陳發(fā)波　李先艷　傅雪梅

摘 要：中國是蘿卜起源地之一，擁有世界上最豐富的蘿卜種質(zhì)資源，在長期的進化和選擇中形成了豐富多樣的品種類型。從形態(tài)水平、細胞水平、生理生化水平及分子水平等方面綜述了中國蘿卜種質(zhì)資源遺傳多樣性研究的現(xiàn)狀，提出了我國在蘿卜種質(zhì)資源遺傳多樣性研究上的不足，并展望了其發(fā)展前景。

關鍵詞：研究進展；蘿卜資源；遺傳多樣性

中圖分類號：S631.1 文獻標識碼：A 文章編號：1001-3547（2014）06-0005-05

蘿卜（Raphanus sativus L.）是十字花科蘿卜屬（2n=2x=18）常異花授粉植物。在世界各地廣泛種植，其中小型四季蘿卜主要分布在歐洲和美洲，大型蘿卜主要分布在亞洲，尤其是中國、日本和韓國等。蘿卜既可作蔬菜食用，也可藥用，具有助消化、清涼止咳、降低膽固醇和防癌的功效，其根、葉、種子均可入藥。蘿卜適應性好、生長期短、產(chǎn)量高，是我國栽培的主要蔬菜之一，已有2 700 a以上的栽培歷史[1]。在我國多數(shù)地區(qū)，一年四季均可種植蘿卜，其中以秋冬蘿卜為主。據(jù)統(tǒng)計，我國每年蘿卜播種面積保持在120 萬hm2左右，總產(chǎn)量達4 000 萬t，是大白菜之后的第二大蔬菜作物[2]。中國是蘿卜的起源地之一，擁有世界上最豐富的蘿卜種質(zhì)資源，在長期進化和選擇中形成了豐富多樣的品種類型，如，大小不一的肉質(zhì)根，長形、圓形、扁形的肉質(zhì)根，綠色、白色、紅色的肉質(zhì)根等。目前在我國國家蔬菜種質(zhì)資源庫中保存有2 073 份蘿卜種質(zhì)資源。研究這些種質(zhì)資資源的遺傳多樣性是有效利用蘿卜資源的基礎，我國學者已從形態(tài)水平、細胞水平、生理生化水平及分子水平等方面對蘿卜種質(zhì)資源的遺傳多樣性研究做了一些工作。

1 形態(tài)水平上的研究

生物特定的可以測量的外部形態(tài)特征可以作為形態(tài)標記，如植物生育期、高度、植株形態(tài)和產(chǎn)量等。形態(tài)標記容易觀察，記錄簡單，傳統(tǒng)分類主要以植物的形態(tài)標記為依據(jù)，但形態(tài)標記易受環(huán)境條件的影響，且數(shù)量較少。

李鴻漸等[3]根據(jù)不同蘿卜品種的春化反應特性，將我國蘿卜品種分成春性系統(tǒng)、弱冬性系統(tǒng)、冬性系統(tǒng)和強冬性系統(tǒng)，其中包括10個亞系、23個品種群，各種群間遺傳差異較大，該研究給蘿卜生產(chǎn)、地區(qū)間引種提供了理論依據(jù)。連勇等[4]于1982-1984年，在全國進行蘿卜地方品種的調(diào)查、收集， 在北京地區(qū)觀察了285個品種的形態(tài)特征，結(jié)果表明，中國存在豐富多樣的蘿卜種質(zhì)資源。曲士松等[5]對16份春蘿卜和104份秋蘿卜進行田間鑒定，結(jié)果表明，蘿卜的肉質(zhì)根皮色有白、綠、淺綠、大紅和水紅，根形有圓形、扁圓形、圓錐形、短圓柱形、長圓柱形和紡錘形；并從中鑒定出風味、生食口感不辣的品種45份，病毒病免疫品種1份、高抗品種29份、抗病品種20份、中抗品種30份，霜霉病高抗品種4份、抗病品種49份、中抗品種45份，黑腐病免疫品種5份、高抗品種65份、抗病品種16份、中抗品種9份；還從中分離、鑒定到3個優(yōu)良蘿卜品種。楊麗娟[6]對127份蘿卜品種的10個植物學形態(tài)性狀進行了分析，結(jié)果表明，材料間平均多樣性指數(shù)（PIC）為0.70，可將供試蘿卜材料分為4類。利用形態(tài)標記對蘿卜種質(zhì)進行分類時，應考慮根的性狀、顏色和葉的性狀等。韓太利等[7]對33份蘿卜種質(zhì)資源的葉型（花葉或板葉）、葉柄色、根形、根皮色、肉質(zhì)根色、肉質(zhì)根長和肉質(zhì)根直徑7個性狀進行系統(tǒng)聚類分析，結(jié)果表明，當距離為0.9時，可將供試材料分為4類，第I大類為綠皮蘿卜品種，第II大類為紫紅色肉質(zhì)根蘿卜品種，第III大類大部分為白皮蘿卜品種，第IV大類為紅皮蘿卜品種；供試材料的聚類結(jié)果與地理來源沒有直接的關系，一些地理來源不同的種質(zhì)聚到了同一大類中，在蘿卜栽培過程中， 地理隔離對品種的形成也有一定的影響，不同地理來源的種質(zhì)在遺傳上具有一定的相似性。

2 細胞水平上的研究

一個物種的染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，通過染色體核型和染色體帶型分析可鑒定物種間的親緣關系。細胞學標記就是通過分析染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)來檢測物種間的遺傳多樣性，一般不受環(huán)境影響，但受制片技術(shù)的影響較大，標記數(shù)量少、統(tǒng)計的誤差較大，較難區(qū)分種及變種以下的分類單元。目前對蘿卜核型分析方面的研究已有一些報道，但關于蘿卜染色體的精細結(jié)構(gòu)和特征方面的報道較少。

陳瑞陽等[8]在《中國主要經(jīng)濟作物基因組染色體圖譜》中報道的蘿卜染色體核型為2n=2x=18=16m+2sm。沙玉輝等[9]采用根尖壓片技術(shù)對不同肉質(zhì)根皮色的蘿卜種質(zhì)進行核型分析，結(jié)果表明，不同皮色蘿卜間染色體數(shù)目相同，都屬于1A 型；核不對稱系數(shù)Nau-dqp08>Nau-chhong>Nau-txbyw07，Nau-txbyw07 相對Nau-dqp08和Nau-chhong較原始；不同皮色蘿卜種質(zhì)染色體形態(tài)沒有較大的差異，多數(shù)染色體為中部著絲點染色體。沙玉輝[10]還研究了11個不同皮色的蘿卜染色體核型特征，結(jié)果表明，染色體數(shù)均為2n=18，均為中部和近中部著絲點染色體，多數(shù)為中部著絲點染色體；3份材料具有隨體，核型有1A型和2A型，核不對稱系數(shù)變幅為55.39%～59.48%，染色體相對長度變幅為8.16%～14.19%，不同皮色的蘿卜間染色體結(jié)構(gòu)遺傳差異不大；利用RAPD和SRAP分子標記對供試材料進行分析表明，皮色相同的蘿卜趨于聚在一起，但具有隨體的蘿卜則跟其皮色相同的蘿卜分別聚在不同的類群，隨體可以用于蘿卜種質(zhì)資源分類研究。許江等[11]采用根尖壓片技術(shù)分析了4種不同肉質(zhì)顏色蘿卜核型特征，結(jié)果表明，不同顏色肉質(zhì)蘿卜染色體數(shù)目相同，核型分別為2n=2x=14m+4sm、2n=2x=16m+2sm、2n=2x=18m和2n=2x=16m+2sm；都未見隨體，有2A型、1B型和1A型，核不對稱系數(shù)分別為59.28%、58.61%、57.38%和56.61%；從核不對稱系數(shù)看，紅色肉質(zhì)蘿卜可能是由白色肉質(zhì)蘿卜進化而來。

從這些研究可以看出，不同的蘿卜品種間具有相同的染色體數(shù)目，多數(shù)為中部著絲點染色體，染色體長度差異不大，說明不同蘿卜品種之間具有相似的遺傳特性，在起源和演化中存在極為密切的親緣關系。但染色體結(jié)構(gòu)細微上存在一定的變化，這可能與試驗所采用的蘿卜品種不同有關。

3 生理生化水平上的研究

生理生化上的差異反應基因的表達差異，將生理生化特性作為標記，具有便捷、標記數(shù)量多、不易受環(huán)境影響等優(yōu)點，已廣泛用于不同物種間遺傳多樣性的檢測。

早在1991年，周長久等[12]調(diào)查結(jié)果表明，中國蘿卜主要分布在河南省、江蘇省、山東省和安徽??；通過對同工酶酶譜和蘿卜肉質(zhì)根顏色的分析，推斷中國蘿卜的起源中心在黃淮平原和山東丘陵一帶，初步闡述了中國蘿卜的起源中心。陳惠明等[13]又研究了77個中國栽培蘿卜品種及3個日本栽培蘿卜品種的同工酶差異，結(jié)果將80個供試蘿卜品種分成3大類群，包括紅蘿卜品種群，白色、綠/白蘿卜品種群，綠蘿卜品種群，并且各類之間異常差異較大，相互雜交可以產(chǎn)生雜種優(yōu)勢。楊麗娟[6]將硫代葡萄糖苷作為標記，研究了127份蘿卜材料間的親緣關系，結(jié)合表型聚類分析和主成分分析結(jié)果，可將127份蘿卜材料分成3類，包括長根型蘿卜、短根型蘿卜和扁圓形蘿卜。張翠萍等[14]系統(tǒng)分析了不同蘿卜種質(zhì)花蕾的4種酶的差異，結(jié)果表明，不同材料間花蕾中酯酶和過氧化物酶的酶譜多態(tài)性較好，可用于今后蘿卜材料間的遺傳差異檢測。朱長志等[15]分析了32份抗熱蘿卜材料種子間的蛋白遺傳差異，結(jié)果表明，每份材料可檢測出28～39 條譜帶，共檢測到41 條蛋白譜帶，其中多態(tài)性譜帶25 條（占61%）；供試材料間相似系數(shù)為0.64～0.98，平均為0.79，可將32份耐熱蘿卜分成白皮與紅皮2大類群，肉質(zhì)根皮色與聚類結(jié)果有較高的相關性。

4 DNA水平上的研究

分子標記具有操作簡單、穩(wěn)定性好、標記數(shù)量較多、價格便宜等特點，且不受基因表達與否的限制，因此基于DNA 多態(tài)性分析的分子標記技術(shù)已經(jīng)成為遺傳多樣性鑒定與評價的通用方法。近年來，關于分子標記技術(shù)用于蘿卜種質(zhì)資源遺傳多樣性研究方面的報道較多。

龔義勤等[16]、李紅雙等[17]、武創(chuàng)等[18]和付衛(wèi)民等[19]以蘿卜為材料，對RAMP-PCR、SRAP-PCR、ISSR-PCR和EST-SSR PCR技術(shù)的反應體系和反應程序進行了優(yōu)化，為這些標記在蘿卜中的利用提供了依據(jù)。孔秋生等[20]利用12個RAPD隨機引物分析了不同國家和地區(qū)蘿卜種質(zhì)資源的遺傳差異，結(jié)果共擴增出109條帶，其中多態(tài)性帶占66.05%；聚類分析結(jié)果表明，可將56 份供試材料分為2大類9 組；主成分分析將供試材料分為3大類7 組，RAPD 標記聚類結(jié)果與其種質(zhì)的來源地有一定的相關性?？浊锷萚21]又利用8 對AFLP引物對上述56 份蘿卜種質(zhì)的遺傳多樣性進行了研究，共擴增出327 條帶，其中多態(tài)性帶占39.1%；系統(tǒng)聚類分析可將56份供試材料分為5 大類9 組，主成分分析將供試材料分為4 類7 組，2 種分類方法所獲結(jié)果基本一致；結(jié)果表明，來源于不同地區(qū)的蘿卜種質(zhì)資源存在一定的遺傳多樣性，分子標記的聚類結(jié)果與蘿卜種質(zhì)資源的表型基本一致。Wang 等[22]用221個AFLP 引物對65 個歐洲和亞洲的蘿卜品種進行分析，結(jié)果表明，供試材料可以分成4 類，各類群間遺傳差異較大。韓太利等[7]利用8對AFLP引物對33份蘿卜品種的親緣關系進行了分析，結(jié)果表明，每對引物擴增條帶數(shù)為35～56條，平均每對引物45.2條，多態(tài)性帶占42.10%，表明不同蘿卜品種之間存在豐富的遺傳多樣性；同時利用形態(tài)學指標對供試材料進行分析，2種聚類分析均可將蘿卜材料分為3大組，即綠皮蘿卜組、白皮蘿卜組和紅皮蘿卜組，分類結(jié)果與根皮色緊密相關。趙麗萍等[23]利用SRAP和AFLP分子標記對不同蘿卜品種間的遺傳多樣性進行研究，SRAP分析表明，共擴增到155條帶， 多態(tài)性條帶占53.85%，聚類分析將供試材料分為4類；AFLP分析結(jié)果表明，可將供試材料分為3類。任雪松等[24]將80個RAPD隨機引物用于胭脂蘿卜的純度鑒定，結(jié)果表明，利用引物S50可將胭脂蘿卜及其雜株區(qū)分開來。Zhu等[25]利用RAPD、AFLP 和SRAP 3種分子標記對17個國內(nèi)外蘿卜品種進行種質(zhì)鑒定與遺傳多樣性分析，結(jié)果表明，RAPD 與SRAP聚類結(jié)果與表型的分類結(jié)果基本一致，采用不同的分子標記揭示的親緣關系存在一定的差異，基于3種分子標記揭示的親緣關系更加可靠、準確。方平等[26]利用86 對SSR引物分析了37份肉質(zhì)顏色不同蘿卜材料間的遺傳差異，共擴增到976個條帶，其中多態(tài)性條帶892個（占91.39%）；共檢測出753個基因型，其中有效基因型443.99個，有效基因型比例為58.96%；Shannon 多態(tài)性指數(shù)在0.44～2.77，平均為1.76；當相似系數(shù)為0.81 時，可將供試蘿卜分成3類；紅色肉質(zhì)蘿卜間的遺傳多樣性低于白色肉質(zhì)蘿卜間的遺傳多樣性，不肉質(zhì)顏色蘿卜品種間親緣關系較近。Liu等[27]利用RAPD、ISSR 和SRAP分子標記分析了35份晚抽薹蘿卜的遺傳多樣性，結(jié)果表明，多態(tài)性條帶占85.44%、85.2%和85.41%，平均相似系數(shù)為0.781、0.787和0.764，可將35份供試蘿卜材料劃分為3個類群，聚類結(jié)果與材料來源和主要特征相符，3種分子標記都能用于蘿卜品種間的遺傳多樣性鑒定。

近年來，隨著測序技術(shù)的發(fā)展，各種植物的基因組和轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)迅速增加，NCBI（National Center for Biotechnology Information）網(wǎng)站上公布了大量的蘿卜EST及基因序列數(shù)據(jù)。崔娜等[28]分析了287 349條蘿卜EST序列，結(jié)果表明，無冗余EST序列有58 105條，全長為38 622.476 kb；通過MISA 搜索SSR 位點，得到含有SSR 位點的EST 序列3 523 條，共3 718個SSR，平均每10.39 kb 就出現(xiàn)1個SSR，蘿卜EST-SSRs 出現(xiàn)頻率較高，類型豐富，具有良好的多態(tài)性和開發(fā)利用價值；并合成183對EST-SSR 引物，對12 份蘿卜種質(zhì)、1 對親本及其F1進行PCR擴增，驗證引物的有效性，篩選出具有清晰擴增產(chǎn)物、多態(tài)性好的引物64對，在親本及F1中表現(xiàn)出差異的引物30 對，其中共顯性引物27 對。這些引物的利用，為今后蘿卜種質(zhì)資源鑒定及利用提供了有利的工具。

5 存在的問題及展望

5.1 存在的問題

①蘿卜在我國廣泛栽培，形成了許多不同類型的變種及品種，但對中國蘿卜資源的收集、整理和研究較少，現(xiàn)有研究都是針對某一地區(qū)的蘿卜種質(zhì)資源進行，對蘿卜進行系統(tǒng)的多年多點鑒定較少。而隨著優(yōu)良蘿卜品種的推廣及農(nóng)民種植習慣的改變，許多優(yōu)良的地方種質(zhì)正逐漸消失，急需加強蘿卜資源的保護與利用。

②對中國蘿卜種質(zhì)資源的基礎研究相對較少，研究不夠深入。關于蘿卜細胞學特征、生理生化特性、遺傳規(guī)律等方面的報道相對較少，特別是關于一些重要性狀的分子遺傳機理研究較少。

③雖然已有較多遺傳標記用于蘿卜遺傳多樣性研究，但相同蘿卜材料在不同遺傳標記分析體系中遺傳距離存在顯著差異，因此，需要開發(fā)新的、更準確的遺傳標記。

④隨著人民生活的提高和加工產(chǎn)業(yè)的需要，對蘿卜的需求多樣化，如加工藥材、加工蘿卜干、作泡菜、水果蘿卜、提取天然色素等，急需拓展蘿卜種質(zhì)資源的遺傳多樣性，選育不同類型的品種，以滿足生產(chǎn)和市場的需要。

5.2 展望

①加強蘿卜種質(zhì)資源的收集、整理和利用，擴大蘿卜種質(zhì)的遺傳多樣性。

②加強蘿卜種質(zhì)資源的基礎研究，加強一些重要性狀生理生化、基因定位及基因表達調(diào)控機理等方面的研究。特別是一些我國特有的基因資源有待開發(fā)和保護，如我國特有的胭脂蘿卜、心里美蘿卜、脈地灣蘿卜、沙窩蘿卜和濰縣蘿卜等。

③加強分子標記在蘿卜資源中的利用，特別是利用測序技術(shù)，從核苷酸水平上直接反映蘿卜種質(zhì)間的遺傳多樣性，實現(xiàn)蘿卜分子標記輔助育種。

④通過系統(tǒng)的遺傳多樣性評價，構(gòu)建蘿卜核心種質(zhì)庫，為提高蘿卜種質(zhì)資源的利用效率奠定基礎。通過遠緣雜交或轉(zhuǎn)基因技術(shù)創(chuàng)造新的蘿卜種質(zhì)，利用現(xiàn)代生物技術(shù)手段，誘導蘿卜單、雙倍體，選育不同類型的蘿卜品種，以滿足人民對蘿卜的不同消費需求。

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