全 文 ：园 艺 学 报 2014，41（8）：1620–1630 http: // www. ahs. ac. cn
Acta Horticulturae Sinica E-mail: yuanyixuebao@126.com
收稿日期：2014–04–18；修回日期：2014–07–03
基金项目：国家重点基础研究发展计划（‘973’）项目（2012CB1139）；国家‘863’计划课题（2012AA100101，2012AA100202）；
国家现代农业产业技术体系建设专项资金项目（CARS-25）；中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目（1610032011011，
014JB02-004）；农业部园艺作物生物学与种质创制重点实验室项目
* 通信作者 Author for correspondence（E-mail：zhuangmu@caas.cn）
甘蓝自交系背景选择标记的建立
刘基生，苗雯雯，王冬梅，庄 木*，方智远，刘玉梅，杨丽梅，张扬勇，
李占省
（中国农业科学院蔬菜花卉研究所，北京 100081）
摘 要：为了快速、准确识别不同甘蓝自交系的遗传背景，提高回交育种效率，利用 36 对多态性
EST-SSR 引物对 8 个甘蓝变种的 101 份自交系进行扩增，应用 NTSYSpc2.11a 进行遗传背景分析表明，不
同甘蓝变种种内平均遗传相似系数都大于 0.55，变种间遗传相似系数为 0.45 ~ 0.59，101 份自交系在遗传
相似系数 0.62 处基本可聚为 8 个类群。在此基础上，选出 23 份具有代表性的自交系材料，增加筛选获得
多态性稳定的 50 对 EST-SSR 引物，初步建立了一套包含 86 对引物的甘蓝背景选择标记，并应用于甘蓝
自交亲和性的回交选择。
关键词：甘蓝；自交系；背景选择；EST-SSR
中图分类号：S 635 文献标志码：A 文章编号：0513-353X（2014）08-1620-11

Establishment of Markers for Genetic Background Selection of Inbred
Lines in Cabbage
LIU Ji-sheng，MIAO Wen-wen，WANG Dong-mei，ZHUANG Mu*，FANG Zhi-yuan，LIU Yu-mei，
YANG Li-mei，ZHANG Yang-yong，and LI Zhan-sheng
（Institute of Vegetables and Flowers，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100081，China）
Abstract：For the purpose of the rapid and accurate identification of genetic background of cabbage
inbred lines and the improvement of backcross breeding efficiency，we performed PCR amplification of 36
primer pairs in 101 inbred lines from eight varieties in Brassica oleracea and analyzed their genetic
background using software NTSYSpc2.11a. Results showed that all the average coefficients of intra-
variety for the eight varieties are bigger than 0.55，and that of inter-variety vary from 0.45 to 0.59. The 101
B. oleracea accessions can be divided into eight groups with the coefficient of 0.62. Based on these
results，23 out of 101 inbred lines were selected and 50 EST-SSR markers were added. At last，a set of 86
markers for genetic background selection was preliminarily obtained and used successfully for the
backcross selection of cabbage self-compatibility.
Key words：cabbage；inbred line；background selection；EST-SSR



8 期 刘基生等：甘蓝自交系背景选择标记的建立 1621

植物回交育种是将某个优良性状（或基因）从供体材料导入受体，是改良受体品种（或品系）
的重要途径。传统的回交育种，仅仅根据植物学性状进行选择，回交后代的遗传背景要达到轮回亲
本遗传背景的 99%以上，一般需要 5 ~ 6 代连续回交选择，轮回亲本的背景恢复速率较慢。利用分
子标记辅助背景选择可在幼苗期即进行大量植株的筛选，提高回交育种效率（Semagn et al.，2006）。
例如，利用 AFLP 标记辅助玉米背景选择的研究表明，仅经过两代选择，BC2F1 与轮回亲本的相似
性就达到了 94.8%，大大高于常规选择的 85%（宋敏和张世煌，2007）。近年来在大豆 （段红梅 等，
2003）、油菜（刘志文 等，2006）、大白菜（吴迪 等，2010）、小麦（许兰杰，2009；董冬，2011）、
玉米（周洪昌 等，2011）等多种作物中应用分子标记技术辅助轮回亲本背景选择已有报道。
21 世纪以前，甘蓝类蔬菜作物杂种优势利用主要采用自交不亲和系途径，甘蓝自交系多为自交
不亲和系；但近年来，随着利用雄性不育系配制甘蓝杂交种上升为主要育种途径，迫切需要自交亲
和系的选育（杨丽梅 等，2011；方智远 等，2012）。对于已用于配制甘蓝杂交种的优良自交不亲和
系，可通过先与自交亲和系杂交、再连续回交、自交的方法，获得既保持原来综合优良性状又兼具
自交亲和性的改良自交系，而应用分子标记辅助选择可加速此选育进程。
本研究中利用 EST-SSR 引物对 8 个甘蓝变种的 101 份自交系进行遗传背景分析，并据此选出具
有代表性的自交系材料，利用选定的材料筛选更多的引物，初步建立一套能够用于甘蓝辅助回交育
种的分子标记，并将得到的分子标记应用于自交亲和性的回交辅助选择，为加快甘蓝轮回亲本的背
景恢复提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料
采用属于 8 个甘蓝变种的 101 份自交系（均自交 5 代以上）为遗传背景分析的试验材料。为了
将自交系‘87-534’的自交亲和性导入自交不亲和系‘96-100’，构建了 541 个植株组成的（96-100 ×
87-534）× 96-100 的回交一代群体（BC1），其中含有前景标记（SRK5）的 290 个植株用作背景标记
辅助选择的试验材料。
2012 年秋季播种，定植于露地，2013 年春将所有选定的植株定植于中国农业科学院蔬菜花卉
研究所试验温室。在 2012 年秋季苗期采集幼叶于–80 ℃贮存备用。
1.2 多态性 EST-SSR 引物的筛选与背景标记的确定
利用改良的 CTAB 法提取供试材料叶片的基因组 DNA，通过 1%的琼脂糖凝胶电泳检测其浓度
及纯度。将检测合格的 DNA 贮存于–20 ℃冰箱备用。
首先选取 200 对甘蓝 EST-SSR 引物（陈琛 等，2010），对 101 份自交系材料进行扩增，筛选出
多态性引物用于计算种内、种间遗传相似系数及聚类分析。然后根据遗传背景分析结果，每个变种
按自交系数的 1/5 选出至少 1 份代表性材料，当选出的变种代表性材料在两个以上时，尽量选择遗
传距离较远，并且成熟期、球形、叶色、抗逆性、原始来源地有差异的自交系。利用选定的代表性
材料，增加筛选 300 对 EST-SSR 引物（陈琛 等，2010）以获得更多的多态性引物。入选的多态性
引物要求其产生的至少 1 个等位变异在 25% ~ 75%的材料中存在（或缺失）。获得的符合多态性要求
的所有引物组成一套可用作辅助甘蓝自交系背景选择的分子标记。根据多态性引物的扩增结果，选
取在甘蓝自交系‘96-100’和‘87-534’间具有多态性且尽量分布于甘蓝基因组全部 9 条染色体上
的引物，用作背景选择标记辅助甘蓝自交亲和性的回交选育。
1622 园 艺 学 报 41 卷
PCR 反应采用 20 µL 扩增体系：dNTPs（2.5 mmol · L-1）1.6 µL，10 × TransTaq HiFi Buffer（含
Mg2+）2 µL，上游和下游引物各 5 pmol，TransTaqTM HiFi DNA Polymerase（5 U · µL-1）0.2 µL，50 ng
DNA 模板，所用试剂均购于北京博迈德科技发展有限公司。反应程序为：94 ℃预变性 5 min；94 ℃
变性 30 s，合适的温度退火 30 s，72 ℃延伸 1 min，35 个循环；72 ℃延伸 7 min，16 ℃保存。每
对引物的退火温度根据引物合成报告单确定。PCR 产物采用 8%的聚丙烯酰胺凝胶电泳进行分离，
恒压 160 V。利用快速银染法进行染色（梁宏伟 等，2008）。
1.3 数据统计
针对引物产生的每个等位变异，不同材料在该等位变异处，有带记为‘1’，无带记为‘0’，缺
失记为‘999’。最终整理得到一个由 0/1 构成的数据矩阵。根据条带的统计结果计算引物多态性信
息量（PIC），PIC = 1–∑（Pi）2，其中 Pi 为群体中含有第 i 个等位位点的频率。PIC ≥ 0.5，为高度
多态性信息引物，0.25 ≤ PIC < 0.5，为中度多态性信息引物，PIC < 0.25，为低度多态性信息引物
（Botstein et al.，1980）。利用 NTSYSpc2.11a 软件，计算变种内及变种间的遗传相似系数，采用非
加权类平均法（UPGMA）进行聚类分析。
2 结果与分析
2.1 甘蓝变种材料的遗传背景分析
利用 200 对 EST-SSR 引物扩增 101 份自交系，共得到 36 对多态性好的引物，以 NTSYSpc2.11a
软件计算 8 个变种的种内遗传相似系数，结果（表 1）显示：球茎甘蓝变种内的平均遗传相似系数
最大（为 0.82），表明其遗传背景较窄；野生甘蓝变种内的平均遗传相似系数最小（为 0.55），表明
它们之间遗传背景相差较大；除球茎甘蓝外的 7 个变种的不同自交系间遗传相似系数的变化幅度都
较大（最小遗传相似系数 ≤ 0.50，最大遗传相似系数 ≥ 0.76），说明这些变种内自交系的遗传背
景具有较大的差异性。

表 1 甘蓝变种内的遗传相似系数
Table 1 The genetic similarity coefficient for intra-variety in B. oleracea
变种
Variety
自交系数
Number of
inbred line
编号
ID
最大值
Maximum
最小值
Minimum
平均值
Average
普通结球甘蓝 Cabbage（B. oleracea L. var. captitata L.） 39 1 ~ 39 0.85 0.31 0.57
紫结球甘蓝 Red cabbage（B. oleracea L. var. rubra DC.） 11 40 ~ 50 0.83 0.48 0.64
抱子甘蓝 Brussels sprout（B. oleracea var. gemmifera Zenk） 11 51 ~ 61 0.86 0.43 0.68
羽衣甘蓝 Kale（B. oleracea L. var. acephala DC.） 9 83 ~ 91 0.81 0.50 0.65
野生甘蓝 Wild cabbage（B. oleracea subsp. oleracea） 10 73 ~ 82 0.76 0.34 0.55
皱叶甘蓝 Savoy cabbage（B. oleracea L. var. bullata DC.） 6 92 ~ 97 0.76 0.40 0.61
球茎甘蓝 Kohlrabi（B. oleracea L. var. caulorapa DC.） 4 98 ~ 101 0.86 0.78 0.82
芥蓝 Chinese kale（B. oleracea L. var. alboglabra Bailey） 11 62 ~ 72 0.81 0.42 0.63

101 份自交系在遗传相似系数约为 0.62 处，基本可聚为 8 个类群，普通结球甘蓝、紫结球甘蓝、
抱子甘蓝、芥蓝、球茎甘蓝等 8 个变种基本上各自聚为独立的一支（图 1）。普通结球甘蓝变种的 3
份材料（26、19 和 37）和野生甘蓝的 3 份材料（73、79 和 81）聚在各自的分支之外，可能是这些
材料本身遗传背景相对比较复杂，也可能是因为标记数有限，不足以将它们与其它变种材料区分开。
8 期 刘基生等：甘蓝自交系背景选择标记的建立 1623

图 1 甘蓝 101 份材料的 EST-SSR 聚类图
Fig. 1 The phylogenetic tree of 101 accessions of B. oleracea with EST-SSR markers

不同甘蓝变种间的遗传相似系数变化范围为 0.45 ~ 0.59（表 2），其中球茎甘蓝与紫结球甘蓝的
遗传相似系数最小，为 0.45；皱叶甘蓝与抱子甘蓝间的遗传相似系数最大，为 0.59，这表明不同甘
蓝变种间的遗传背景差异较大。
1624 园 艺 学 报 41 卷
表 2 甘蓝变种间的遗传相似系数
Table 2 The genetic similarity coefficient for inter-variety in Brassica oleracea
变种
Variety
普通结球
甘蓝
Cabbage
紫结球甘蓝
Red cabbage
抱子甘蓝
Brussels
sprouts
羽衣甘蓝
Kale
野生甘蓝
Wild
cabbage
皱叶甘蓝
Savoy
cabbage
球茎甘蓝
Kohlrabi
芥蓝
Chinese
kale
普通结球甘蓝 Cabbage 1.00
紫结球甘蓝 Red cabbage 0.50 1.00
抱子甘蓝 Brussels sprout 0.54 0.49 1.00
羽衣甘蓝 Kale 0.53 0.50 0.54 1.00
野生甘蓝 Wild cabbage 0.50 0.46 0.52 0.53 1.00
皱叶甘蓝 Savoy cabbage 0.55 0.53 0.59 0.58 0.55 1.00
球茎甘蓝 Kohlrabi 0.54 0.45 0.51 0.50 0.57 0.56 1.00
芥蓝 Chinese kale 0.47 0.47 0.48 0.49 0.53 0.47 0.48 1.00

2.2 背景选择标记的获得
为了筛选获得更多的多态性引物用作甘蓝背景选择标记，根据遗传背景分析结果并结合材料的
植物学性状及原始来源地的差异，最终从 101 份自交系中选出了 23 份具有代表性的自交系材料（表
3）：普通结球甘蓝 11 份，皱叶甘蓝和球茎甘蓝各 1 份，其它变种材料均为两份。选定的 11 份普通
结球甘蓝自交系涵盖了圆球、扁球和尖球类型，适于春、秋、冬、冬春等不同的栽培季节，并且原
始品种来自 9 个不同的国家或地区，具有较强的遗传背景代表性。

表 3 甘蓝变种 23 份自交系的名称、类型及来源
Table 3 Names，types and sources of 23 inbred lines in Brassica oleracea
编号
ID
自交系
Inbred line
类型
Type
来源
Source
1 01-20 春甘蓝圆球 Spring，round head 加拿大 Canada
4 87-534 春甘蓝圆球 Spring，round head 德国 Germany
6 96-100 春甘蓝圆球 Spring，round head 印度 India
8 04-45 春甘蓝圆球 Spring，round head 日本 Japan
16 21-3 秋甘蓝扁球 Autumn，flat head 上海 Shanghai，China
24 99-140 秋甘蓝扁球 Autumn，flat head 台湾 Taiwan，China
25 05-17 冬甘蓝扁球 Autumn，flat head 俄罗斯 Russia
28 05-573 冬甘蓝扁球 Autumn，flat head 日本 Japan
33 86-312 冬春尖球 Winter-spring，sharp head 上海 Shanghai，China
38 04-263 冬春尖球 Winter-spring，sharp head 荷兰 Netherlands
39 02-367 冬春尖球 Winter-spring，sharp head 赞比亚 Zambia
43 08-564 紫结球甘蓝 Red cabbage 荷兰 Netherlands
48 08-572 紫结球甘蓝 Red cabbage 日本 Japan
53 99-500 抱子甘蓝 Brussels sprouts 不明 Unknown
54 06-632 抱子甘蓝 Brussels sprouts 南非 South Africa
62 CC20 芥蓝 Chinese kale 香港 Hongkong，China
72 CC17 芥蓝 Chinese kale 广东 Guangdong，China
77 08-763 野生甘蓝 Wild cabbage 英国 England
78 08-781 野生甘蓝 Wild cabbage 英国 England
84 05-545 羽衣甘蓝 Kale 黑龙江 Heilongjiang，China
90 07-611 羽衣甘蓝 Kale 江苏 Jiangsu，China
94 07-702 皱叶甘蓝 Savoy cabbage 荷兰 Netherlands
99 CC24 球茎甘蓝 Kohlrabi 天津 Tianjin，China

8 期 刘基生等：甘蓝自交系背景选择标记的建立 1625

以选出的 23 份变种材料，增加筛选 300 对 EST-SSR 引物，又获得扩增稳定、条带清晰、品种
间带型差异较明显、易于识别的多态性引物 50 对。例如，引物 BoE091 扩增产生的等位变异（图 2）
符合在 25% ~ 75%的材料中存在（或缺失）的要求，成为入选多态性引物。


图 2 引物 BoE091 在 23 份甘蓝自交系中的扩增结果
1 ~ 99 为材料编号，同表 3。
Fig. 2 Amplification of BoE091 in 23 inbred lines in Brassica oleracea
1–99 are the same materials’ IDs as those listed in Table 3.

共获得可辅助甘蓝背景选择的多态性 EST-SSR 引物 86 对（表 4），这 86 对引物共扩增出 232
个等位变异，每对引物产生的等位变异数不等，变幅为 2 ~ 7，平均每对引物扩增出 2.69 个等位变
异。86 对引物的多态性信息含量（PIC）变化范围是 0.12 ~ 0.79，平均值为 0.57，其中，57 对为高
度多态性信息引物（PIC ≥ 0.5），27 对为中度多态性信息引物（0.25 ≤ PIC < 0.5），2 对为低度多
态性信息引物（PIC < 0.25）。86 个标记在甘蓝 9 条染色体上的分布见图 3，其中 C02 上的标记数最
多，为 14 个；C08 最少，为 7 个；在 C01、C03 和 C06 染色体上有一些空白区域，这与本试验中使
用的自交系材料和多态性引物筛选的条件有关。

表 4 86 对 EST-SSR 引物的扩增结果
Table 4 Amplification of 86 EST-SSR primer pairs
引物编号
Primer ID
正向引物序列
Forward primer
反向引物序列
Reverse primer
等位变异数
Allele number
多态信息含量
PIC
BoE002 CGTCACGGTGGCGCTTTATTTT TAGCGGCAGCGACGTGGAGAAC 2 0.42
BoE016 CGTAAGCGAGATAGGCAGAT CAAACGTGGAAGGAGATTA 3 0.66
BoE020 TACTGAGCTTATTGCGGTGAA TATAAGGAAGAAGCCAAACTAAAG 3 0.51
BoE022 ACGGATCTCAACTAAAACAAACAA GACGGCGAGGGTGGAGCAGA 3 0.78
BoE023 GTCTAAACCGGCTTCGTGTCC TGCAACCTCAAAACCTACCAA 3 0.41
BoE027 CGCGCCGAATCCAGATCATAGAAG CTGGAGTACGAGCGAGACGAGTG 2 0.52
BoE031 GCCGAGCAAGCTAAGAGAAGG CATGACGGGTTGGTTTTGGTAA 3 0.53
BoE046 TAATGGGCTCCTTCAATCGCAACC GGCCTTCCTCGCTTCTTCTTCACC 4 0.61
BoE057 AACGGCAATTCTTCCCTTCTTT TCTTCTTCGTCGCTTGATGATGAG 3 0.57
BoE061 TCAATGGGCAAGGCGAAGTTTA GGAATGGCTGTTTGCTGAATAGGA 2 0.73
BoE068 AATCTTCGCCGCTGTTTAGTAGTG TCTTGAGCTTCTTTTTCCCAGTCT 2 0.74
BoE088 AGGTGGGGATAGGGAAGAAGGTC GGAGGCCGCCAATGAAAACT 2 0.48
BoE091 TCGGCAACTATTCAAGAGGAG GATGTAGAAACCCAAGTGCT 2 0.39
BoE093 CTCGACGGAAACGGCGGTGGTGT TCTTGTGGGATGTGGTTGGTTACT 4 0.48
BoE102 CGTCGTCGTCAAACAAC GACAACAATTCAATCACAAAGTAG 4 0.73
BoE105 CGCAGGGAAGGAGGAAGAAG GGGGGAAATGACGCAAACC 2 0.45
BoE110 AGTAGCTCCTTTTCTCCGTCTCT GGTGCGCCTCCGTTCTCGTAATG 2 0.77
BoE113 GGCTCTCCTCCTACTATCC AAGCCAAACTAAAGCATCC 2 0.46
BoE115 AATCGCCAATAAGAAGAAGCAGAC GCATCACGGCGGAGACGACT 2 0.39
BoE126 GTGGCTTGCATCTACTCCTCATC GCCCTTTGCTCGAATTTTGTAAC 2 0.56
BoE129 CAACTGGGTATGAAGGAGAA GAGGAGGCTAGAGTCAAGATAC 2 0.57
BoE132 GAAACAATAGCTAAACCCGAGGAT AAACTTTGAACGTACATTATTAT 2 0.39

1626 园 艺 学 报 41 卷
续表 4
引物编号
Primer ID
正向引物序列
Forward primer
反向引物序列
Reverse primer
等位变异数
Allele number
多态信息含量
PIC
BoE134 CTCTTATTTCTTGTAGGGCTTTTA CCGTTGGAGATGACTGACTG 3 0.57
BoE137 AGAAGATCAAGCACAAGCACAAGA TTATGAAATCACCAAACCGAAATC 2 0.71
BoE142 TTTTTGCTTGTGATTGTGTTCTTC GAGGGTTTTAGGTTCCATTGTTAG 2 0.51
BoE143 TTTGCAACCTCCTCCTCCAC GCCACCGTATGCCTCAATCT 2 0.55
BoE144 GATCCTCCACCGTCTTCAT AACTTTTTGCCTTTCTTG 2 0.24
BoE147 GGGGGAGATAAAGAGGCAGAGG GTCAGCTTCCGGTTTTCCATTATC 3 0.75
BoE149 ACGTTTTTGCTTGTGATTGTGTT GAGGGTTTTAGGTTCCATTGTTAG 2 0.45
BoE162 AGCAGCTTCGTTCAATCTCC CGGCAGCGTATACCTTCACA 3 0.69
BoE188 CGACGATGGCGAGGAAACA CACATAACCCAAATACCCAAATCA 2 0.34
BoE193 GAGGAGGAAGAAGAGCAAGATGAT ACGACCTGCAGATTAAGAAACACA 2 0.73
BoE211 CGAAACCCTAATAAATCTACATCA ACAGTGGTCAGGCTTTTTCTAC 2 0.52
BoE213 ATGGTTTGCTTGTTGATGATAC AGCTCGGCCTCCTGTTC 2 0.45
BoE216 CGTCATCACCGGCGTTACA CTTTCCCGGCTGAGCTATTACCA 2 0.62
BoE229 CTAGGGTTTTCATCGTTTCAATCA TTCACCAGCTTCGACTACATCTTC 2 0.43
BoE249 TGCCCTTGCTCCCCCAGAA AATACTCAGCGACGGAAACACATA 3 0.64
BoE265 CATCTACTGCATCGTCTGA TAGTTTGCTGCATTTGTCTCTTT 3 0.65
BoE283 TTGGTTTGCGTTTTCTCATA AATCTGGCCGGTCTTCTTG 3 0.67
BoE315 CTGAACCAAAAGAGATAGAAA CGGAACCGCGCAGAGGAT 2 0.48
BoE316 CTCTCCCTCTTAATCCCCACAA AGGCAGGCTTTTTACAACTCAA 2 0.27
BoE372 GTGCCGGGACCTCAGAAGT CGGTCAGCGAAAAATAGGTT 3 0.43
BoE380 CCAGAGGAAGAAGGGCATCAT ACGTCGTAATCTTCAGTATCTTCC 2 0.60
BoE389 TATTCTTCACCACCTTCTTCATTC CCGCAGTTTCGTCCCATTT 3 0.70
BoE390 GGTGGCGTATCCGTAAAGGTAGA CGCCGTCGCTGCTCCACT 3 0.67
BoE396 GAAACGAAACGCCTCTC AGCAGCATCTTCCACTATCTTACT 3 0.66
BoE418 GAGAGCCAGAGCAGAATAAGAGA GACCACACGGCGGAAGACG 2 0.52
BoE445 AGGAGAAGAGATCAATCACGACAT CCTTAGGCCTCCCAACC 2 0.46
BoE452 GCGATGCGGTGATGAGGA CGCCGCCGCCAGATTTC 2 0.51
BoE455 TCGAGTGGAAGGGAAGTTACC ACCCACCCCAGTCATTAGAAA 3 0.65
BoE456 GATGCTTTCGTTTCTGGTGATGG TCTGATTGTGGCTGCTGGTATGTT 2 0.59
BoE461 CGCTCCCTCCTCCGATCAAACCAC CGAATCCGCAGGCCTAGACACCAT 3 0.47
BoE485 AAGTGAGATTCGGTTGATTACA AGCAGCTACTCCACGGTCTTCTAC 3 0.58
BoE512 TTGGCGTGAAAGCTGATTGAGA TTGTCGGGGTCGTAAGGAGTGT 5 0.12
BoE555 TCCACGCGCCTCCTTCTTTT GAGTTTTCGATCCCGTCTTCTTGA 2 0.51
BoE562 CCTCCGATTCTGACTCAACTTCTG AGGCACAATCGCTCTCATCAAATC 2 0.26
BoE564 TAATGGGCTCCTTCAATCGCAACC GGCCTTCCTCGCTTCTTCTTCACC 2 0.36
BoE568 GGCAGCTTCACCATTCTCACACTC CACAACAACCTACGACGCAGAAGA 4 0.61
BoE579 GACGACATCACAAAGCGAAACA CGACACGGAAAGGATTGAGATT 3 0.52
BoE590 AGGAACCGGGAAGGAGAAGAAGTG ACCGCGCTAAGCTACCATTGACGA 7 0.79
BoE600 GCATAGCTACGGCAACAAC TATCCCACTAGTCCCCTCTC 5 0.55
BoE602 ATTAATCAGATGGGGTTTG TTGAAGGCGTAAGGAAGA 4 0.62
BoE606 CCTCCTCCGTCCTCACCAACCAAT GGCGGCATGTAAGGCGGATAAG 2 0.79
BoE619 CTTTAGCCTTTAGCAATGTCTG CGGCGGGGAGTCGTCGTCA 2 0.41
BoE621 AGCCCTTAATCCCTGGAGAAACAA AAAAAGGCAGAAAGGGAAAACT 4 0.61
BoE651 AGGATGGTCATGCTTTTTCTG CTCCCTCTTTTCCTCCACAAT 2 0.55
BoE676 AATCTGTGTAGCCCATCTCATCTT GCAGCAGCTTCTTCTTCTTCC 2 0.55
BoE691 AACCCAGCTTCTTCTTCA CACCCTTTTGGCTTTGTAG 6 0.77
BoE718 CAAGAAACGGACGTGGTGAAAG TCTCGCGTATGGGGCTGTCT 5 0.66
BoE723 CGTTGAGGCCGAGAGTGAGAG ATGGACGCCGGAAATGAGAA 4 0.72
BoE733 GAGTAAAGGCGATGCGATGTGTT CTCTTGTGGCGGCTGCTCA 3 0.36
8 期 刘基生等：甘蓝自交系背景选择标记的建立 1627

续表 4
引物编号
Primer ID
正向引物序列
Forward primer
反向引物序列
Reverse primer
等位变异数
Allele number
多态信息含量
PIC
BoE741 TCGTTGATACATCCCGTTTGCTAA CATACCGTTGCTGCTTCTGGAG 4 0.65
BoE750 CATGGTGGGCGAGGACA GGAAGCCCACGTACAATAACT 3 0.49
BoE785 GAGCTGTCGCGTGTAAAATCTAAT CCGCCGCATCCCCGTCGTC 3 0.51
BoE838 GCTTGATCAATTTTGCTTCTTT GCGGCGGCGACGGATTCA 2 0.43
BoE841 TGGAGAAATACATATAACAAACTT CCCGATTATTCTCTTCTTCAACTA 2 0.71
BoE843 CCTTTTCCCGGATAACCTT TCTCTTCACCTGCTCCAACATA 2 0.34
BoE860 AGGCGTCCGTCTACTTGTCTTTTA GAGCGAGTAGTGGGTTTCTTCTTG 3 0.76
BoE916 CCTGTCTCGGGGATGATGCTAT GGCGCCGAACCCGAATGTAT 3 0.60
BoE925 GCTCAACGATCGATACTTCCTACC ACAACCCCGTGATGACCTGAT 2 0.52
BoE966 TCGAATAAAGAAGAAAAAGAAGAC TAATCCCTGGTAAGAGTAGT 3 0.68
BoE973 CAACGGGAAGACAACTC AAAAACAAACCGATGATG 2 0.45
BoE974 TAGATCGGACGGAGGAAGGAAGA TTGGGCTGGAGGTAGACGAAGAG 3 0.65
BoE994 CCCTAATCTTTTGCACTTCCTCTC GTAGTAATCGGCGCTGGTGGTATC 2 0.51
BoE1001 TGGAGGCCCTGAAAGTATGGAGTC GGCCGGAGGGTTTGGGAGTTT 4 0.44
BoE1009 GCCGCCGTTGCAGGTGATGA TCGGATTCGGAGGTCTCTTGTCGT 2 0.63


图 3 甘蓝基因组中 86 个标记的分布
Fig. 3 Distribution of 86 markers in cabbage genome

2.3 背景选择标记的应用
从表 4 中选择在 96-100 与 87-534 间有多态性，且分布于 9 条染色体上的 BoE390、BoE651 等
18 对引物作为背景标记进行扩增检测，结果表明在 BC1 群体含有前景标记（SRK5）的 290 个植株
中，携带回交父本 96-100 的背景标记（每对多态性引物看作 1 个标记）数为 1 ~ 15，平均每个单株
携带 7.75 个背景标记，但含有 12 个以上背景标记的植株仅有 25 株，占检测总数的 8.62%（图 4）。
1628 园 艺 学 报 41 卷

图 4 BC1 中背景标记的分布
Fig. 4 Distribution of genetic background markers in BC1 population

结合植物学性状观察，选取叶形（圆）、叶色（深绿）、叶面蜡粉（中等）、耐热性（强）等性
状偏向于回交父本 96-100 的植株，最终获得含有 14 个背景标记的单株 BC1-282 和 BC1-382，含有
13 个背景标记的单株 BC1-5，与含有 12 个背景标记的单株 BC1-65、BC1-220、BC1-254 和 BC1-365
共 7 个植株（入选率仅为 2.4%）进入下一步的选择。
入选单株的自交亲和指数在 0 ~ 0.075 之间，与回交父本 96-100 本身以及其它回交单株的亲和
指数无明显差异（表 5），这可能与 S 位点处于杂合状态（来自 96-100 的 S57 在花粉与柱头上均对
来自 87-534 的 S5 表现显性）有关。因此，对于它们的自交亲和性鉴定需通过回交结实率或构建自
交分离群体进行进一步的辅助选择。

表 5 两年花期自交亲和指数
Table 5 Self-compatibility index in two years
年份
Year
材料编号
ID
授粉花数
Pollinated flower number
结籽数
Setting seed number
亲和指数
Self-compatibility index
96-100 59 0 0 2011
BC1 123 4 0.030
2012 BC1* 32 0 0
BC1* 33 3 0.091
BC1-5 40 3 0.075
BC1-65 31 0 0
BC1-220 35 0 0
BC1-254 33 0 0
BC1-282 32 0 0
BC1-365 40 0 0
BC1-382 37 0 0
注：BC1 为（96-100 × 87-534）× 96-100；* 为 BC1 中携带 S5 基因型但未入选的单株。
Note：BC1 denotes（96-100 × 87-534）× 96-100；* refers to unselected individuals in the BC1 population with S5 genotype.
3 讨论
近年来，普通结球甘蓝在中国每年的栽培面积约为 90 万 hm2（杨丽梅 等，2011），是栽培面积
最大的甘蓝变种类型，远超过其它变种栽培面积的总和。在甘蓝育种实践中，常常需要导入本变种
或其它变种材料中的优良性状（或基因），因此本研究在遗传背景分析时根据现有甘蓝类材料中的高
代自交系（自交 5 代以上）资源，选用普通结球甘蓝自交系 39 份（占总材料数的 39%），其它变种
8 期 刘基生等：甘蓝自交系背景选择标记的建立 1629

材料一般选取 10 份左右，由于缺乏相应的自交系未包括青花菜和花椰菜这两个变种类型。甘蓝类作
物由于进化起源不同，其变种之间在遗传背景方面存在较大的差异。本研究中的甘蓝不同变种间的
遗传相似系数（为 0.45 ~ 0.59）也对此提供了数据支持。相比其它甘蓝变种类型，青花菜和花椰菜
具有独特的产品器官——花球，体现了其遗传背景的独特性，通过其它 8 个变种得到的多态性引物，
在具有独特遗传背景的青花菜和花椰菜变种存在的情况下，引物的多态性一般会增加。因此，本研
究依据不同甘蓝变种自交系筛选得到的一套由 86 对引物组成的背景选择标记，尽管未涉及青花菜和
花椰菜材料，但对引物的多态性影响不大。在核心材料的选取方面，组内随机取样是一种常用的方
法，而取样比率是一个至关重要的因素。van Raamsdonk 和 Wijnker（2000）认为 20%是最好的取样
比率；李国强等（2008）认为取样比率为 15%时，构建的核心种质遗传多样性指数能达到最大。实
际操作中取样比率要取决于整个材料库的大小和遗传多样性。考虑到本研究旨在建立应用于甘蓝遗
传育种的背景选择标记，优良自交系 21-3、01-20、87-534 等（已用于配制‘京丰一号’、‘8398’、
‘中甘 21’等多个优良甘蓝品种）是优良性状聚合的首选材料，因此使得甘蓝自交系入选较多，最
终 101 份自交系的代表性材料的取样比率为 23%。
分子标记辅助背景选择的关键，是获得在基因组上分布相对均匀且数量充足的分子标记。由于
随着背景选择标记数的增加，在准确度增加的同时试验成本也会大幅度增加，因此，针对特定的植
物材料和选择时期，需要确定适宜数量的背景选择标记。Hospital 等（1992）的研究表明全基因组
背景选择需要的适宜标记数为每 100 cM 2 ~ 3 个标记，在此基础上即使增加标记，收到的效果并不
显著。在水稻（Chen et al.，2000）、玉米 （夏军红和郑用琏，2002）、大豆（Boerma，2002）的背
景选择中使用的标记密度分别为每条染色体 10 个、7.1 个和 3 个。段红梅等（2003）认为每个连锁
群上 2 ~ 3 个标记用于大豆早期的背景选择，可以得到理想的回交个体。与此一致，本研究中利用
分布在 9 条染色体上的 18 个背景标记辅助性状选择，淘汰了 97.6%的回交一代植株，获得的 7 个入
选植株进行下一步回交二代的选择，初步取得了较好的选择效果。在本试验中，BC1 和轮回亲本的
亲和指数无明显差异，并已通过两年的试验证明，由于 BC1（S57S5 近似于 S57）含有 S5（自交亲
和基因的第一主效 QTL），其与 96-100 回交的小部分植株比其植株自交结实有较明显的增加，因此
将继续对 BC1 进行回交，开展对 BC2、BC3 的标记辅助选择、回交鉴定与自交纯合。本研究获得的
86 个 EST-SSR 标记，对于甘蓝全基因组来说，平均每条染色体 9.8 个，用于甘蓝回交育种中辅助轮
回亲本早期的背景选择是可行的。但对于后续回交育种的背景选择，尤其是本研究未包括的新材料
中有益性状（或基因）的回交导入，还需在此基础上补充筛选新的引物，增加背景标记的密度，以
取得理想的选择效果。

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