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作者：舒金帅中国农业科学院

学位级别：硕士

青花菜(Brassica oleracea ***)又名西兰花、意大利芥蓝,是十字花科芸薹属中以绿色花球为产品的一种重要的特色蔬菜,因其丰富的营养和独特的抗癌功效,深受广大消费者的青睐。近年来,青花菜在我国的栽培面积不断增加,已成为浙江、甘肃、... 详细信息

青花菜(Brassica oleracea ***)又名西兰花、意大利芥蓝,是十字花科芸薹属中以绿色花球为产品的一种重要的特色蔬菜,因其丰富的营养和独特的抗癌功效,深受广大消费者的青睐。近年来,青花菜在我国的栽培面积不断增加,已成为浙江、甘肃、云南等省份的主栽蔬菜和重要的出口蔬菜。青花菜杂种优势明显,常采用自交不亲和系配制杂交种,近年开始重视对雄性不育系的研究和利用,目前国内外生产上主要是用细胞质雄性不育系与自交系生产杂交种,但存在花蜜量少、低温易死蕾、种子产量不高等问题,缺少可实际应用的优良雄性不育系。我国对青花菜的研究起步较晚,且国内优良品种不多,目前生产上所用的F1代杂交种仍以进口品种为主为了选育优良的雄性不育系,中国农业科学院蔬菜花卉研究所甘蓝青花菜课题组对青花菜雄性不育已进行了多年的研究,以在甘蓝自然群体中发现的显性细胞核雄性不育材料DGMS79-399-3和引进的萝卜细胞质雄性不育材料OguraCMSR3629为原始不育源,用优良的青花菜自交系8554、8590、90196、93213和93219为父本,通过高代回交转育的方法将其转育成可实际应用的两类不育系。但对以上不育源获得的青花菜两类不育系在农艺性状上的差异及显性雄性不育分子标记等方面尚未进行深入的研究。本研究以青花菜两类不育系和保持系及其配制的杂交组合为试材,对两类不育系的死花蕾数目、花器官形态、蜜蜂访花情况、疏球整枝方式对种株结实特性的影响、植株营养生长趋势和结球期的主要性状进行了深入、系统的研究,并利用3个显性雄性不育青花菜群体进行了与显性雄性不育基因(CDMs399-3)紧密连锁的分子标记的筛选,以期为两类不育系的有效应用和花器官改良提供理论依据,对利用雄性不育系进行青花菜新品种的选育和提高杂交制种产量具有重要的实际意义。研究结果如下： 1.花器官形态及蜜蜂访花情况保持系花器官发育正常,花冠呈黄色;DGMS(显性雄性不育系)花器官大部分发育正常,花冠呈淡黄色;CMS(细胞质雄性不育系)花器官大部分发育正常,花冠较DGMS更淡。经相同保持系转育而成的DGMS与CMS在花蕾大小、单枝死花蕾数、花冠直径、雄蕊长、花瓣及花药大小、蜜蜂访花频次、蜜蜂平均访花时间和来访蜂数等方面差异具有统计学意义,总体上表现为DGMS优于CMS。死花蕾程度和花器官大小受遗传背景和季节的影响,总体表现为8554三系不易死花蕾且花器官较大,93219三系最易死花蕾且花器官较小。不同遗传背景下相同不育类型的DGMS和CMS在蜜蜂访花频数和来访蜜蜂数方面总体上表现为8554>8590>93219,在平均访花时间方面表现为93219>8554>8590。 2.植株生长趋势及花球性状相同遗传背景下,保持系、两类不育系及由其配制的F1主要农艺性状的生长趋势基本一致,株幅、株高、最大外叶长和宽,总体上均表现出前期增长速度较快,之后增长速度变慢,趋于平缓增长,最后有些试材呈现出下降趋势;有效外叶数均表现出先增加后减少的趋势;植株侧枝数目因遗传背景和年份的不同而不同。由相同保持系获得的两类不育系的显球和采收时间基本相同,由其配制的F1显球和采收时间相同,均早于相应保持系与相同父本配制的F1;花球产量因遗传背景的不同而异;花球品质性状表现一致。 3.疏球整枝方式对结实特性的影响相同环境下DGMS8554的物候期较CMS8554早约2-4天;不同环境下,DGMS8554物候期不同。授粉后约一周现荚,从结荚到种子褐变约45天,从褐变到收获约10天。去主花球后单株种子产量因不育类型不同而异,DGMS8554能够开花结实,而CMS8554不能开花结实;去主花球植株的花期较不去主花球植株晚约10天,种子收获期晚8-13天。明确了不同不育系的最佳疏球整枝方式,DGMS8554、CMS8554、DGMS8590、CMS8590和CMS93213的最优处理分别为：留3个侧球或1中心花球+2个侧球、留4个侧球、留5个侧球、留5个侧球、经1中心花球+4侧球疏球后留70枝或留3个侧球自然状态下的枝条。 4.青花菜中与显性雄性不育基因(CDMs399-3)紧密连锁的分子标记采用SSR、SRAP、SCAR分子标记技术和集群分析法(BSA),在3个青花菜显性雄性不育高代(≥9代)回交分离群体中共获得了12个与CDMs399-3基因连锁的分子标记,其中1个为前人开发的SCAR标记,11个为新开发的SSR标记。在三个不同分离世代DGMS8554的BC10(含747个单株)、DGMS90196的BC11(含338个单株)和DGMS93219的BC9(含277个单株)分离群体中,分别获得4个、10个和5个标记。在获得的12个不同标记中,scaffold10312a和OD3R-Ni2E12FSC均适用于3

关键词：青花菜雄性不育农艺性状分子标记

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番茄心室胶状物的发育及其调控机制

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园艺学报 2017年第9期44卷 1749-1758页

作者：刘磊舒金帅苏龙李君明中国农业科学院蔬菜花卉研究所农业部园艺作物生物学与种质创制重点实验室北京100081 焉耆回族自治县农业技术推广中心新疆巴音郭楞841100

番茄心室胶状物的形成是肉质浆果发育的重要过程和典型特征,在调控果实成熟、风味与质地变化以及种子的发育和休眠等过程中具有重要作用。果实发育过程中,胎座外层组织分化形成心室组织,最终形成高度液泡化的胶状物。这一过程中所涉及... 详细信息

番茄心室胶状物的形成是肉质浆果发育的重要过程和典型特征,在调控果实成熟、风味与质地变化以及种子的发育和休眠等过程中具有重要作用。果实发育过程中,胎座外层组织分化形成心室组织,最终形成高度液泡化的胶状物。这一过程中所涉及的细胞分化、分裂与膨大等是植物发育生物学研究的重要问题。植物激素、水解酶、细胞周期与转录因子等对心室胶状物的形成具有重要作用,其中AGAMOUS基因家族与核内复制可能是调控心室胶状物形成的关键因子。对番茄心室胶状物的发育、形成及其调控因子的相关研究进行了综述,为进一步揭示胶状物的形成和调控机制提供参考。

关键词：番茄心室胶状物发育调控因子

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茄子叶色黄化突变体的特征及遗传分析

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园艺学报 2020年第12期47卷 2340-2348页

作者：刘富中张映杨锦坤陈钰辉舒金帅李淑培陈露露中国农业科学院蔬菜花卉研究所北京100081

以茄子叶色黄化突变体‘chl861-2’及其叶色正常近等基因系‘0643-1’为试材,研究其生长变化趋势、主要农艺性状、叶绿素含量变化和光合特性。该突变体具有叶绿素缺失突变特征,从子叶期开始表现出叶色黄化现象,子叶浅黄色,整个生育期真... 详细信息

以茄子叶色黄化突变体‘chl861-2’及其叶色正常近等基因系‘0643-1’为试材,研究其生长变化趋势、主要农艺性状、叶绿素含量变化和光合特性。该突变体具有叶绿素缺失突变特征,从子叶期开始表现出叶色黄化现象,子叶浅黄色,整个生育期真叶黄色。突变体植株生长缓慢,矮小,生育期延长,生长势和果实显著小于野生型,单果质量只有野生型的71.58%;在苗期、门茄开花期、四门斗开花结果期总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b的含量比野生型亲本显著降低;在苗期、门茄开花期净光合速率(Pn)显著低于野生型,气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)低于野生型,胞间CO2浓度(Ci)高于野生型。以突变体与3个正常叶色自交系为亲本构建6世代群体,对突变体叶色黄化性状遗传规律进行分析,结果表明叶色黄化性状为隐性核单基因控制,将该基因命名为Smchl-1。

关键词：茄子突变体叶色黄化叶绿素含量光合特性遗传分析

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加工番茄Ve-1、I-2、Mi-1和Pto基因关联变异位点的挖掘

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园艺学报 2018年第6期45卷 1089-1100页

作者：刘磊邓学斌冯晶晶王静孙晓荣舒金帅李君明中国农业科学院蔬菜花卉研究所农业部园艺作物生物学与种质创制重点实验室北京100081

为了开发番茄抗黄萎病、枯萎病、根结线虫和细菌性斑点病基因的高通量分子标记,以189份加工番茄核心种质为试材进行低倍重测序(0.5×),群体结构和主成分分析结果均将材料分为2个大的亚群。利用混合线性模型(Mixed linear model,MLM)对... 详细信息

为了开发番茄抗黄萎病、枯萎病、根结线虫和细菌性斑点病基因的高通量分子标记,以189份加工番茄核心种质为试材进行低倍重测序(0.5×),群体结构和主成分分析结果均将材料分为2个大的亚群。利用混合线性模型(Mixed linear model,MLM)对抗病基因Ve-1、I-2、Mi-1和Pto的分子标记检测结果进行全基因组关联分析(Genome-wide association study,GWAS),获得了与抗病基因紧密连锁的变异位点,并获得了Ve-1、I-2、Mi-1和Pto基因内部的单核苷酸多态性位点(Single nucleotide polymorphisms,SNPs),提高了基因检测的准确性。其中与Ve-1关联度最高的位点位于基因内部,与I-2、Mi-1与Pto关联度最高的位点位于基因侧翼,可能与不同材料内等位基因变异及变异频率有关。利用该群体还可以进行加工番茄其他性状的挖掘;通过明确等位基因的变异与材料抗病基因的关系获得的关联位点可以用于通量SNP标记的开发,进行分子辅助番茄育种,提高番茄育种效率。

关键词：番茄抗病基因全基因组关联分析变异位点

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茄子叶色黄化突变体chl234的特性及其叶绿体超微结构

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园艺学报 2023年第5期50卷 1000-1008页

作者：李淑培张映舒金帅陈钰辉杨锦坤陈露露刘富中中国农业科学院蔬菜花卉研究所蔬菜生物育种全国重点实验室北京100081

以茄子叶色黄化突变体chl234及其叶色正常的野生型为试材,比较发现:chl234从子叶期开始出现黄化现象,整个生育期真叶呈黄色,子叶变小,始花期延长,而始花节位、生长势、果实大小和种子大小与野生型无显著差异;在苗期、门茄开花期和四门... 详细信息

以茄子叶色黄化突变体chl234及其叶色正常的野生型为试材,比较发现:chl234从子叶期开始出现黄化现象,整个生育期真叶呈黄色,子叶变小,始花期延长,而始花节位、生长势、果实大小和种子大小与野生型无显著差异;在苗期、门茄开花期和四门斗开花期叶绿素含量显著降低;在苗期叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率显著低于野生型,胞间CO_(2)浓度显著高于野生型;在四门斗开花期净光合速率、蒸腾速率和胞间CO_(2)浓度与野生型无显著差异,气孔导度显著低于野生型;chl234叶绿体内部基粒片层垛叠数较少,基粒排列不整齐。利用6个遗传分析群体对chl234叶色黄化性状进行遗传分析,结果表明该叶色黄化性状受隐性细胞核单基因控制。

关键词：茄子黄化突变体叶绿素含量光合特性叶绿体超微结构遗传分析

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“十三五”我国茄子遗传育种研究进展

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中国蔬菜 2021年第3期 17-27页

作者：刘富中舒金帅张映陈钰辉连勇田时炳中国农业科学院蔬菜花卉研究所北京100081 重庆市农业科学院蔬菜花卉研究所重庆400716

“十三五”期间,我国茄子遗传育种研究取得了重要进展,选育和创制出一批优异的新种质和育种材料,培育出一批适应市场消费需求和不同生态类型的茄子新品种,茄子全基因组测序研究处于国际先进水平。本文系统总结了“十三五”(2016—2020年... 详细信息

“十三五”期间,我国茄子遗传育种研究取得了重要进展,选育和创制出一批优异的新种质和育种材料,培育出一批适应市场消费需求和不同生态类型的茄子新品种,茄子全基因组测序研究处于国际先进水平。本文系统总结了“十三五”(2016—2020年)期间我国茄子在应用基础研究、育种技术研究、种质创新和新品种选育等方面取得的重要进展,分析了存在的主要问题,探讨了未来的发展方向。

关键词：茄子遗传育种育种技术新品种综述

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十字花科蔬菜抗黑腐病育种研究进展

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园艺学报 2012年第9期39卷 1727-1738页

作者：张黎黎刘玉梅田自华方智远杨丽梅庄木张扬勇李占省舒金帅内蒙古农业大学农学院呼和浩特010018 中国农业科学院蔬菜花卉研究所北京100081

综述了十字花科蔬菜黑腐病病原菌的生物学特性和致病机理、病原菌的鉴定方法与生理小种划分、黑腐病接种方法和抗性鉴定方法、植物抗病性与生理生化指标变化、黑腐病抗性的遗传与抗病基因研究、抗源材料的筛选及抗病育种等研究进展,探... 详细信息

综述了十字花科蔬菜黑腐病病原菌的生物学特性和致病机理、病原菌的鉴定方法与生理小种划分、黑腐病接种方法和抗性鉴定方法、植物抗病性与生理生化指标变化、黑腐病抗性的遗传与抗病基因研究、抗源材料的筛选及抗病育种等研究进展,探讨了今后应加强研究的问题。

关键词：十字花科蔬菜黑腐病抗性育种

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基于BSA-seq技术对番茄封顶花序节位基因的精细定位

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农业生物技术学报 2023年第7期31卷 1357-1367页

作者：师海林张丹丹高倩尤园园舒金帅王帅毛秀杰河北科技师范学院园艺科技学院河北省农林科学院昌黎果树研究所中国农业科学院蔬菜花卉研究所河北省特色园艺种质挖掘与创新利用重点实验室河北省高校特色园艺植物生物育种应用技术研发中心

主茎花序数的多少影响着自封顶类型番茄(Solanum lycopersicum)的产量，精细定位其封顶花序节位基因，可为进一步基因克隆以及功能分析、调控机理解析提供依据。本研究以低节位自封顶番茄品系AXF和高节位自封顶番茄品系GXF为亲本构建F2... 详细信息

主茎花序数的多少影响着自封顶类型番茄(Solanum lycopersicum)的产量，精细定位其封顶花序节位基因，可为进一步基因克隆以及功能分析、调控机理解析提供依据。本研究以低节位自封顶番茄品系AXF和高节位自封顶番茄品系GXF为亲本构建F2分离群体，应用混合群组分离分析测序(bulked segregant analysis sequencing, BSA-seq)和分子标记方法进行了连锁分析及基因定位。结果表明，关联区间位于2号染色体47.56～47.59 Mb，大小约为25 497 bp，含有3个候选基因(硫代硫酸硫转移酶18(thiosulfatesul furtransferase 18, TST18)(GenBank No. XM＿004232452.4), MLO类家族蛋白4(MLO-like protein 4, MLO4)(GenBank No. XM＿019212390.2)和26S蛋白酶体非ATP酶调节亚基4(26S proteasome non-ATPase regulatory subunit 4, PSMD4)(GenBank No. XM＿010318126.3))。进一步开发118对InDel(insertion-deletion)/CAPS(cleaved amplified polymorphism sequences)/dCAPS(derived CAPS)引物进行精细定位，筛选获得1对多态性高的dCAPS14分子标记，该标记与PSMD4紧密连锁。qRT-PCR分析表明该候选基因在两个亲本不同组织中的表达量存在显著性差异。PSMD4功能为参与泛素-蛋白酶体系统介导的蛋白降解，可能对番茄封顶花序节位起着重要调控作用。本研究对分子辅助选育易于栽培操作的理想型自封顶番茄品种具有重要意义。

关键词：自封顶番茄混合群组分离分析测序(BSA-seq) 分子标记基因定位

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茄子(Solanum melongena)MADs-box家族基因SmA GL9的克隆与表达分析

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分子植物育种 2023年第5期21卷 1393-1400页

作者：陈露露李香景张映陈钰辉舒金帅刘富中中国农业科学院蔬菜花卉研究所北京100081 北京市种子管理站北京100083

本研究以茄子单性结实品系D-10和非单性结实品系03-2所构建的抑制差减文库(SSH)中差异表达的EST片段fan11为依据,利用RACE技术克隆得到一条与AGL9基因一致性达97.93%的cDNA序列,命名为SmA GL9。生物信息学分析表明,该基因有一个全长726... 详细信息

本研究以茄子单性结实品系D-10和非单性结实品系03-2所构建的抑制差减文库(SSH)中差异表达的EST片段fan11为依据,利用RACE技术克隆得到一条与AGL9基因一致性达97.93%的cDNA序列,命名为SmA GL9。生物信息学分析表明,该基因有一个全长726 bp的开放阅读框,编码241个氨基酸,预测蛋白分子量为27.546 2 kD,理论等电点为9.00。保守结构域分析发现该蛋白含有MADS-MEF2-like和K-box两个保守结构域,属MADS-box转录因子。同源进化分析结果显示SmAGL9基因的蛋白质序列与辣椒AGL9基因同源关系相近。RT-qPCR分析表明,低温条件下SmAGL9基因在单性结实和非单性结实的子房和果实发育过程中均有表达,果实发育初期单性结实品系中的表达量显著高于非单性结实品系,推测SmAGL9基因在茄子单性结实子房和果实发育初期具有重要的调控作用。结果可为进一步研究茄子单性结实果实形成的分子机理提供参考。

关键词：茄子(Solanum melongena) 单性结实生长发育 SmA GL9

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番茄耐裂果基因Cr3a的精细定位

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园艺学报 2020年第2期47卷 275-286页

作者：朱玉范丽娜黄泽军杜永臣国艳梅李君明刘磊舒金帅王孝宣中国农业科学院蔬菜花卉研究所北京100081

以栽培番茄(Solanum lycopersicum)‘1052’为遗传背景的潘那利番茄(***)‘LA0716’的渐渗系‘14h616’含有‘LA0716’第3染色体上长度为2.66Mb的片段,该片段含有番茄耐裂果基因Cr3a。以‘14h616’和‘1052’为亲本构建了番茄耐裂果基因... 详细信息

以栽培番茄(Solanum lycopersicum)‘1052’为遗传背景的潘那利番茄(***)‘LA0716’的渐渗系‘14h616’含有‘LA0716’第3染色体上长度为2.66Mb的片段,该片段含有番茄耐裂果基因Cr3a。以‘14h616’和‘1052’为亲本构建了番茄耐裂果基因Cr3a的亚渐渗系群体,以亚渐渗系群体F5代中易裂果和含有耐裂果基因Cr3a的耐裂果为材料制作石蜡切片,测量果实含水量。结果表明易裂果番茄与含Cr3a耐裂果番茄果皮角质层厚度和表皮细胞层数均无显著差异;但绿熟期易裂番茄果实含水量显著高于含Cr3a耐裂番茄。亚渐渗系群体遗传分析并结合表型鉴定结果表明,番茄耐裂性对易裂性为不完全显性关系,基因Cr3a的遗传贡献率是27.41%;将Cr3a定位于分子标记3-ZY75和3-ZY43约349kb范围内,在该区段内检测到47个候选基因。利用分子标记对以耐裂材料‘182h640’为母本、易裂材料‘182h680’为父本构建的F2群体及200份遗传背景不同的高代材料进行验证,符合性较好,选择准确度可达96%。本研究的结果为Cr3a的图位克隆和番茄耐裂果分子改良打下了坚实的基础。

关键词：番茄果实耐裂性精细定位 QTL

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