青菜[Brassica campestris L. ssp. chinensis Makino (var. communis Tsen et Lee)]又名不結球白菜、小白菜等,北方又稱油菜,屬十字花科蕓苔屬白菜亞種,原產于我國。青菜的栽培歷史十分悠久,中國和印度是世界上栽培青菜最古老的國家,全世界栽植青菜以印度最多,中國次之,加拿大居第三。
青菜種質資源豐富,形態各異,種類繁多,在全國各地均有栽培。青菜復種指數高,供應期長,在我國蔬菜周年供應中占有重要的地位。作為青菜栽培大國,國內的種業主要還是以常規育種為主,育種水平與國外還有一定的差距。隨著黃瓜、白菜、番茄、西瓜、甘藍、辣椒的全基因組序列相繼問世,基于測序信息開發了全基因組的簡單序列重復標記、插入缺失標記和單核苷 酸多態性標記,獲得了一批與主要蔬菜作物抗病、 品質、產量、抗逆、雄性不育等重要性狀緊密連鎖的分子標記,提高了分子標記輔助篩選的成功率, 利用該方法快速聚合優異基因已經能夠真正地用于種質創新的實踐。利用前景選擇分子標記育種的同時,背景選擇標記系統研發正在逐漸深入開展,蔬菜全基因組分子輔助育種成為育種發展的必然。通過系統的表型和基因型精準鑒定,挖掘優異種質同時集成傳統和現代新技術,借鑒多方參與式新體系開展種質創新研究,是在該領域取得突破的關鍵(參考了王立浩等專家在《中國工程科學》雜志上發表的文章)。建立機械化、簡約化、規模化和流程化的雙單倍體 (DH) 育種技術平臺和適應商業化 育種的育種信息管理與分析系統,已成為當前蔬菜育種的發展趨勢。
隨著高通量測序技術和植物功能基因組學的快速發展,傳統的作物表型檢測手段已成為作物育種的主要限制因素。高通量表型組學研究改變了傳統作物表型檢測方式,能夠有效的闡明基因型、環境因素和表型之間的關系。基因數據的大量獲得要求對每個基因型對應的表型進行量化。結合這些數據我們可以有針對性的對青菜的產量和抗性有更深入的認識,最終可預測青菜的產量、脅迫耐性以及其他有經濟價值的性狀。下面是AgriPhenoTM在研項目之青菜表型項目展示。
通過Lemnatec3D表型成像系統對小青菜進行表型成像 | |
A | B |
C | D |
通過Lemnatec表型成像系統和表型軟件提取與分析青菜特定的部位(A-B:可見光頂部成像與分析;C-D:可見光側面成像與分析) | |
青菜營養生長不同時期俯視圖 |
青菜營養生長不同時期側視圖 |
利用高通量的表型平臺,青菜的許多參數都可以得到很好的測定與分析,從青菜種子萌發開始,對整個營養生長期進行連續的包括俯視圖、側面圖等全方位多角度的數據獲取,然后經過系統軟件對圖像的分析處理而獲得包括寬度、緊密度、偏心率、圓度、周長、葉長、葉寬、葉面積、葉顏色、葉片光合活性等參數的具體數值,從連續的時間考察各個青菜品種各種參數的變化,獲得最能反映青菜多樣性的參數指標,探尋青菜營養生長的表型變化規律。后續項目除了會利用利用可見光、近紅外、熒光3D植物表型平臺,高通量獲取各種青菜種質在整個生活史的不同發育階段的表型數據;還計劃通過數據分析建立不同基因型青菜種質資源的高通量表型圖譜,利用生物信息技術分析青菜的主要性狀特征。