两种甘蓝型油菜叶缘突变体的获得及其初步研究

【作者】 文雁成； 张书芬； 王建平； 朱家成； 何俊平； 赵磊； 曹金华；

【机构】 河南省农业科学院经济作物研究所/农业部黄淮海油料作物重点实验室/河南省油料作物重点实验室；

【摘要】 叶片是植物体进行光合作用的主要器官,叶片形态改变会影响到植物体的光合作用、蒸腾作用和抗逆性等生理功能,从而影响到植株的生长和发育。为了能够吸收更多光照能量,叶片面积越大越好;为了更有利于光合作用时CO₂和O₂气体的交换,叶片应该越薄越好。但是面积越大越薄,叶片蒸腾作用越强,不利于水分的保持。因此,提高光合作用效率与保持叶片水分博弈结果决定了叶片最终的形状与大小。从热带、温带到寒带,植物的叶片由常绿阔叶到落叶阔叶直至针叶。从湿润地区到干旱沙漠,为了减少水分的蒸发,植物叶片也会从阔叶到针叶,甚至尖锐的刺状。为了获得更高的产量,对植物光合作用器官叶片的形态进行研究意义重大。目前模式植物拟南芥和水稻的叶片形态研究较为深入,对油菜叶片形态研究还很少报道。油菜叶片的大小和性状对于油菜植株生长、产量的形成以及对环境的适应都都有极其重要作用。油菜的生长环境一般为温带,其生存环境也分为温暖湿润地区和寒冷干燥地区,为了适应这些不同的环境条件,不同地区的油菜的叶片叶产生了变异。甘蓝型油菜的叶片类型通常为圆形叶缘、缺刻叶缘和深缺刻叶缘。本研究通过甘蓝型油菜种内杂交和甘蓝型油菜与芥菜型油菜种间杂交获得了两个深缺刻叶缘油菜突变体,并对它们的叶片性状和遗传规律进行了研究。通过将深缺刻叶缘突变体与圆叶近等基因系杂交回交,分析其后代叶缘性状,从而分析其叶缘性状遗传规律。研究表明,这两个叶缘突变体后代F₂代符合1:2:1的分离比例,回交后代分离符合1:1的分离比例。来自种内杂交的深缺刻突变体1的叶缘形状受一对基因控制,其中花叶受显性基因控制,圆叶受隐性基因控制。来自芥菜与甘蓝型油菜种间杂交杂交的深缺刻突变体2的叶缘形状也是受一对基因控制,但是其中花叶受隐性基因控制,圆叶受显性基因控制。将这两个突变体进行杂交,分析其基因等位性。结果发现,叶缘深缺刻突变体1与叶缘深缺刻突变体2杂交,F₁均为叶缘深缺刻突变1的叶缘性状和叶缘深缺刻突变2的野生型叶缘性状,因此这两个深缺刻突变体性状的基因具有非等位性。即这两个叶缘性状受两对独立的基因控制。对比深缺刻突变体1、深缺刻突变体2与其相应野生型的叶面积、单位长度叶面积和单叶干重进行分析,发现在上述三项指标上,它们的野生型均略高于突变体,但是二者差异均不显著。说明叶缘突变体在叶片光合面积等性状上没有本质差异。还需要对这两个突变体的光合效率、抗旱能力进行进一步研究。更多还原