結球白菜遺傳背景純化技術

臺南區農業改良場 王聖善

　　結球白菜是國內育種公司重點發展的蔬菜作物之一，品種以一代雜交 (F1 hybrid) 的形式為主流。育種業者在育成一代雜交品種前，必須先透過6-8個世代的自交 (self-pollination) 純化，挑選出優良的結球白菜自交系，用以組合出具備一致性與雜種優勢 (heterosis) 的一代雜交品種。

　　結球白菜屬十字花科作物，在歷經數代的自交純化後，因植物體內遺傳組成具有高度的同質結合(homozygous) 比例，容易出現遺傳上的自交弱勢 (inbreeding depression)，導致植株生長勢不佳，降低一代雜交種子的採種效率。

　　為了克服結球白菜因自交弱勢所導致的採種問題，在每一個世代的育種過程當中，育種人員通常偏好選拔較為強健的個體進行自交純化，然而，生長勢較佳的個體通常是因為具有較高的異質結合 (heterozygous) 比例，甚至是由花粉汙染所雜交產生的後代，因此往往在經歷了6-8世代的自交純化後，結球白菜自交系經常帶有高於理論值的異質結合比例，導致所生產的一代雜交品種外表型不一致，品質良莠不齊。

　　結球白菜遺傳背景純化技術是透過基因型檢測策略，檢測作物體內遺傳物質，用以了解每個植物個體中所帶有的染色體組成，經由遺傳背景純化技術的運用，並結合栽培育種人員的田間實地觀察記錄，將有助於提高結球白菜自交純化的效率。

　　本技術使用次世代定序（next generation sequencing）方法進行結球白菜品種間的單一核苷酸多型性位點 （single nucleotide polymorphisms, SNPs）探勘，並將品種間具有高多型性的SNPs設計成KASP (kompetitive allele specific PCR) 分子標誌，以利育種業者進行高通量分析，藉此大量的探勘個體內的核苷酸差異，決定汰選或保留，提升育種過程中自交純化的效率。

　　本技術經農委會農業智慧財產權審議委員會第173次會議決議通過，準以非專屬技術授權方式授權業界使用，可供育種業者進行分子標誌輔助選種時的遺傳背景篩選，提升農業經濟上蔬菜育種的品質與商業的競爭能力。【延伸閱讀】- 農桿菌之應用協助人們了解植物繁衍背後之遺傳機制

圖一、次世代定序技術可大量的探勘作物品種間的核苷酸差異，協助執行作物遺傳育種工作。 

圖二、KASP (kompetitive allele specific PCR)分子標誌分析結果。

圖三、本技術開發了64個均勻分布於10條結球白菜染色體的KASP分子標誌。

資料來源

• TATM農業技術交易網