添加结球甘蓝2号染色体片段的大白菜导入系创制及外源基因BoFLC3对大白菜的影响

The progenies from Chinese cabbage-cabbage monosomic alien addition line added the No.2 chromosome and BoFLC3 of cabbage were used to creat Chinese cabbage-cabbage chromosome segment introgression lines (CSILs) by backcrossing, microspore culture and molecular marker-assisted selection. Chinese cabbage-cabbage CSILs with BoFLC3 and CSILs without BoFLC3 were obtained and used to study on expression of BoFLC3 in Chinese cabbage, effect on homologous genes of FLC and others genes related flowering. These CSILs could be widely used in development of Chinese cabbage added beneficial traits from cabbage, fine mapping of QTLs and functional genomics researches. And it provide new way to creat new germplasm of Brassica. Study on BoFLC3 in Chinese cabbage, which provided new way to explore genes interaction of related species and offered an opportunity to explore vernalization mechanism of Chinese cabbage and cabbage.

本研究以附加结球甘蓝2号染色体（含有BoFLC3基因）的大白菜单体异附加系后代为材料，通过4代回交和游离小孢子培养，结合甘蓝相对于大白菜的多态性分子标记和BoFLC3基因特异标记选择，创制附加结球甘蓝2号染色体不同区段的大白菜—结球甘蓝CSILs，同时获得含有纯合BoFLC3和无BoFLC3的背景一致的小孢子植株，研究BoFLC3在大白菜中的表达，对大白菜FLC同源基因及其他开花基因的影响，以及对抽薹开花的影响。CSILs的创建为获得带有结球甘蓝有益性状的大白菜，开展目标基因精细QTLs定位和功能基因组研究奠定基础，为芸薹属优异新种质的创建提供新途径；同时利用特色种质资源（有BoFLC3和无BoFLC3的背景一致的小孢子植株）分析BoFLC3对大白菜的影响，对深入了解FLC同源基因的作用，探索大白菜春化机制，创建耐抽薹大白菜新种质具有重要科学意义，也为研究近缘种属同源基因间的互作提供新途径

本项目以附加甘蓝2号染色体（含有BoFLC3基因）的大白菜单体异附加系AC2后代为材料，通过4代回交和游离小孢子培养，结合甘蓝相对于大白菜的多态性分子标记和BoFLC3基因特异标记选择，创制了29个附加甘蓝2号染色体不同区段的大白菜—结球甘蓝导入系（CSILs），导入片段覆盖甘蓝C05整条染色体以及C03染色体77222bp~4015687bp区段，导入片段分别位于甘蓝AB、F和R基因组块，属于甘蓝保守的祖先基因组重组区块。同时获得了含有甘蓝BoFLC3和无BoFLC3基因背景一致的小孢子植株，对其进行不同春化处理发现，甘蓝BoFLC3基因对大白菜导入系现蕾开花时间具有明显影响，含有甘蓝BoFLC3基因植株需要更长的春化天数才能开花。QRT-PCR分析结果显示,甘蓝 BoFLC3 基因在大白菜背景下的表达水平与春化天数成反比，说明甘蓝 BoFLC3 基因对大白菜导入系开花具有重要作用。转录组分析结果发现，有无BoFLC3基因的大白菜—甘蓝导入系在春化0、1周、2周和4周时分别有5045个、1040个、46个和628个表达差异基因，其中春化0周时有49个开花时间相关基因上调表达，34个基因下调表达；春化1周时有8个开花相关基因上调表达，19个开花相关基因下调表达；春化4周时，上调开花基因5个，下调开花基因4个。CSILs的创建为获得带有结球甘蓝有益性状的大白菜，开展目标基因精细QTLs定位和功能基因组研究奠定了基础，为芸薹属优异新种质的创建提供了新途径；利用有无甘蓝BoFLC3的大白菜导入系分析BoFLC3对大白菜的影响，对深入了解FLC同源基因的作用，探索大白菜春化机制，创建耐抽薹大白菜新种质具有重要科学意义。