基于基因组原位杂交和多种DNA序列及分子标记的中国芥菜系统进化研究

芥菜是十字花科芸薹属的重要经济作物，我国是菜用芥菜的起源演化中心。目前对于芸薹属芥菜种形成后是否发生了染色体融合转移，芥菜种形成的原始母本供体以及中国菜用芥菜不同变种之间亲缘关系依然存在许多问题，有待于进一步从分子水平深入研究和阐明。本研究试图通过基因组原位杂交技术探明中国菜用芥菜和印度油用芥菜两个类群杂种形成过程中的染色体重组状况，以及是否发生不同程度基因组融合与转移；利用AFLP和SSR分子标记阐明过渡类型菜用芥菜与各个变种之间的关系，确立其在分类中的地位；利用cpSSR和matK、trnL以及trnL-F区域的碱基序列以多角度分析明确菜用芥菜的细胞质供体，鉴定菜用芥菜是否存在平行进化现象，为最终建立反映中国菜用芥菜进化历史的分类系统提供分子生物学证据。

芥菜是十字花科芸薹属的重要经济作物之一，我国被认为是菜用芥菜的起源演化中心。本项目从分子水平和染色体组成水平上了研究了芥菜不同变种之间的亲缘关系、分子进化、染色体重组情况，同时研究了几种主要芸薹属作物的亲缘关系与分子进化情况。基于ITS和AFLP标记，从分子水平系统地对中国芥菜进行了分类，界定了不同中国芥菜种质的亲缘关系，对于芥菜组合选配及杂种优势利用具有理论指导意义。通过基因组原位杂交（GISH）可以清晰的区分A、B基因组，表明A基因组和B基因组在进化过程中没有明显的同源性，在基因组水平没有发现大的融合和转移，并且，中国菜用芥菜与印度油用芥菜存在平行进化的可能，从分子水平上初步验证中国是菜用芥菜的起源演化中心。同时，本研究采用三个分子标记（cpSSR、ITS和trnL/trnL-F）对几个主要芸薹属种质的进化研究，初步结论为：芸薹属B基因组和A/C基因通过两条进化途径而来，R. sativus是以“Rapa/Oleracea”为母本与“Nigra”杂交而来，此外，异源多倍体B. carinata和B. juncea分别以B. nigra和B. rapa为母本杂交而来。本项目研究为最终建立中国芥菜进化历史的分类系统及杂交组合选配等提供了分子证据。