结球甘蓝自交不亲和性测定方法的研究是怎样的？

2025-03-25 07:59:00

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回答（1）：

选育和利用自交不亲和系是配制甘蓝一代杂种的重要途径。快速准确地鉴定甘蓝自交不亲和性是这一育种方式和亲本材料创新的基础性工作，对加快育种进程有其重要的实际意义。目前，在甘蓝上有5种自交不亲和性的测定方法。

（一）亲和指数法

亲和指数法是在常规育种中使用的一种原始方法，它通过在花期进行人工授粉，根据授粉数和结籽数的比值来测定结球甘蓝自交不亲和性。一般认为，在花期自交亲和指数小于1的品系为强自交不亲和系，大于1而小于5的为弱自交不亲和系；大于5的为自交亲和系（self-compatible line，SC系）。

亲和指数法要求在花期采取严格的隔离措施，如用密网阻隔飞行昆虫，用化学药剂防杀爬行虫类以阻断异花花粉通向柱头的途径。至于风媒的作用，有人认为在有足够隔离距离的条件下可略去不计。甘蓝虽是异花授粉作物，但其柱头及其外罩花冠干燥无水，不易附着偶尔吹来的微量异花花粉，套袋隔离是当前科研上常用的方法。

上述隔离条件如果控制不好，会影响亲和指数法的准确性。此外，结籽情况还受到授粉技术、植株营养状况以及结籽期的光照、温度和水分等环境因素的影响。自交不亲和性具有发育阶段特异性，从蕾期到花期的亲和指数变化很大。总之，要使亲和指数法的结果可靠，须控制好温度、授粉技术和植株生理状况等条件。由于该法测定的是直观性状，具有其他方法不可代替的可操作性，因此，它仍是许多育种专家长期采用的方法。但是亲和指数法的田间工作量较大、测定周期较长、测定效率不高等不足之处，也促使人们去发展和建立其他的自交不亲和性的测定方法。

（二）荧光显微法

许多学者对甘蓝自花授粉后，花粉的萌发过程进行了广泛而深入的细胞学研究，试图从中找出与SI特性密切相关的细胞学特征，以建立新的SI性的测定方法。Martin（1959）发现，水溶性苯胺蓝能显示花柱中花粉管的伸长情况。在荧光显微镜下，对于大部分附着于柱头上的SSI花粉，看不见它们的花粉管穿过乳突细胞，已经穿过乳突细胞的少数SSI花粉管，不会像配子体型自交不亲和性的花粉管的伸长、其大多数在花柱中被抑制那样，而是长驱直入，完成受精。因此，可根据穿越花柱的花粉管数量来测定自交不亲和性。Georgia（1982）提出了一个判断甘蓝自交不亲和性的标准：在花柱中能观测到0～10条花粉管的定为不亲和，10～25条为部分亲和，25以上者为亲和。不少育种者将此标准用于测定甘蓝的自交不亲和性，已获得了较好的结果。

杜慧芳等（1989）采用荧光显微法观察处理后的结球甘蓝自交不亲和系自花授粉雌蕊柱头，较准确快速地测定了其不亲和性：自交不亲和系只有少数花粉粒萌发，且花粉管形态不正常，不能穿透乳突细胞壁，花粉管只有0～8条伸长进入花柱。此法在甘蓝自交授粉24ｈ后任何时间取样镜检，均可根据花粉粒在柱头上的萌发特征、花柱中的花粉管条数及延伸情况，准确、快速地测定自交单株的不亲和性。张桂玲等（2003）利用荧光显微镜观察经过处理的结球甘蓝自交不亲和系自花授粉花期柱头和蕾期柱头，发现自交不亲和系花期柱头有少量的花粉粒萌发，并在柱头表面发生严重的胼胝质反应且花粉管的形态不正常，要么弯曲、要么背向生长，不能穿越乳突细胞壁。

可见，利用荧光显微镜观察花柱中的花粉管数量可以省时、省工、直观快速地鉴定结球甘蓝的自交不亲和性。

（三）等电聚焦电泳法

与SDS-PAGE相比，等电聚焦电泳（isoelectric focusing electrophoresis，IEF）能在凝胶板上容易地展开存在于成熟柱头中的SLG，探索其多态性与S-单倍型之间的对应关系。Nishio等（1977）首先发现了SLG的IEF电泳谱带与S-单倍型在遗传上的连锁关系。Nasrallah等（1984）明确了柱头发育时期和S-单倍型杂合性对IEF电泳谱带的影响。王晓佳等（1991）对甘蓝的2个自交不亲和系（二乌叶86057、北黑大86035）和1个自交亲和系（虹桥86047）的花粉和柱头蛋白同时进行了等电聚焦电泳分析，观测到不同材料在蛋白质谱带上有差异。之后，王晓佳等（1998）通过进一步改进IEF电泳条件，使其分辨率进一步提高，证实了在10个甘蓝自交不亲和系（84078-4、84079-3-1、76-6、111-1、128-3、93129-A-2、93130-2-3、93120-2-1、124-5、139-6）成熟柱头中明显存在着一条pI8.3～8.5的特异带，而在未成熟的自交不亲和系柱头和成熟的5个自交亲和系（85-4、86-1、126-3、119-A-12、12-B-6）柱头中无此特异蛋白。因此，IEF电泳可望发展成为育种工作者测定自交不亲和系与自交系的简便可靠的生物化学方法。

（四）氨基酸测定法

王晓佳等（1998），在利用等电聚焦电泳法根据花粉和柱头蛋白质特性区分自交不亲和系与自交亲和系的基础上，又利用同样的自交不亲和系和自交亲和系材料对其柱头和花粉的氨基酸进行了分析，结果表明，自交不亲和系与亲和系的柱头和花粉氨基酸组分有显著差别，柱头中苏氨酸和酪氨酸含量以及花粉中甘氨酸和丙氨酸含量有可能作为评价自交不亲和性的指标。鉴定标准：自交不亲和系柱头中苏氨酸含量高于0.223%，酪氨酸含量高于0.385%；花粉中甘氨酸含量高于1.593%，丙氨酸含量高于1.464%。自交亲和系柱头中苏氨酸含量低于0.185%，酪氨酸含量低于0.164%；花粉中甘氨酸含量低于1.470%，丙氨酸含量低于1.006%。

（五）S位点多态性测定法

根据S位点的多态性，朱利泉等（2000）采用切点为4bp的限制性内切酶和银染技术，对甘蓝SLG基因进行了PCR-RFLP分析，认为具Ⅰ类SLG基因的材料是强自交不亲和系；具Ⅱ类SLG基因的材料既包括强自交不亲和系，也包括弱自交不亲和系。Ⅱ类SLG基因的存在可以作为区别甘蓝自交不亲和系的分子标记。

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