分子植物育种
(
网络版
), 2016
年
,
第
14
卷
,
第
1072
-
1079
页
Fenzi Zhiwu Yuzhong (Online), 2016, Vol.14, 1072
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在长期的栽培驯化中形成了很多亚种或变种，主要
包括白菜、塌棵菜、紫菜苔、油菜、菜心、青菜和
芜菁等
(
郭晶心等
, 2002;
林建丽等
, 2008)
。为了满
足市场对白菜类蔬菜日益增长的需求，如何有效利
用我国丰富的白菜类蔬菜种质资源，优化其种质资
源、提高白菜类蔬菜的产量成为科研工作者研究的
热点。从分子水平探究白菜类蔬菜的起源、进化及
遗传多样性，不仅可以为白菜类蔬菜的保护与利用
提供依据，还可以为芸薹属蔬菜间远缘杂交创制白
菜类蔬菜新材料提供指导。孙德岭等
(2001)
和郭晶
心等
(2002)
分别利用
AFLP
标记分析了不同白菜类
蔬菜品种之间的分类关系，均认为芜菁与它他白菜
类蔬菜遗传距离较远。何余堂等
(2003)
研究认为北
方小油菜较南方油白菜原始，冬油菜较春油菜原
始，关中蔓菁较北方小油菜原始。宋顺华等
(2006)
利用
RAPD
标记将
64
份大白菜资源分为
6
个类群，
小白菜和芜菁各分成
1
类。基于
RAPD
分子标记，
林建丽等
(2008)
将白菜类蔬菜分成
2
类
10
组，认为
应将白菜和芜菁作为白菜类蔬菜的两个亚种，大白
菜为白菜的一个变种。刘冬媛等
(2014)
利用
SSR
标
记将
191
份不结球白菜分成
6
类，聚类结果与材料
地理来源密切相关。方彦等
(2015)
利用
SSR
和
InDel
标记将
19
份白菜型油菜分成
2
大类群、
4
个小群。
马晓静等
(2015)
利用
SSR
分子标记分析了来自中国
和日本的
20
个青菜品种间的亲缘关系，将
20
个青
菜品种可分为
3
大类。但尚未见白菜类蔬菜起源进
化及遗传多样性的分子系统学研究。
查尔酮合成酶基因
(
Chs
)
是单拷贝核基因，是
植物类黄酮物质合成的第一个关键性基因，查尔酮
合成酶在植物花粉育性、生长素运输、
UV
防护、
抗病机制等方面有着十分重要的作用。植物的基因
组中都有
Chs
基因，现认为在陆生植物中最早出
现
Chs
基因。自第一个荷兰芹的
Chs
序列被发表
后，科研工作者已经陆续在多种植物中发现并克隆
了
Chs
基因，如玉米、矮牵牛、兰花、金鱼草、
拟南芥、大豆和松树等
(
张必弦等
, 2012)
。
Zhang
等
(2010)
利用
Chs
基因分析了十字花科
60
个属
106
个种之间的系统关系，基于
ML
系统发育树的聚类
结果能将十字花科不同种较好的区分开。本研究通
过对中国白菜类蔬菜
Chs
基因的克隆、测序，分
析
Chs
基因的遗传多态性，研究白菜类蔬菜不同
变种间的分子系统发育关系，为白菜类蔬菜的起源
进化提供分子证据，为白菜类蔬菜远缘杂交及品种
改良提供依据。
1
结果与分析
1.1 Chs
基因序列多态性分析
将获得
16
份
Chs
基因进行比对，结果表明白菜
类蔬菜
Chs
序列长度变异范围为
1 203~1 477 bp
，
平均长度为
1 433 bp
。
Chs
基因序列排序后，共
得到
1 504
个排列位点，其中保守位点
1 246
个，
占
82.84%
，可变位点
236
个，占
15.69%
，简约
信息位点
100
个，占
6.64%
。序列比对分析表明
(
图
1)
，黑芥在
1 004~1 007 bp
处、
1 374~1377 bp
处分别发生了
3 bp (AAA)
和
3 bp (CGA)
的插
入，在
1 297~1 303 bp
处发生
6 bp (AGTTAC)
缺失；涪陵红心萝卜和胭脂萝卜在
995~1 000 bp
、
1 037~1 042 bp
处分别发生了
5 bp (TATTA)
和
5
bp (CAAAT)
的插入，在
1 341~1 351 bp
处发
生
10 bp (TGTGTATATA)
缺失；胭脂萝卜在
1 00
9~1 018 bp
处和
1 020~1 023 bp
处发生了变
异；山东甘蓝在
1 310~1 328 bp
处发生
18 bp (T
GATCAATGCGTGACTTT)
缺失。
1.2
系统发育树分析
采用最大似然法
(ML)
构建系统发育树，其中
4
种碱基频率为：
A
为
23.78%
，
T
为
24.11%
，
C
为
25.05%
，
G
为
27.05%
，似然值为
-2832.654
，
γ
形值
(gamma shape parameter)
为
0.06321
。将
18
个
Chs
基因序列成
4
个分支（图
2
）。其中
EF408922.1
为
A
基因组
(B.
rapa
)
序列，
GB983033.1
为
B
基因组
(B.
nigra)
序列，均从
NCBI
网站下载。
R
分支为外类群
萝卜属不同种。
A
、
B
和
C
分支为芸薹属植物，其
中
B
分支为黑芥
(B.
nigra
)
，
C
分支为甘蓝
(B.
oleracea
)
，
B
、
C
分支为白菜类蔬菜的近缘植物。
A
分支为不同类型的白菜类
(B.
rapa
)
蔬菜。
A
分支可
分为
A1
和
A2
两个亚支，
A1
分支又可分为
a
和
b
两个支系，
a
支系包括山东白菜、序列
EF408922.1
、
塌棵菜、雅安白菜和紫菜苔，
b
支系包括重庆白菜
和伊犁野生油菜；
A2
分支分为
c
和
d
两个支系，
c
支系只包括广西菜心，
d
支系包括青菜、雅安黄油
菜、芜菁和涪陵野生油菜。结果表明，不同基因组
Chs
序列能较好聚在一起，但同一基因组内变种间
有相近的遗传关系，多数变种聚居在同一支系，不
同白菜类蔬菜间的亲缘关系较近。
1.3
系统发育网络分析
用
Splitstree 4
软件，采用二分裂法，构建白菜
类蔬菜不同变种、近缘植物和外类群萝卜属的网状
进化式样。可将
18
个
Chs
基因序列分成
4
个明显的
分支。
A1
和
A2
分支全为
A
基因组
Chs
序列，
A1
分支包括雅安白菜、重庆白菜、山东白菜、塌棵菜、
青菜和涪陵野生油菜，
A2
分支包括广西菜心、芜菁、
雅安黄油菜、紫菜苔和伊犁野生油菜。
B
分支包括
黑芥和序列
GQ983033.1
，
R
分支包括涪陵红心萝卜
和胭脂萝卜。聚类结果与系统发育树的聚类结果基
本一致。除了支状的进化关系外，不同白菜类蔬菜
变种间还存在大量的网状进化关系，在白菜类蔬菜
栽培、驯化中存在较多的杂交事件
(
图
3)
。
