中国原产十字花科植物诸葛菜的基因组及遗传研究

摘要

诸葛菜（Orychophragmus violaceus （L.） O. E. Schulz，别称二月兰）为我国原产的十字花科观赏植物，也是芸苔属作物遗传改良的种质资源。本研究总结了诸葛菜的细胞遗传学、与芸苔属栽培种杂种的细胞学行为、性状的染色体定位、长链双羟基脂肪酸的发现等方面的研究进展。诸葛菜（2n=24）的基因组较大（大约1.3 Gb）、染色体较长、染色均匀。诸葛菜及其单倍体的减数分裂配对行为揭示出其基因组的同源多倍体性质。最新的基因组测序结果也表明，诸葛菜二倍体祖先具有x=7的tPCK核型，其在大约600～800万年前经历了一次特异的基因组四倍化事件，然后经过染色体重组及着丝粒失活产生现在n=12的基因组。诸葛菜（父本）与芸苔属6个栽培种（母本）的属间杂种所表现出的母本特异的细胞学行为，与双亲的基因组结构和固有的染色体行为有关；诸葛菜染色体因表现体积较大与染色较深的特征，而易于与芸苔属染色体相区别。通过创建甘蓝型油菜-诸葛菜附加系，将诸葛菜的锯齿叶、基部多分枝、紫花、双羟基脂肪酸合成等几个性状定位到特定的染色体上。诸葛菜种子油中富含长链双羟基脂肪酸，具有比蓖麻油更好的润滑效果。诸葛菜还具有潜在的药用价值。最后，对今后诸葛菜的研究方向及利用进行了讨论。