油菜品质改良的重要天然遗传资源——诸葛菜(ORYCHOPHRAGMUS VIOLACEUS)利用前景展望

Orychophragmus Violaceus L.O.E.Schulz属,中国种,诸葛菜,其种子含有特高含油率和特高亚油酸,且具有十分理想的脂肪酸组成的天然植物资源。从现资料看,属世界上的首次发现,也是我国第一个低芥酸源,就油苯脂肪酸组成改良育种的前景看,本文已论证,这里是一个极其宝贵的天然资源。     

甘蓝型油菜与诸葛菜属间杂种无性系的变异研究

从形态及细胞学两方面对甘蓝型油菜与诸葛菜属间杂种无性系的变异进行了研究。经过长期继代培养后,杂种在形态上越来越偏向母本甘蓝型油菜,而表现出较少的父本诸葛菜性状,但表现出对等双分枝的新性状。经细胞学观察表明,杂种体内杂种细胞比例下降,而甘蓝型油菜细胞比例大幅度上升并远高于核质杂种细胞（具有油菜细胞质与诸葛菜细胞核）的比例,以至较多的甘蓝型油菜染色体组被遗传下去。在该杂种继代培养中还观察到杂种细胞内的染色体消除及体细胞配对现象。     

中国特有诸葛菜复合群的系统发育关系

利用5．8S核糖体DNA全长间隔序列（ITS／5．8S）和叶绿体基因mat K对中国原产诸葛菜复合群的系统发育关系进行了分析研究。ITS序列结果支持中国诸葛菜复合群分为两支：一支由湖北诸葛菜和太白诸葛菜组成;另一支由诸葛菜和铺散诸葛菜组成。mat K的序列分析结果表明,在中国诸葛菜复合群的系统发育树中,铺散诸葛菜和诸葛菜处于基部位置。结合以前的核型分析和本文的研究结果,我们不支持将湖北诸葛菜和太白诸葛菜归隶于诸葛菜,而支持我们之前提出的两种可能的原始细胞型的进化假说。另外,根据生物地理学分析,推测从长江中下游到秦岭地区是中国原产诸葛菜的近代分化中心。     

高频率产生芸苔属非整倍体和纯合植株及基因组原位杂交分析

进行了芥菜型油菜(Brassica juncea (L.) Czern. &; Coss.)和埃塞俄比亚芥(B. carinata A. Braun)与新油料植物资源诸葛菜(Orychophrogmus violaceus (L.) O. E. Schulz)之间的属间杂交, 并对产生的后代植株进行了基因组原位杂交分析. 结果表明, 芥菜型油菜与诸葛菜的杂交后代由3类混倍体组成, 第一类的体细胞和花粉母细胞(PMC)主要含有芥菜型油菜的36条染色体和附加的诸葛菜染色体(2n = 36 ~ 44); 第二类(2n = 30 ~ 36)主要产生具有芥菜型油菜染色体的PMC(2n = 36)和1 ~ 4对芥菜型油菜染色体被诸葛菜染色体所代换的代换型PMC(2n = 36); 第三类(2n = 30 ~ 36)植株的PMC则只具有芥菜型油菜染色体(2n = 36). 而埃塞俄比亚芥与诸葛菜的杂交后代由两类混倍体(2n= 29 ~ 34)组成, 第一类的绝大多数PMC的染色体数目(2n= 34)及行为与母本埃塞俄比亚芥植株的一样, 只是部分PMC包含1 ~ 3对诸葛菜染色体, 而第二类的PMC只具有埃塞俄比亚芥的34条染色体. 从以上杂种的后代中获得了芸苔属亲本种的附加系、代换系、 亚倍体和纯合植株. 这些结果为在芸苔属与诸葛菜属间杂交中可能发生的亲本种染色体组分开现象提供了分子细胞遗传学证据.     

十字花科几种植物的胚培养研究

利用幼胚成功地培养出白菜型油菜、芥菜型油菜、甘蓝型油菜、埃塞俄比亚芥、诸葛菜的再生植株。通过研究表明：不同的植物在培养基中的反应不同。同一个材料,在不同时期,培养的效果也不同。白菜型油菜难形成愈伤组织,且愈伤组织也难以分化,但生根较易。其它几种芸苔属植物则易形成愈伤组织和分化。诸葛菜能够形成胚状体,胚状体极易萌发。除了白菜型油菜外,所有材料都表现出极强的再生能力。     

诸葛菜与芸苔属属间杂交时花粉—雌蕊相互作用的研究

本文对诸葛菜和芸苔属属间杂交的花粉粒萌发和花粉管生长情况进行了研究。其中用诸葛菜作父本,分别和甘蓝型油菜（“文油６号”、“云油３１号”）、“羽衣甘蓝”和白菜型油菜（“凤仪油菜”）杂交时,受精前有一定的亲和性;而和白菜型油菜（“玉溪周永达油菜”）、芥菜型油菜（“泸州四棱”、“南充油菜”）、埃塞俄比亚芥杂交时,存在受精前障碍。同时还发现通过蕾期授粉是克服属间杂交不亲和性的有效方法之一。     

甘蓝型油菜与诸葛菜属间杂种后代非整倍体类型及细胞遗传学研究

在甘蓝型油菜与诸葛菜属间五倍体杂种后代中,鉴定出多种非整倍体类型。在P3群体中,细胞学观察发现诸葛菜染色体替代甘蓝型油菜的1对染色体异代换植株,体细胞由36~38条染色体的3种类型组成,但具38条的体细胞与花粉母细胞（PMC）占绝对优势,育性正常。在P4群体后代中鉴定出3株具有37条染色体的单体类型,形态与结实率均不相同。其中1株生长势很强,其体细胞与PMC均由多种类型构成,但具37条的体细胞与花粉母细胞占主要比例,未配对的染色体形态较小,对生长无明显影响。在染色体数为44与41的两种超倍体（P3群体）后代,鉴定出具有29~32条染色体的4种非整倍体,除染色体数为29的植株外,其余均为混倍体,它们的减数分裂异常,花粉育性低。本文对这些非整倍体的来源和应用的前景进行讨论。     

不同植物的碳酸酐酶活力差异研究

碳酸酐酶是催化二氧化碳的可逆水合反应的一种含锌金属酶。测定不同植物、同一植物不同部位、同一植物同一部位不同时间的碳酸酐酶的活力,研究诸葛菜和油菜碳酸酐酶及其胞外酶活力的差异,初步探讨碳酸酐酶活力与植物抗干旱能力之间的关系。研究结果为诸葛菜的喀斯特适生性的研究提供依据。     

白菜型油菜,芥菜型油菜与诸葛菜的属间杂交合子胚的组织培养

TissueCultureofZygoticEmbryosofIntergenericHybridizationAmongBrassicacampestris,B．junceaandOrychophragmusviolaceusWUYan－You,JIANGJiu－Yu（InstituteofGeochemstry,TheAcademyofScience,Guiyang550002）1植物名称白菜型油菜（Brassicacampestris）品种川油8号（2n=20）、芥菜型油菜（B.juncea）品种沪州四棱（2n=36）和诸葛菜（Orychophragmusviolaceus,2n=24）。2材料类别白菜型油菜和芥菜型油菜作母本,诸葛菜作父本,人工授粉22d“萝卜”角果中的未成熟杂种胚。3培养条件分化培养基为MS＋6-BA2mg／L（单…     

缺锌和HCO_3~-处理对诸葛菜和油菜有机酸特征的影响

以诸葛菜和油菜为材料,水培环境下设置4个不同的缺锌和碳酸氢根离子胁迫处理,分别为+Zn0(含Zn且不加HCO3-的处理组),+Zn10(含Zn且加10 mmol·L-1HCO3-的处理组),-Zn0(缺Zn且不加HCO3-的处理组)和-Zn10(缺Zn且加10 mmol·L-1HCO3-的处理组),利用离子色谱法分析了4个处理的两种植物幼苗器官(根、茎、叶)及根系分泌物中的有机酸特征。结果表明:(1)高浓度碳酸氢根离子处理显著增加了两种植物器官及根系分泌的有机酸总量,尤其是在缺锌和高浓度碳酸氢根离子双重胁迫下(-Zn10处理),诸葛菜器官和根系分泌的有机酸比油菜更敏感,草酸、柠檬酸和苹果酸是诸葛菜器官和根系分泌物中的优势酸,这三种有机酸的含量分别占其有机酸总量的75%及以上;(2)叶片是两种植物有机酸产生的主要器官,有机酸的含量和分配比例从地上部分(叶和茎)到地下部分(根)减少;(3)两种植物器官和根系分泌物中的有机酸变化趋势一致,叶片中有机酸主要来源于暗呼吸过程和光呼吸过程,其他器官和根系分泌物中的有机酸主要来源于暗呼吸过程;(4)诸葛菜对缺锌和高浓度碳酸氢根离子的适应能力强于油菜,为诸葛菜的喀斯特适生性和低锌和高浓度碳酸氢根离子环境(如喀斯特环境)的生态修复提供了理论依据。     

甘蓝型油菜与诸葛菜属间杂种的减数分裂观察

在甘蓝型油莱与诸葛菜属间杂种细胞减数分裂中,观察到两种类型的染色体分离方式。第一种,细胞内的３１条染色体呈两组分离,其中１９条染色体至细胞一极,１２条染色体至另一极;且在两极的染色体进行分裂,产生４个核,两个具有１９条染色体,另两个具有１２条染色体。故杂种细胞通过这种染色体分离方式,可同时产生具有１９与１２条染色体的两类配子。杂种细胞内发生的这种染色体行为,极有可能与来自两个亲本种的染色体组相关;即在细胞两极的１９与１２条染色体分别来自甘蓝型油菜与诸葛菜。第二种,在后期Ｉ至末期Ｉ,花粉母细胞内以６个二价体形式出现的１２条染色体被落后在赤道板附近,而被排斥在末期核之外。这些落后二价体很有可能来自诸葛菜。因此,在杂种细胞减数分裂中,来自两个亲本种的染色体组被分开。文中还对染色体组分开的遗传意义等进行了讨论。     

诸葛菜的营养成分及作为新型蔬菜的评价

诸葛菜「Ｏｒｙｃｈｏｐｈｒａｇｍｕｓ ｖｉｏｌａｃｅｕｓ（Ｌ．）Ｏ．Ｅ．Ｓｃｈｕｌｚ」的营养成分中,具有较高含量的生素Ｃ,β－胡萝卜素以及Ｆｅ,Ｚｎ等微量元素,氨基酸的种类在１９种,其中７种为必需所基酸。诸葛菜种子发芽率高,营养生长期长达７个月。文中讨论了诸葛菜的生物学特性,生态适应性及食用处理方法,讨为诸葛菜是一种很有开发利用前景的野生蔬菜。     

重要资源植物诸葛菜属的研究进展

诸葛菜属是一种具有广泛应用价值的资源植物,本文主要综述了该属植物的系统位置、属内种及变种的分类学地位、组织培养及属间杂交、抗逆性、营养价值和驯化栽培等多个方面的研究进展。基于诸葛菜属植物已有的研究基础及成果,并针对该属中存在的关键科学问题,如物种形成及其界定、适应性机理及优良基因资源的发掘、杂交育种与新种质创建等,对可能采用的研究方法提出展望。其研究思路和研究方案为将诸葛菜作为研究植物进化、驯化以及如何高效利用野生资源植物的一个重要模式代表种提供了依据。     

基于3个DNA序列的不同形态类型诸葛菜的遗传关系分析及后代性状观察

选择4种形态类型(花紫色-果实光滑、花紫色-果实密生毛、花白色-果实光滑和花白色-果实密生毛)诸葛菜[Orychophragmus violaceus (L. ) O. E. Schulz]共11个单株为实验材料,在进行ITS、trnL-F和psbA-trnH序列分析的基础上,采用邻接法(NJ)构建系统发育树,并对各形态类型的后代性状进行观察和分析.结果表明,诸葛菜的ITS、trnL-F和psbA-trnH序列长度分别为704、767和216 bp,合并序列长度为1 687 bp,G+C含量为43.5%;共有7个变异位点和7个信息位点,变异率0.41%.4个形态类型诸葛菜的trnL-F序列完全一致,ITS和psbA-trnH序列略有差异.其中,花紫色和花白色的果实密生毛类型中各有1个单株的ITS序列第519位碱基为C,其他单株为T;花紫色和花白色的果实光滑类型中各有1个单株的psbA-trnH序列第68位至第73位碱基依次为CAAAAA,其他单株均为TTTTTG.NJ系统发育树显示,4个类型诸葛菜之间没有完全清晰的界限,亲缘关系很近.后代性状观察结果表明,诸葛菜白色花为特化现象,果实光滑和密生毛是不稳定的性状.研究结果支持将毛果诸葛菜(O. violaceus var. lasiocarpus Migo)并入诸葛菜的分类处理.     

诸葛菜的研究现状与开发前景

诸葛菜是一种十分珍贵的野生油料作物种源。从农艺性状、种子含油量、菜苔氨基酸含量、食用安全性等方面,概述了诸葛菜的研究现状。并提出了在我国开发诸葛菜系列产品,如：保健食用油、脱水保鲜菜苔、菜汁营养饮料,以及作为饲料添加剂的利用前景。     

远缘杂交油菜核不育系的创建及其细胞学和形态学研究

在甘蓝型油菜与诸葛菜以及芥菜型油菜与诸葛菜属间杂交后代中分别发现1个和3个不育材料,经杂交和多代近交育成了相应的甘蓝型油菜不育系。通过对核不育系体细胞鉴定表明,所有新发现的不育系染色体数为38,均已恢复到甘蓝型油菜。这些不育系绝大部分花粉母细胞（PMC）在中期Ⅰ、后期Ⅰ和后期Ⅱ 3个时期染色体行为表现正常,但不同时期的PMC均会出现一定比例的异常现象,主要表现为染色体落后或染色体桥等。这些不育系属于单核败育型,不育株与可育株的花器形态差异明显,不育系还存在不同程度的死蕾等特点。通过对花器生长过程的研究,发现不育株雌蕊生长随雄蕊败育进程逐渐加快,而可育株雌蕊生长则存在两个生长缓慢阶段。此外,文章还讨论了这些不育系的应用前景。     

转基因抗除草剂油菜对十字花科杂草的基因漂移

以转基因抗除草剂油菜Q3为花粉供体材料,油菜远缘杂草为花粉受体材料,在自然传粉和人工辅助授粉条件下研究甘蓝型油菜与十字花科杂草间的基因漂移频率。结果表明,以转基因油菜为父本,十字花科杂草荠菜、碎米荠、播娘蒿、诸葛菜、风花菜、遏蓝菜和菜为母本,杂交高度不亲和,基因漂移率为0 % ,无生态风险,但对野芥菜的基因漂移率高达0 .885 %。野芥菜是我国大部分地区的常见杂草,种类繁多,分布范围广,大面积种植转基因抗除草剂油菜对野生芥菜的基因污染应引起高度重视。     

十字花科芸薹族植物叶脉序的研究

对中国十字花科芸薹族6属9种植物进行叶片脉序的比较观察,结果表明:脉序可分为两大类型:Ⅰ.分枝曲行羽状脉,如芸薹属、芝麻菜属和两节荠属;Ⅱ.环结曲行羽状脉,如萝卜属、诸葛菜属和线果芥属。从脉序上看,芸薹属与两节荠属和芝麻菜属的亲缘关系比和萝卜属、诸葛菜属、线果芥属近。此外,芸薹属植物的脉序,依据二级间脉可将其分为两种亚类型:Ⅰ.简单型,如羽衣甘蓝;Ⅱ.复合型,如芸薹、青菜和芥菜,由此认为在芸薹属中羽衣甘蓝是比较原始的种类。     

野生诸葛菜蛋白质营养价值的评价研究

采用模糊识别法和氨基酸比值系数法,分别以鸡蛋蛋白质为标准蛋白,以WHO/FAO氨基酸参考模式为评价标准,对诸葛菜蛋白质营养价值进行了全面评价。并与12种豆科芽苗菜和野菜蛋白进行了对照比较,结果表明,诸葛菜蛋白质营养价值优于11种对照蔬菜。     

植物叶片和角果的碳酸酐酶与光合速率的关系研究

以3种植物为材料,对其叶片、角果的碳酸酐酶活性日变化和相应的净光合速率日变化以及不同叶位的叶片和不同长度角果的CA活性和净光合速率关系进行研究.结果表明,在日变化中,油菜和诸葛菜的CA活性与其净光合速率之间存在显著性正相关,羽衣甘蓝则不明显.但3种植物不同叶位的叶片和不同长度角果的CA活性与净光合速率之间都呈显著正相关,说明无论是植物的营养器官叶片,还是生殖器官角果,CA活性的高低对净光合速率都有较大的影响.