[目的]解析甘蓝型油菜种子硫代葡萄糖苷性状的重要遗传位点及候选基因,为甘蓝型油菜硫苷基因克隆和品种品质改良奠定基础.[方法]以甘蓝型油菜KN DH群体种子为材料,对在4个种植环境的种子硫苷含量进行QTL定位和候选基因分析.[结果](1)甘蓝型油菜种子硫苷含量变异系数较高且较为稳定,服从数量性状的遗传特点.(2)7 个一致性 QTL(cqGC.A9-5、cqGC.A9-7、cqGC.A9-9、cqGC.C2-9、cqGC.C2-10、cqGC.C9-5 和 cqGC.C9-6)为环境稳定表达 QTL,包括 3 个主效 QTLcqGC.A9-5、cqGC.C2-10 和 cqGC.C9-5).(3)在主效 QTL cqGC.A9-5 和 cqGC.C9-5 鉴定到 3 个候选基因(BnaA09g05480D、BnaC09g05620D 和 BnaC09g05810D),主要涉及硫苷生物合成途径中吲哚-3-乙醛肟、3-烷基-苹果酸的合成及硫苷的转运与分配.[结论]甘蓝型油菜种子硫苷含量为数量性状.3个甘蓝型油菜硫苷含量主效QTL被鉴定到,其置信区间候选基因的拟南芥同源基因参与硫苷合成途径中间产物合成及促进硫苷的转运与分配.

[目的]挖掘与种子硫苷含量显著关联的SNP位点及候选基因,有助于油菜品质改良和培育高品质油菜品种.[方法]以 300 份甘蓝型油菜自交系为材料,考察了江西农业大学试验地和江西省红壤及种质资源研究所试验地2 种环境下种子硫苷含量,采用前期开发的 201 817 个SNP(single nucleotide polymorphism,SNP)标记对油菜种子硫苷含量进行全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS),搜寻显著位点两侧 100 kb范围内的候选基因并进行功能注释.[结果]300 份甘蓝型油菜种子硫苷含量在两地均表现出表型差异;基于一般线性模型和混合线性模型检测到 209 个硫苷含量显著关联SNP位点,其中两地两种方法重复检测到 41 个SNP位点,分别在A05(1 个)、A09(36 个)、C09(4 个)3 条染色体上.候选基因功能注释结果显示,有 8 个候选基因参与硫苷生物合成途径(GO:0019761),包含调控硫苷合成相关基因MYB28(BnaC09g05290D、BnaC09g05300D)、MYB34(BnaA09g05480D)和编码硫苷转运蛋白 2 相关基因(BnaA09g06180D、BnaA09g06190D).[结论]通过两种方法在两地检测到多个与硫苷显著关联的SNP位点,并在显著性位点附近挖掘到相关候选基因,研究结果有助于解析甘蓝型油菜硫苷含量的遗传变异,为低硫苷含量油菜新品种的遗传改良提供基础.

目的 比较西兰花、甘蓝、大白菜、小白菜、青萝卜和小油菜六种十字花科成熟蔬菜和其芽苗菜中硫代葡萄糖苷(简称硫苷)、异硫氰酸酯、总酚、抗坏血酸和花色苷含量以及抗氧化能力.方法 西兰花、甘蓝、大白菜、小白菜、青萝卜和小油菜相应的蔬菜种子于30℃浸泡后,于16 h光照/8 h黑暗,25℃发芽,收集8 d的芽苗菜除去根部,与成熟蔬菜一起进行分析.结果 所测十字花科蔬菜中硫苷种类和含量差异较大,但均以脂肪族硫苷为主,芽苗菜中总硫苷和每种硫苷含量均显著高于其成熟蔬菜;萝卜成熟蔬菜和芽苗菜异硫氰酸酯含量最高,所测芽苗菜中异硫氰酸酯含量约是成熟蔬菜的31～62倍.萝卜芽苗菜中总酚含量显著高于其成熟蔬菜,而小油菜则相反,其它芽苗菜与成熟蔬菜之间无显著差异;除萝卜外,其它十字花科成熟蔬菜抗坏血酸含量均高于芽苗菜;成熟小油菜中花色苷含量和清除DPPH自由基能力高于其芽苗菜,而其它芽苗菜中花色苷含量和清除DPPH自由基能力高于其成熟蔬菜.结论十字花科成熟蔬菜和芽苗菜均含有较高的活性成分,除小油菜外,其它十字花科芽苗菜活性成分含量均显著高于成熟蔬菜.

硫苷及其降解产物在植物风味、植株防御、人类抗癌保健等方面都发挥着重要作用,特别是近年来广泛应用于植物病虫害的生物防治中,但菜籽中的硫苷在加工过程中会生成对禽畜类有毒害作用的物质,严重降低了菜籽粕的饲用价值,因此通过基因工程手段来实现油菜种子中硫苷含量降低而其它组织中硫苷有效保留甚至提高,具有重要的现实意义.该文综述了甘蓝型油菜中硫苷的作用及其合成代谢途径中相关基因研究进展,并就存在问题和未来硫苷代谢调控在油菜育种中的应用进行了探讨和分析.

硫代葡萄糖苷(简称硫苷)是在十字花科植物中广泛存在的一类次级代谢物,在植物防御体系中发挥着重要的作用.本研究通过高效液相色谱(HPLC)技术,检测分析了十字花科芸薹属4个油用物种(甘蓝型油菜、埃塞俄比亚芥、芥菜型油菜、白菜型油菜)67个代表性品种3个器官(根、叶、种子)3个环境(2014年湖北武汉、2016年湖北武汉、2016年湖北寰阳)下的硫苷种类及含量.共检测到11种主要的硫苷,显著性检验结果显示:不同年份间硫苷含量分布差异极显著,但在同一年武汉与寰阳两个地点间差异不显著;不同物种间硫苷的类型差异明显;甘蓝型油菜、埃塞俄比亚芥不同品种间硫苷含量分布差异极显著,但受测的芥菜型油菜、白菜型油菜不同品种间硫苷含量分布差异不显著;同一个品种不同器官间的硫苷总量差异极显著;同一器官不同硫苷的含量差异也极为显著.这些结果表明硫苷在不同物种、不同器官、不同品种间都展现了丰富的变异,同时硫苷也受到了极显著的环境影响.每个物种或物种的不同器官内都有其代表性的特殊硫苷成分,如甘蓝型油菜中的2-羟基-3-丁烯基硫苷,埃塞比亚芥以及芥菜型油菜中的2-丙烯基硫苷,白菜型油菜中的3-丁烯基硫苷.其中一些特殊硫苷成分具有有益的生物学功能,它们的存在为通过种间杂交的方式将其向甘蓝型油菜中聚集提供了可能性.我们以在埃塞俄比亚芥与芥菜型油菜中所检测到的具有抗病功能的2-丙烯基硫苷为例进行展示,这种硫苷成分在高、中、低硫苷的甘蓝型油菜品种中含量都几乎为0,而在含有埃塞俄比亚芥与白菜型油菜亚基因组导入片段包含3个世代183个株系的再合成甘蓝型油菜(新型甘蓝型油菜)中,有170个株系检测到了显著高于品种材料的2-丙烯基硫苷成分,这说明了通过种间交流的方式向目标物种中导入特殊硫苷成分的可行性.以上这些结果将为分析利用芸薹属不同油用作物中的硫苷,并创建具有特殊硫苷成分的芸薹属作物提供信息和新的视角.