【摘 要】
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花色是菜心的重要表型性状,易观察,遗传稳定,受环境影响小,因此,在提高种子纯度、去除杂株、鉴定性状的自然异交率等方面具有重要作用。除此之外,在一定程度上黄色、橙色花通过反射高热量的光线,保护花器官,使花器官减轻光伤害。本研究以乳白花自交系‘20M-293’（P1）和黄花自交系‘20M-294’（P2）为亲本构建6世代群体,研究乳白花的遗传。并观察黄花和乳白花的质体结构,测定花瓣类胡萝卜素。同时,对
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花色是菜心的重要表型性状,易观察,遗传稳定,受环境影响小,因此,在提高种子纯度、去除杂株、鉴定性状的自然异交率等方面具有重要作用。除此之外,在一定程度上黄色、橙色花通过反射高热量的光线,保护花器官,使花器官减轻光伤害。本研究以乳白花自交系‘20M-293’（P1）和黄花自交系‘20M-294’（P2）为亲本构建6世代群体,研究乳白花的遗传。并观察黄花和乳白花的质体结构,测定花瓣类胡萝卜素。同时,对乳白花基因进行精细定位,获得候选基因,分析候选基因启动子和CDS的序列差异,并对乳白花基因进行功能验证及表达模式分析。本研究取得了如下主要结果:1、通过乳白花自交系20M-293（P1）和黄花自交系20M-294（P2）构建群体,观察分析花色性状,结果表明菜心乳白花相对于黄花由一对隐性基因控制。2、透射电镜观察发现,与黄花相比,乳白色花瓣中的有色体异常,呈扁平状,有小而畸形的质体。3、类胡萝卜素成分分析结果表明,与乳白色花瓣相比,黄色花瓣富含酯化类胡萝卜素,包括叶黄素癸酸酯、紫黄素二月桂酸酯、紫黄质-肉豆蔻酸酯-月桂酸酯、5,6环氧叶黄素二月桂酸酯、叶黄素二月桂酸酯和叶黄素月桂酸酯。4、通过混合群体分离分析法（BSA）,对2个极端混池进行重测序,将菜心乳白花候选基因定位到A02染色体上2.76 Mb区间。进一步采用竞争性等位基因特异性PCR（KASP）基因分型进行精细定位,候选基因被定位在两个SNP标记A02＿25962798和A02＿26064584间101.79 kb的区间,其中包含13个注释基因。Bra A02g037160.3C、Bra A02g037170.3C与植基酯合成酶2（Phytyl ester synthase 2,PES2）同源。基因表达量结果表明Bra A02g037170.3C在黄花中相对表达量比在乳白花中相对表达量高6倍,因此Bra A02g037170.3C为乳白花的候选基因。通过序列比对发现,与黄花菜心相比,乳白花菜心Bra A02g037170.3C的启动子区域存在1148 bp的缺失,并且其CDS编码序列的第5外显子有105个碱基的缺失,导致35个氨基酸的缺失。5、构建了由黄花启动子（Br PYPY::GUS）和乳白花启动子(Br PYPPY::GUS)驱动的含有β-葡萄糖醛酸酶（GUS）载体,转化拟南芥植株,发现黄花Br PYPY::GUS在叶片和花器官中都有更强的表达。构建病毒诱导的Bra A02g037170.3C基因沉默载体,转化黄花菜心,通过VIGS沉默实验证实菜心花瓣颜色由黄色变为浅色。q RT-PCR分析证明,侵染植株的Bra A02g037170.3C基因表达量显著降低,与该基因在乳白花亲本中表达量基本一致。Bra A02g037170.3C为控制菜心乳白花性状的Br PYP基因。6、建立了菜心乳白花基因KASP标记辅助选择体系,筛选菜心乳白花基因型准确率达到95.43%,实现了在苗期快速、准确鉴定纯合菜心乳白花植株的目的。
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