为了研究大白菜中是否存在花粉直感效应,以14S116为母本,14S443、14S375、14S120、14S502、14S393、14S536为父本,配置杂交种;以14S193为母本,14S443、14S125、14S116、14S375、14S531为父本,配置杂交种;以92S24A为母本,8407、72M、DaT511、Da164-2-1、14S126、14S375、山东4号、芥菜、Da秦3为父本,配置杂交组合。测定杂交当代角果的果荚长、果荚宽、果喙长、种子形状、单荚种子数以及千粒质量,获得中亲优势、杂种优势和父本效应。另外,JY3与JY4、JY5与JY6、JY19与JY20、Bre与夏胜、92S24与夏胜、14S375与14S116进行互交,测定千粒质量,得到中亲优势、杂种优势和父本效应,并观测了部分组合的种子形状和种皮颜色。结果表明:花粉在杂交当代直接影响组合千粒质量、荚果的果荚长、果荚宽、果喙长、种子形状及单荚种子数,也表现出杂种优势和超亲优势。

为探究根肿病抗病遗传规律，采用根肿病抗性差异的材料G57和G70，构建了包含500个单株的F₂分离群体。通过对父母本、F₁及F₂分离群体的人工接种表型鉴定结果进行统计分析，结果发现，材料中的根肿病抗性由显性单基因控制。为进一步定位试验材料中的抗病基因，利用678个分子标记对双亲、F₁及F₂群体进行了筛选验证，初步将抗病基因定位在分子标记KBRH129J18和TCR02-F。并基于2个连锁标记，开发设计了更紧密连锁的分子标记，最终获得与抗病基因连锁的5对SSR分子标记，分别为Bra0345-1、Bra0235-2、Bra0235-1、Bra19317、Bra019392。其与抗病基因的遗传距离依次为2.4，2.4，2.4，2.5，3.3 cM。开发设计的多态性标记经验证在大白菜中具有较好的适用性。

为探究白菜型与甘蓝型冬油菜抗寒机理差异的原因。以8个抗寒性不同的冬油菜品种为材料,采用大田试验和盆栽试验相结合的方法,待油菜长至5~6片真叶时,大田试验进行植物学形态,干物质积累量的测定,盆栽试验按24℃→10℃→5℃→0℃→-5℃→-10℃各48 h依次降温处理后测定生理生化指标。结果表明,白菜型冬油菜冬前生长点洼陷,幼苗匍匐生长,干物质积累主要集中在地下部分,其中白菜型冬油菜地下部鲜质量与地下部干质量较甘蓝型冬油菜平均增加了236.1%,263.0%,说明抗寒性强的冬油菜能够在营养生长阶段将光合有机产物优先运输到地下部,建立庞大的根系,为安全越冬提供代谢能量。随着温度的变化,不同类型冬油菜的生理生化活性有较大的差异,-5℃时陇油7号SOD活性较CK增加了10.7%,0℃时陇油7号CAT、POD活性较CK分别增加了24.7%,28.6%,而0℃时白菜型冬油菜SP含量较甘蓝型冬油菜平均增加了32.3%,-10℃时白菜型冬油菜的SS含量较甘蓝型冬油菜平均增加了71.4%,-10℃甘蓝型冬油菜MDA含量较白菜型冬油菜平均增加了52.8%,这说明抗寒性强的品种在低温条件下能够保护自身免受损伤,其中CAT、POD、SP是抵抗冷害的保护性物质,SOD、SS是抵御冻害的保护性物质。白菜型冬油菜比甘蓝型冬油菜在形态学及生理水平上都具有明显的优势,形态学上的优势使其有利于抵御极端低温天气,提供维持越冬及冬后返青所需的代谢能量;生理水平上,低温胁迫后保护性酶活性、调节性物质含量增加,能够有效地保护细胞膜结构,MDA含量减少,可以缓解低温对冬油菜叶片的伤害,从而保证高越冬率,为北方白菜型与甘蓝型冬油菜抗寒性研究提供理论依据。

快速高效的DNA提取是作物大规模分子育种的关键一步。旨为构建一种快速提取大白菜基因组DNA的方法，以大白菜叶片为试验材料，比较了CTAB法、二步CTAB法以及4种碱裂解法提取DNA的质量，分析了不同方法提取的DNA为模板的PCR扩增效果，还对不同方法提取的基因组DNA的保存时间和保存条件进行了比较，选择最优的方法在抗根肿病基因分子标记辅助选择中进行了应用。结果表明，CTAB法和3种碱裂解法提取的基因组DNA作为模板的PCR扩增产物，都可以通过8%的非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测到清晰的条带。其中碱裂解法Ⅲ，不仅提取质量好，而且提取过程简单、快速，能够满足大白菜高通量DNA提取的需要，提取的DNA在4℃和-20℃的条件下保存，将保存至30 d的基因组DNA作为模板进行PCR扩增，产物仍然可以通过聚丙烯酰胺凝胶电泳检测到清晰的条带，说明这种方法保存时间较长，经验证，该方法在抗根肿病基因分子标记辅助选择中的应用效果也较好。碱裂解法Ⅲ显著提高了大白菜分子标记辅助筛选的效率，可广泛应用于大白菜分子标记辅助选择育种。

目的序列长片段PCR产物可作为FISH技术的有效探针进行分子细胞遗传学研究。然而，传统PCR技术对于5 kb以上的长片段进行有效扩增很难。合适的反应条件及反应体系是进行长片段PCR有效扩增的必要前提。为了获得目的序列长片段PCR产物以用于FISH研究，根据大白菜A03染色体顶端无重复序列区段设计了80对长片段PCR引物，从基因组DNA模板质量、dNTPs浓度以及退火温度和延伸时间方面对PCR技术体系进行了优化。试验证明，选用幼苗嫩叶的基因组DNA和LA Taq DNA聚合酶可以提高长片段PCR引物的扩增质量和扩增效率；确定了适合5～15 kb长片段PCR的反应体系为20 μL：50 ng/μL模板DNA 2 μL，2.5 mmol/L dNTPs 1.6 μL，10 μmol/μL正反引物各1 μL，10×LA PCR Buffer Ⅱ（含Mg²⁺）2 μL，5 U/μL LA Taq酶0.2 μL；反应条件为98℃变性15 s；58～64℃退火10 s，68℃延伸5 min，35个循环；68℃延伸10 min，4℃保存。在大白菜基因组中成功获得了60对5～15 kb的扩增片段。为在大白菜粗线期染色体上开展长片段PCR-FISH技术研究及在近缘种间开展比较染色体涂染揭示进化关系奠定了理论基础。

为了研究质外体蛋白在低温胁迫下白菜型冬油菜抗寒的作用机理，以陇油7号五叶期叶片为试材，采用2种不同提取液（提取液A：0.1 mol/L pH值=7.6 Tris-HCl、0.2 mol/L KCl、1 mmol/L PMSF，提取液B：0.05 mol/L pH值=7.6 Tris-HCl、0.01 mol/L EDTA-Na₂、0.02 mol/L Vc、1 mmol/L PMSF）进行质外体蛋白提取效果比较。结果表明：提取液A的蛋白提取率达到了（0.073±0.004 6） mg/g，比提取液B提高了42.88%；经六磷酸葡萄糖脱氢酶（G₆PDH）活性检测，提取液A提取的蛋白质污染率较提取液B低0.91%；双向电泳第一向等电聚焦IEF中，提取液A提取的蛋白质不仅除盐时间较提取液B短4.5 h，且获得的凝胶图谱清晰；通过丰度计算，得到陇油7号低温胁迫（4℃，48 h）后具有显著差异的蛋白点339个，其中表达量变化在2倍以上的蛋白点为46个，包括上调表达蛋白点18个，下调表达蛋白点21个，特异性表达蛋白点7个，推测这些差异蛋白点可能与低温胁迫有关。对特异表达的7个蛋白点进行质谱分析鉴定，得到与低温胁迫相关的蛋白，为白菜型冬油菜超强抗寒品种陇油7号抗寒相关分子机理的研究奠定了基础理论。

为了提高实时荧光定量PCR分析大白菜基因表达的准确性，选取添加结球甘蓝4号染色体片段的大白菜-结球甘蓝易位系营养生长阶段的幼苗期、莲座期、包心期、结球期的叶片和不同大小花蕾，及生长素（Indole-3-acetic acid，IAA）和生长素抑制剂（2，3，5-triiodobenzoic acid，TIBA）处理后的叶片为材料，运用geNorm和NormFinder这2种分析方法，对Apr、BcTIP41、U34559、EF1α、TUB4、CYP、DNAJ、HIS、TUA5、UKN1、SKIP16、CAC、ACTIN、ACTIN-1、ACTIN-2、GAPDH、UBC30、UBQ、PPR、PP2A、MDH共21个内参基因进行稳定性鉴定。结果表明，不同发育时期、不同组织部位的材料，以及在不同激素处理条件下，大白菜-结球甘蓝易位系qRT-PCR最适内参基因各不相同。在营养生长阶段（从幼苗到结球），内参基因UKN1和TUB4表达最为稳定。在大白菜-结球甘蓝易位系包心期利用生长素IAA处理后，最稳定的内参基因为BcTIP41和ACTIN；生长素抑制剂TIBA处理后，最稳定的内参基因为UKN1和BcTIP41。在花发育的6个等级大小花蕾中，发现DNAJ、ACTIN和PP2A最为稳定。研究结果为大白菜-结球甘蓝易位系基因表达量的精确分析奠定了基础，同时也为芸薹属其他植物不同发育时期及激素处理对内参基因的选择提供了参考。

为辅助青麻叶大白菜的抗病育种研究,以青麻叶大白菜秋绿60种子为试验材料,比较了5种接种方法(菌土法、密封菌土法、蘸根法、注射法、浸种法)不同土壤pH值、菌液浓度、光照及根系分泌物等接种条件对人工接种效果的影响。结果发现,菌土法与其他接种方法相比效果更好、更稳定,浸种法效果最差。在土壤pH值为酸性时更易发病,且pH值达到6.5时,病情指数最高;每g土接种0.050 g病根是最适宜的接种浓度;光照对病害的发生有促进作用;番茄和抗、感根肿病的白菜根系分泌物均能促进病害的发生。因此,在青麻叶大白菜的人工接种试验中可采用以上最佳接种方法及条件提高接种效果。

为拓宽新的紫色材料资源，选育出属于中国的紫色大白菜品种，以新型紫色材料15NG28及其杂交F₁、回交一代BC₁F₁、自交后代等为材料，研究其植物学性状、叶片的花青苷分布、基因组倍性和染色体数、基于转录组测序的差异表达基因等。结果表明，紫色材料15NG28与大白菜可以进行常规杂交，并获得F₁种子，F₁植株叶片颜色表现为紫色和绿色2类。在幼苗期和成株期，15NG28与紫色F₁植株子叶和真叶的正反面、叶脉均表现为紫色，紫色F₁叶柄正反面也表现为深紫色，但15NG28叶柄的正面为紫色，反面为绿色。同时，F₁植株的基因组倍性和染色体数也不同，倍性表现为3n、4n和6n等，染色体数为24，28，36条等。其中16M-170-21叶片性状偏向于芥菜型，自交结实性好，自交后代植株表现出差异明显的性状，而16M-170-22叶片性状偏向于白菜型，在其BC₁F₁中31株全部表现为白菜性状，紫色与绿色植株的分离比例为14：17，且14株紫色植株的自交结实性状好。紫色与绿色植株转录组测序结果表明，紫色植株的类黄酮、黄酮、黄酮醇和花青素合成途径的12个基因表达量均明显上调，其中2个结构基因无色花青素双加氧酶Bra013652（LDOX）和二氢黄酮醇还原酶Bra027457（DFR）表达量在紫色植株中最高，该结论不同于在紫色白菜中已报道的R2R3-MYB转录因子c3563g1i2。因此，初步认为15NG28及其后代可能为新的紫色大白菜资源，15NG28可能来源于芥菜。

为了明确抗根肿病大白菜材料G6所含抗病基因，开发连锁标记，以高感根肿病的大白菜高代自交系G4、高抗根肿病的大白菜高代自交系G6、G4和G6杂交得到的F₁及F₁自交构建的F₂分离群体为材料，通过人工接种、表型鉴定和遗传学分析，发现该抗病材料中的根肿病抗性由显性单基因控制。进一步扩大F₂群体数量对根肿病抗性基因的初定位，筛选与其连锁的分子标记，利用JoinMap 4.0软件对多态性标记进行连锁分析，获得了5个与大白菜抗根肿病基因连锁的InDel标记，其中最近的两侧标记为BrID10727和BrID10867，与抗病基因的遗传距离分别为4.6，2.5 cM，抗病基因定位在大白菜染色体A08上。此外，经验证发现基于Crr1基因序列新开发的多态性标记BrID10381不在新定位抗根肿基因初定位区间内，因此，可以推断新定位抗根肿基因位点与Crr1并非同一位点，且标记BrID10381可以用于Crr1基因的分子标记辅助选择。

为了明确主栽的大白菜以及大白菜育种材料与根肿菌生理小种之间的抗性关系，以现有4，7，10和11号生理小种为菌源，用注射法进行接种，对25份供试大白菜材料进行抗病性鉴定，同时利用分子标记检测供试材料中所含的根肿病抗性位点。结果表明：供试大白菜中，山地王2号等8份试材对4个生理小种都表现抗病，德高CR117等7份试材对4个生理小种都表现感病，C1等4份试材对2个生理小种感病，华抗301等6份试材只对4号生理小种感病；所有试材均含有Crr1抗病位点，德高CR117等11份试材含有Crr2抗病位点，仅在京春CR3中检测到Crr3抗病位点，除德高CR铁甲1号和大地CR118外，其他试材中均检测到了CRk抗病位点，有21，16份试材中分别检测到抗病位点CRa 和CRb，而CRc抗病位点仅在星光和CR75中存在。总之，不同大白菜材料对同一生理小种抗性反应不同，同一个材料对不同生理小种的抗性反应不同；所有生理小种中4号生理小种最强，其次为7号生理小种；大白菜材料抗病位点多一定抗病性强；Crr1抗病位点对材料抗性影响不大。

对大白菜干烧心病抗性不同的材料进行研究，明确其抗性遗传规律，并完成抗性基因的QTL定位分析，为分子标记辅助选择（MAS）育种与抗病机理的研究提供理论依据。采用大白菜干烧心病抗性显著不同的青麻叶类型高代自交系黑227（抗干烧心病）和包头型高代自交系B120（感干烧心病）作为材料，将得到的杂种F₁进行小孢子培养得到DH群体，将亲本和F₁及DH群体种植于日光温室，根据田间干烧心病发病程度进行分级，进而得出病情指数，并结合已构建的大白菜分子遗传图谱，利用MapQTL 5.0软件对大白菜干烧心病抗性基因进行定位。结果表明，试材所含有的大白菜干烧心病抗性基因符合数量性状遗传的特点，共检测到2个与大白菜干烧心病抗性基因连锁的InDel分子标记BrID10343和BrID10349，这2个标记均位于Chr.7，其间的遗传距离为1.031 cM，遗传贡献率均达到40%以上。InDel分子标记BrID10343和BrID10349与大白菜干烧心病抗性基因紧密连锁，结果为抗性基因主效QTL的精细定位及MAS抗病育种奠定了良好基础。