大白菜（大白菜×紫色小白菜）叶片紫色性状的遗传分析

中国蔬菜学术论文下载 www. c n v e g . o r g 中国蔬菜 2011（2） ：36-38 CHINA VEGETABLES 大白菜（大白菜紫色小白菜）叶片紫色性 状的遗传分析 张德双 张凤兰 赵岫云 余阳俊 徐家炳 于拴仓 汪维红张德双 张凤兰 赵岫云 余阳俊 徐家炳 于拴仓 汪维红 （北京市农林科学院蔬菜研究中心，北京 100097） 摘 要：以大白菜（叶片绿色）和紫色小白菜（叶片紫色）为亲本进行杂交、回交和自交，研究大白 菜叶片紫色的遗传规律。结果表明，大白菜和紫色小白菜杂交 F1的叶片均为紫色，但其叶片色泽较亲本紫 色小白菜浅。在 F2群体中，叶片颜色分离比例接近 3 紫色：1 绿色，BC1群体为 1 紫色：1 绿色，而 BC2群 体叶片全部为紫色。 2检测结果进一步证明：大白菜和紫色小白菜杂交后代叶片紫色对绿色受 1 对遗传基 因控制，紫色对绿色为显性，决定叶片紫色的基因具有累加效应。 关键词：大白菜（大白菜紫色小白菜） ；紫色；遗传分析 中图分类号：S634.1 文献标识码：A 文章编号：1000-6346（2011）02-0036-03 Genetic Analysis of Leaf Color Characteristics with Purple Genes on Chinese Cabbage（Chinese CabbagePurple Pakchoi） ZHANG De-shuang, ZHANG Feng-lan, ZHAO Xiu-yun, YU Yang-jun, XU Jia-bing, YU Shuan-cang, WANG Wei-hong （Vegetable Research Center, Beijing Academy and Forestry Science, Beijing 100097, China） Abstract：F1, F2, BC1 and BC2 generations were obtained through crossing, self-crossing and back-crossing by Chinese cabbageBrassica campestris L. ssp. pekinensis（Lour）Olssonof green leaves with purple pakchoiBrassica campestris L. ssp. chinensis（L.）Makino var. communis Tsen et Leeof purple leaves in order to study the genetic characteristics of leaf color. The results showed that leaf colors of F1 hybrid were purple, but its leaf colors were lighter than those of purple pakchoi. The ratios were close to 3 purple：1 green for F2 progenies, 1 purple：1 green for BC1 progenies. For BC2 progenies, all plants owned purple colors. The results of 2 test further proved that heredity of leaf color with purple genes on Chinese cabbage was controlled by one pair of gene. Purple genes were dominant genes compared with green genes and they showed addition effect. Key words：Chinese cabbage（Chinese cabbagepurple pakchoi）; Purple color; Genetic analysis 白菜紫色品种是近几年在国内出现的新类型，主要由国外引进，2006 年前后，开始在国内 市场销售、种植，影响较大。国外推出的紫色小白菜Brassica campestris L. ssp. chinensis（L.） Makino var. communis Tsen et Lee是应用细胞质 Ogu CMS 不育系育成的一代杂种，综合性状表现 为：植株生长速度缓慢，叶片正面紫色，背面绿色，叶柄翠绿。在秋季栽培条件下，由于阳光充 收稿日期：2010-09-27；接受日期：2010-10-21 基金项目：北京市自然科学基金项目（6092009） ，北京市农林科学院青年科研基金项目资助 作者简介：张德双，男，博士，研究员，专业方向：大白菜蔬菜遗传育种，E-mail： 中国蔬菜学术论文下载 www. c n v e g . o r g 2011（2） 张德双等：大白菜（大白菜紫色小白菜）叶片紫色性状的遗传分析 37 足，叶片的亮紫色表现尤为突出。张德双等（2007）采用多份大白菜与引进的紫色小白菜杂交， 得到了 2 份紫色大白菜中间材料，并对紫色大白菜材料的品质性状进行了初步探讨。目前，有关 大白菜Brassica campestris L. ssp. pekinensis（Lour）Olsson叶片紫色的遗传规律报道较少，本 试验以普通大白菜和紫色小白菜杂交获得的各个世代为材料，初步研究了大白菜叶片紫色的遗传 规律，以期为今后紫色大白菜一代杂种的选育提供理论依据，同时为后续的决定叶片紫色的基因 的 QTL 定位及紫色基因的染色体定位奠定基础。 1 材料与方法 1.1 试验材料 选用大白菜（09-680）和紫色小白菜（09N-742）进行杂交，获得 F1。再以 F1为母本分别与 双亲杂交，获得 BC1和 BC2回交世代。同时，F1自交得到 F2。P1、P2、F1、F2、BC1、BC2 6 个世代 于 2010 年 8 月 4 日播种于空调温室 50 孔穴盘中，于 8 月 31 日定植到大棚中。 所有供试材料均来 源于北京市农林科学院蔬菜研究中心大白菜课题组。 1.2 试验方法 各世代各单株叶色的调查主要以肉眼观测为主，调查分 2 次进行。第一次，8 月 27 日调查穴 盘中各单株苗期的叶色；第二次，9 月 19 日调查大棚中各单株成株期的叶色。以 2 测验实际观 测值与理论值是否相符。 2 结果与分析 调查结果表明，若不考虑紫色的深浅，大白菜与紫色小白菜杂交的 F1均为紫色植株，但其叶 片色泽较亲本紫色小白菜（09N-742）浅。在 F2群体中，叶片紫色植株与绿色植株的比例约为 3 1。在回交 BC1群体中，叶片紫色植株与绿色植株的比例约为 11。而在回交 BC2群体中，全部单 株均为紫色植株（表 1） 。经 2 测验进一步证明，在 F2和 BC1群体中，叶片紫色与绿色的分离比 例符合 31 和 11，大白菜叶片紫色对绿色受 1 对遗传基因控制。调查叶片颜色时发现，F2、 BC1和 BC2群体中叶片紫色并不完全一致，如 F2群体中，紫色叶植株主要分为 4 种：有的叶色与 亲本紫色小白菜基本一致、有的叶色较亲本紫色小白菜略浅、有的叶色分布不均（叶片虽为紫色， 但可以看见绿色） 、有的叶色以叶脉紫色为主。另外，BC2群体中紫色叶植株的紫色也不完全一致， 紫色有深浅区别，有的叶色与亲本紫色小白菜基本一致，有的叶色较亲本紫色小白菜略浅，与 F1 单株叶片颜色相似。初步认为，大白菜叶片紫色的深浅表现不仅受遗传基因的控制，还可能受环 表 1 大白菜紫色小白菜的叶色表现 生长期 世代 植株总数/株 紫色叶植株数/株 绿色叶植株数/株 比例 2 2 0.05 苗期 P1 40 0 40 P2 40 40 0 F1 150 150 0 F2 311 235 76 3 紫色1 绿色 0.053 3.841 BC1 334 172 162 1 紫色1 绿色 0.299 3.841 BC2 355 355 0 成株期 P1 32 0 32 P2 32 32 0 F1 150 150 0 F2 289 217 72 3 紫色1 绿色 0.001 3.841 BC1 256 133 123 1 紫色1 绿色 0.391 3.841 BC2 259 259 0 中国蔬菜学术论文下载 www. c n v e g . o r g 38 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 2011 年 1 月（下） 境、材料的组织结构或偏向的影响，如 F2群体中，有的材料偏向于紫色小白菜，有的偏向于大白 菜，有的则为二者的中间类型，从而导致叶片紫色出现深浅差异。由此可见，大白菜和紫色小白 菜的叶色（紫色/绿色）受 1 对遗传基因控制，紫色对绿色为显性，决定叶片紫色的基因具有累加 效应。 3 结论与讨论 3.1 关于紫色性状的遗传规律 目前，大白菜紫色性状主要来源于芥菜、紫菜薹和紫色小白菜。孙日飞等（2006）通过大白 菜与芥菜杂交、连续回交，创造了紫红色大白菜新种质，研究表明，控制紫色性状的基因为显性。 张明科等（2008）以紫菜薹与普通大白菜杂交后代为研究材料，获得了与紫色性状连锁的 RAPD 分子标记 S79-934、S123-750，并筛选到了 5 株紫色的中间材料，研究发现，大白菜紫色性状为数 量性状，由 1 对主基因控制的部分显性遗传，可能还受到微效基因和环境条件的共同影响。张成 合等（2010）以紫甘蓝紫阳与普通甘蓝 9601 杂交后代为材料，研究甘蓝叶片紫色的遗传规律，结 果表明，紫阳和 9601 的叶色（紫色/绿色）受 2 对独立遗传基因控制，2 对基因分别位于第 3 和 8 号染色体，紫色对绿色为显性，决定叶片紫色的基因具有累加效应。本试验以大白菜和紫色小白 菜杂交后代为材料， 研究大白菜叶片紫色的遗传规律， 结果表明， 大白菜和紫色小白菜的叶色 （紫 色/绿色）受 1 对遗传基因控制，紫色对绿色为显性，决定叶片紫色的基因具有累加效应。有关决 定叶片紫色的基因的 QTL 定位及决定叶片紫色的基因的染色体定位正在进行中。 3.2 有关紫色大白菜品种的选育 值得关注的是，控制紫色大白菜和紫色甘蓝紫色性状的基因对数并不一致，导致二者的紫色 性状表现存在很大的差异。甘蓝的紫色/绿色受 2 对独立遗传基因控制（张成合 等，2010） ，而大 白菜的紫色/绿色受 1 对遗传基因控制。同时，紫甘蓝的叶片正、反面均为紫色，剖开的剖面表现 为紫色和白色相间的颜色；而由紫色小白菜转育得到的紫色大白菜只在叶片的正面表现为紫色， 叶片的背面仍为绿色，剖开的剖面表现为紫色、绿色、白色和黄色相间排列的几种颜色。因此， 笔者认为，目前得到的紫色材料很难在大白菜叶球中表现为完全紫色，很难达到与紫色甘蓝相似 的效果，该材料可以在小白菜和半结球大白菜品种选育中得到应用，所育成的紫色品种可以作为 凉拌、拼盘搭色或做汤时使用，效果会更佳（张德双 等，2008） 。另外，在紫色大白菜一代杂种 育种过程时，由于决定叶片紫色的基因具有累加效应，应该选择紫色的纯系为双亲，所配制的杂 交后代才会表现出更加充分的紫色性状。因此，通过建立决定叶片紫色的基因的共显性标记辅助 品种选育，将会加快紫色大白菜新品种的育种进程。实践中还发现，紫色大白菜的紫色很容易粘 附到手上或熟食后溶入汤汁中。 如何尽快将紫色甘蓝中的决定叶片紫色的基因转育到大白菜中，从而获得与紫色甘蓝相似的 大白菜育种材料及品系将是今后需要攻克的难题。 参考文献 孙日飞，张淑江，章时蕃，李菲2006紫红色大白菜种质的创新研究园艺学报，33（5）