanopore | 584.6 | - | 2.11 | 47,772 | [ |
D134 | Illumina + Nanopore +Hi-C | 529.9 | - | 61.74 | 44,701 | [ |
JZS | Illumina + PacBio + Hi-C | 561.16 | - | 2.37 | 59,064 | [ |
Korso_1401 | PacBio + Illumina + Bionano + Hi-C | 566.9 | 549.7 | 4.97 | 60,640 | [ |
OX-heart_923 | PacBio + Illumina + Bionano + Hi-C | 587.7 | 565.4 | 3.10 | 62,232 | [ |
性状 | 甘蓝种 | 性状相关基因 | 参考文献 |
---|---|---|---|
雄性不育 | B.oleracea var.capitata | BoCYP704B1 | [ |
B.oleracea var.botrytis | BoGH3.13-1 | [ | |
开花及花球形成 | B.oleracea var.botrytis | CDAG1 | [ |
B.oleracea var.italica | BoFLC2、BoFLC3 | [ | |
B.oleracea var.acephala | BolGRF6 | [ | |
B.oleracea var.capitata | BoFLC1.C9 | [ | |
B.oleracea var.botrytis | BobCAL | [ | |
B.oleracea var.botrytis | AP1、CAL | [ | |
B.oleracea | miR172D、 BoFLC.C2 | [ | |
抗虫/抗病性 | B.oleracea | FocBo1 | [ |
B.oleracea var.capitata | Cry1Aa | [ | |
B.oleracea var.botrytis | Ppa207 | [ | |
B.oleracea var.capitata | Bol031422 | [ | |
B.oleracea var.capitata | AvrLm14 | [ | |
花青素合成 | B.oleracea var.capitata | BoMYC1.2 (bHLH)、BoTTG1 (WDR) | [ |
B.oleracea var.acephala | BoPr | [ | |
B.oleracea var.capitata | BoNAC019 | [ | |
B.oleracea var.capitata | BoMYBL2-1 | [ | |
B.oleracea var.italica | qPH.C01-2 | [ | |
B.oleracea var.italica | BoTT8 | [ | |
B.oleracea var.botrytis | Gr | [ | |
B.oleracea | BoMYB2 | [ | |
B.oleracea var.acephala | BoDFR1 | [ | |
B.oleracea var.capitata | BoMYB113.1、BoMYBL2.1 | [ | |
B.oleracea var.capitata | BoLBD | [ | |
硫代葡萄糖苷合成 | B.oleracea var. alboglabra Bailey | MYB28 | [ |
B.oleracea var.italica | BoMYB51 | [ | |
B.oleracea var. alboglabra Bailey | BoaMYB51s | [ | |
B.oleracea var.italica | BoMYB29 | [ | |
B.oleracea var.italica | BoTSB1、BoTSB2 | [ | |
自交不亲和 | B.oleracea var.capitata | MLPKn1 | [ |
杂交致死 | B.oleracea var.capitata | BoHL1、BoHL2 | [ |
蜡质合成 | B.oleracea var.capitata | Cgl1 | [ |
B.oleracea var.capitata | BoWax1 | [ | |
B.oleracea var.capitata | BoGL-3 | [ | |
B.oleracea var.capitata | BoCER2 | [ | |
非生物胁迫 | B.oleracea var.acephala | BoRACK1 | [ |
B.oleracea var.capitata | BoALMT1 | [ | |
B.oleracea var.acephala | BocMBF1c | [ | |
B.oleracea var.capitata | BoCSDP5v | [ | |
叶型 | B.oleracea var.acephala | BoFL | [ |
B.oleracea var.acephala | BoLMI1a | [ | |
叶绿素含量 | B.oleracea var.italica | Bol-miR171b | [ |
有毛/无毛 | B.oleracea var.acephala | BoTRY | [ |
性状 | 甘蓝种 | 性状相关基因 | 参考文献 |
---|---|---|---|
雄性不育 | B.oleracea var.capitata | BoCYP704B1 | [ |
B.oleracea var.botrytis | BoGH3.13-1 | [ | |
开花及花球形成 | B.oleracea var.botrytis | CDAG1 | [ |
B.oleracea var.italica | BoFLC2、BoFLC3 | [ | |
B.oleracea var.acephala | BolGRF6 | [ | |
B.oleracea var.capitata | BoFLC1.C9 | [ | |
B.oleracea var.botrytis | BobCAL | [ | |
B.oleracea var.botrytis | AP1、CAL | [ | |
B.oleracea | miR172D、 BoFLC.C2 | [ | |
抗虫/抗病性 | B.oleracea | FocBo1 | [ |
B.oleracea var.capitata | Cry1Aa | [ | |
B.oleracea var.botrytis | Ppa207 | [ | |
B.oleracea var.capitata | Bol031422 | [ | |
B.oleracea var.capitata | AvrLm14 | [ | |
花青素合成 | B.oleracea var.capitata | BoMYC1.2 (bHLH)、BoTTG1 (WDR) | [ |
B.oleracea var.acephala | BoPr | [ | |
B.oleracea var.capitata | BoNAC019 | [ | |
B.oleracea var.capitata | BoMYBL2-1 | [ | |
B.oleracea var.italica | qPH.C01-2 | [ | |
B.oleracea var.italica | BoTT8 | [ | |
B.oleracea var.botrytis | Gr | [ | |
B.oleracea | BoMYB2 | [ | |
B.oleracea var.acephala | BoDFR1 | [ | |
B.oleracea var.capitata | BoMYB113.1、BoMYBL2.1 | [ | |
B.oleracea var.capitata | BoLBD | [ | |
硫代葡萄糖苷合成 | B.oleracea var. alboglabra Bailey | MYB28 | [ |
B.oleracea var.italica | BoMYB51 | [ | |
B.oleracea var. alboglabra Bailey | BoaMYB51s | [ | |
B.oleracea var.italica | BoMYB29 | [ | |
B.oleracea var.italica | BoTSB1、BoTSB2 | [ | |
自交不亲和 | B.oleracea var.capitata | MLPKn1 | [ |
杂交致死 | B.oleracea var.capitata | BoHL1、BoHL2 | [ |
蜡质合成 | B.oleracea var.capitata | Cgl1 | [ |
B.oleracea var.capitata | BoWax1 | [ | |
B.oleracea var.capitata | BoGL-3 | [ | |
B.oleracea var.capitata | BoCER2 | [ | |
非生物胁迫 | B.oleracea var.acephala | BoRACK1 | [ |
B.oleracea var.capitata | BoALMT1 | [ | |
B.oleracea var.acephala | BocMBF1c | [ | |
B.oleracea var.capitata | BoCSDP5v | [ | |
叶型 | B.oleracea var.acephala | BoFL | [ |
B.oleracea var.acephala | BoLMI1a | [ | |
叶绿素含量 | B.oleracea var.italica | Bol-miR171b | [ |
有毛/无毛 | B.oleracea var.acephala | BoTRY | [ |
甘蓝种 | 敲除基因 | 表型 | 基因功能 | 参考文献 |
---|---|---|---|---|
B.oleracea var.capitata | FRI | 早花 | 通过激活开花抑制基因FLC的表达来抑制开花 | [ |
PDS | 白化苗 | 调控叶片白化的关键基因 | ||
BoSRK3 | - | 抑制自交不亲和性 | [ | |
BoPDS | 白化苗 | 在植物中具有光保护作用且可以影响类胡萝卜素合成 | ||
BoMS1 | 雄性不育 | 雄性不育 | ||
GIGANTEA (GI) | 早花 | 调节开花时间 | [ | |
BoPDS | 白化苗 | 调控叶片白化的关键基因 | [ | |
MYB28 | 低含量芥子油苷 | 参与脂肪族芥子油苷(A-GSL)的生物合成 | [ | |
BoCER1 | 表皮无蜡 | 叶表皮蜡质合成相关 | [ | |
B.oleracea var.acephala | BolC.GA4.a | 植株矮化 | 参与赤霉素生物合成 | [ |
B.oleracea | BoFAD2 | - | 催化油酸脱氢形成 | [ |
B.oleracea var. alboglabra | BaPDS | 白化苗 | 调控叶片白化的关键基因 | [ |
甘蓝种 | 敲除基因 | 表型 | 基因功能 | 参考文献 |
---|---|---|---|---|
B.oleracea var.capitata | FRI | 早花 | 通过激活开花抑制基因FLC的表达来抑制开花 | [ |
PDS | 白化苗 | 调控叶片白化的关键基因 | ||
BoSRK3 | - | 抑制自交不亲和性 | [ | |
BoPDS | 白化苗 | 在植物中具有光保护作用且可以影响类胡萝卜素合成 | ||
BoMS1 | 雄性不育 | 雄性不育 | ||
GIGANTEA (GI) | 早花 | 调节开花时间 | [ | |
BoPDS | 白化苗 | 调控叶片白化的关键基因 | [ | |
MYB28 | 低含量芥子油苷 | 参与脂肪族芥子油苷(A-GSL)的生物合成 | [ | |
BoCER1 | 表皮无蜡 | 叶表皮蜡质合成相关 | [ | |
B.oleracea var.acephala | BolC.GA4.a | 植株矮化 | 参与赤霉素生物合成 | [ |
B.oleracea | BoFAD2 | - | 催化油酸脱氢形成 | [ |
B.oleracea var. alboglabra | BaPDS | 白化苗 | 调控叶片白化的关键基因 | [ |
[1] |
|
[2] |
doi: 10.1038/ncomms4930 |
[3] |
|
[4] |
doi: 10.1038/s41477-018-0289-4 pmid: 30390080 |
[5] |
doi: 10.1038/s41438-019-0164-0 |
[6] |
doi: 10.1038/s41598-020-69389-x pmid: 32709963 |
[7] |
doi: 10.1007/s00122-020-03664-3 |
[8] |
doi: 10.1186/s12915-021-01031-2 |
[9] |
|
[10] |
doi: 10.1371/journal.pone.0194356 URL |
[11] |
|
[12] |
doi: 10.1038/ncomms13390 |
[13] |
doi: 10.1007/s00122-017-2936-y URL |
[14] |
doi: 10.3389/fpls.2018.00822 URL |
[15] |
|
[16] |
刘东明, 杨丽梅, 方智远, 等. 甘蓝类蔬菜作物分子育种研究进展[J]. 中国农业科技导报, 2015, 17(1):15-22.
|
[17] |
doi: 10.3389/fpls.2021.667757 URL |
[18] |
doi: 10.1038/s41438-020-0257-9 |
[19] |
doi: 10.1007/s00122-017-2899-z URL |
[20] |
doi: 10.1186/s12864-020-07345-9 |
[21] |
doi: 10.1016/j.plantsci.2016.10.009 URL |
[22] |
doi: 10.1038/s41598-018-31987-1 |
[23] |
doi: 10.1007/s00122-017-3047-5 URL |
[24] |
doi: 10.1186/s12863-019-0740-1 |
[25] |
doi: 10.1038/s41438-020-00378-x |
[26] |
doi: 10.1126/science.abg5999 pmid: 34244409 |
[27] |
|
[28] |
doi: 10.1270/jsbbs.18156 URL |
[29] |
|
[30] |
|
[31] |
|
[32] |
|
[33] |
doi: 10.1139/gen-2017-0098 URL |
[34] |
doi: 10.1186/s12864-017-3613-x URL |
[35] |
doi: 10.1038/s41598-018-31690-1 |
[36] |
doi: 10.1186/s12870-018-1290-9 |
[37] |
doi: 10.1186/s12870-019-1831-x |
[38] |
doi: 10.1139/gen-2018-0173 URL |
[39] |
doi: 10.1007/s00122-019-03466-2 |
[40] |
doi: 10.1007/s00122-018-3245-9 |
[41] |
doi: 10.1007/s00122-020-03688-9 |
[42] |
doi: 10.1007/s00425-021-03746-6 |
[43] |
doi: 10.1007/s13258-021-01087-y |
[44] |
doi: 10.3389/fpls.2017.01083 URL |
[45] |
doi: 10.1016/j.bbrc.2018.05.058 URL |
[46] |
doi: 10.3389/fpls.2018.01599 URL |
[47] |
doi: 10.1007/s11103-019-00890-2 |
[48] |
|
[49] |
doi: 10.1007/s00497-016-0287-5 URL |
[50] |
doi: 10.3390/genes8060147 URL |
[51] |
|
[52] |
|
[53] |
doi: 10.1007/s00438-019-01577-5 |
[54] |
|
[55] |
doi: 10.1016/j.jplph.2017.03.014 URL |
[56] |
doi: 10.3389/fpls.2017.02156 URL |
[57] |
doi: 10.3390/ijms20225637 URL |
[58] |
doi: 10.1007/s13258-020-01010-x |
[59] |
doi: 10.1007/s00122-020-03551-x pmid: 31996972 |
[60] |
doi: 10.1186/s12870-021-03223-y |
[61] |
doi: 10.1021/acs.jafc.8b01531 URL |
[62] |
doi: 10.1007/s00122-017-2936-y URL |
[63] |
doi: 10.3389/fpls.2016.00017 pmid: 26858737 |
[64] |
doi: 10.1016/j.scienta.2016.05.015 URL |
[65] |
doi: 10.1007/s10681-018-2319-8 |
[66] |
doi: 10.1371/journal.pone.0138073 URL |
[67] |
doi: 10.1007/s11032-015-0202-z URL |
[68] |
doi: 10.3390/plants9060726 URL |
[69] |
doi: 10.1038/s41598-020-69389-x pmid: 32709963 |
[70] |
|
[71] |
doi: 10.1038/s41598-021-88652-3 pmid: 33903705 |
[72] |
doi: 10.1007/s00122-016-2832-x |
[73] |
|
[74] |
doi: 10.1186/s12870-019-2170-7 |
[75] |
doi: 10.3389/fpls.2019.00045 URL |
[76] |
|
[77] |
doi: 10.3389/fpls.2019.01104 URL |
[78] |
doi: 10.1111/pbr.2018.137.issue-1 URL |
[79] |
doi: 10.1038/s41587-019-0152-9 pmid: 31209375 |
[80] |
doi: 10.1007/s11032-019-0987-2 |
[81] |
doi: 10.1038/s41438-020-0282-8 |
[82] |
doi: 10.1007/s00122-016-2728-9 URL |
[83] |
doi: 10.3389/fpls.2017.00354 pmid: 28392793 |
[84] |
doi: 10.1007/s10681-017-2025-y |
[85] |
|
[86] |
doi: 10.1007/s10681-020-2570-7 |
[87] |
|
[88] |
doi: 10.3389/fpls.2018.01594 URL |
[89] |
|
[90] |
doi: 10.1007/s11816-019-00585-6 |
[91] |
doi: 10.1038/s41438-018-0107-1 |
[92] |
doi: 10.1089/crispr.2021.0007 URL |
[93] |
|
[94] |
doi: 10.1007/s00438-019-01564-w |
[95] |
doi: 10.1111/pbi.v19.10 URL |
[96] |
doi: 10.1038/s41598-018-34884-9 pmid: 30429497 |
[97] |
doi: 10.1111/pbi.13576 pmid: 33657682 |
[1] | 刘艳, 王薇, 吕阳, 刘军, 刘新生. 甘蓝—萝卜—白菜一年三收规模种植模式在咸阳北部的气候适宜性研究[J]. 农学学报, 2023, 13(4): 66-70. |
[2] | 王武全, 郑永涛, 杨华伟, 胡苓, 杨世鹏, 余鳞, 曾德志. 甘蓝型胞质不育杂交油菜新品种‘贡油5005’的选育[J]. 农学学报, 2023, 13(3): 40-43. |
[3] | 田正书, 罗延青, 迟旭春, 赵凯琴, 张云云, 符明联, 李劲峰. 早熟甘蓝型油菜抗裂角性鉴定及材料筛选[J]. 农学学报, 2022, 12(2): 40-46. |
[4] | 张绪萍. 25 g/L多杀霉素悬浮剂和1%甲氨基阿维菌素微乳剂对甘蓝小菜蛾的防治效果试验[J]. 农学学报, 2021, 11(8): 27-31. |
[5] | 王伍梅, 王辉, 张效忠, 杜士云. 水稻‘越光’品种的“前世今生”[J]. 农学学报, 2021, 11(6): 1-5. |
[6] | 文雁成, 张书芬, 何俊平, 蔡东芳, 朱家成, 王建平, 曹金华, 胡坤, 赵磊, 王东国. 不同密度网罩对甘蓝型油菜隔离制种效果比较[J]. 农学学报, 2021, 11(12): 68-73. |
[7] | 崔世友. 甘蓝型油菜品种滩涂实地耐盐性鉴定与筛选[J]. 农学学报, 2015, 5(4): 27-30. |
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