鑒於國內花椰菜種質資源的缺乏，直接從國外引進優良的壹代雜交種，通過自交純化從中篩選優良種質資源，是獲得新種質最經濟有效的途徑。目前，國內花椰菜育種單位已利用該方法分離出大量新種質資源和自交系，並利用這些種質資源選育出許多優良的花椰菜新品種，如白鳳、金雪88、雲山1、風華60、夏花6號等。
(B)種內雜交創造新類型
甘藍的不同亞種或品種容易雜交，通過種內雜交可以創造出優良的種質資源甚至新品種。孫德玲等(2002)利用花椰菜(甘藍花)與西蘭花、花椰菜與紫花椰菜、紫花椰菜與西蘭花的雜交。其後代單個鱗莖大大提高，接近青花菜，顏色介於父本和母本之間，而維生素C含量接近青花菜，比青花菜高22% ~ 60.6%，總糖含量比青花菜高9.8% ~ 33.1%(表11-1)。
表11-1新型花椰菜總糖和維生素C含量
(三)生物技術與花椰菜種質資源創新
常規育種在花椰菜種質資源創新中發揮了巨大作用，但通常能穩定遺傳的有益基因狹窄或缺乏；大多數有益基因由許多微效基因控制，很難選擇這類基因並確定基因型差異。隨著生物技術的發展，我們可以在傳統育種的基礎上，提高育種的針對性，克服常規育種中的壹些難題，進壹步拓寬有益種質資源的創新和利用。目前，越來越多的研究者開始重視利用生物技術進行種質資源的創新。
1.細胞工程與青花菜種質資源創新
(1)花藥培養和遊離小孢子培養技術20世紀60年代初，Guha和Maheshwari首創了花藥培養誘導單倍體的方法。此後，花藥培養成為誘導單倍體的重要途徑之壹，並在作物育種中得到應用。在花椰菜中，王懷明(1992)研究了花椰菜花藥和花粉培養中的胚胎發生，觀察了花粉粒在花藥中發育成胚狀體的過程和再生植株的染色體倍性。張曉玲(2002)等人認為磁場預處理可以明顯提高花藥培養愈傷組織的誘導率。陳(2004)以5個花椰菜品種為材料進行花藥培養，獲得再生植株和種子。
由於花藥培養的方法不能排除再生植株來源於體細胞的可能性，多年來從花藥培養獲得再生植株的研究進展緩慢。遊離小孢子培養的方法可以很好地解決這個問題，因此遊離小孢子培養獲得再生植株的方法越來越受到重視。目前，該技術已成功應用於大白菜、不結球白菜、結球白菜、羽衣甘藍、抱子甘藍、羽衣甘藍、大頭菜、葉用芥菜、蕪菁甘藍和花椰菜。北京市農林科學院蔬菜研究與工程中心、河南省農科院園藝研究所、天津科潤蔬菜研究所等單位先後開展了花椰菜遊離小孢子培養，初步建立了花椰菜遊離小孢子培養技術體系，獲得了部分品種的花椰菜DH株系，培育出了優良的花椰菜新品種。
通過遊離小孢子培養可以快速有效地獲得DH純系。DH株具有穩定的遺傳特性，可以從親本中獲得隨機排列的配子。由於遊離小孢子培養可以快速純合雜合親本，因此可以壹步篩選多個基因控制的特定性狀，明顯提高選擇概率，加快育種進程。耿建峰等(2002)利用遊離小孢子培養產生的兩個自交不親和系，育成早熟、耐熱、白色頭狀花序、品質好、抗病性強的花椰菜DH雜交種“於雪60”。孫德玲(2002)將遊離小孢子培養與常規技術相結合，創新種質資源和DH株系材料。
遊離小孢子培養技術也已應用於蕓薹屬植物的遠緣和種間雜交育種。石等(1993)分別從甘藍型油菜與諸葛菜的種間雜種、甘藍型油菜與甘藍型油菜的種間雜種、甘藍型油菜與芥菜型油菜的種間雜種中獲得了遊離小孢子胚和再生植株，為蕓薹屬植物遠緣和種間雜種育種開辟了壹條創新的種質資源途徑。
(2)原生質體融合技術原生質體融合又稱體細胞融合，是兩個原生質體的雜交。不是雌雄配子的結合，而是體細胞與完整遺傳物質的融合。它可以打破種屬間的有性隔離和雜交不親和性，從而廣泛聚合各種優良基因，顯著增加變異範圍，創造新的種質資源。因此，這項技術越來越受到遺傳育種家的重視。自Carlson等在1972獲得第壹株煙草體細胞雜種植株以來，技術體系不斷完善和發展，細胞融合在許多物種上獲得成功。20世紀80年代中期，報道了65，438+05個種內組合、38個種間組合和65，438+03個屬間組合獲得了體細胞雜種植株。到90年代，通過添加65，438+04個種內雜種、62個種間雜種和47個屬間雜種獲得再生植株，並分化出兩個科間組合的細胞質雜種。十字花科蕓薹屬中獲得的雜交植株為擬南芥、甘藍型油菜、甘藍型油菜+油菜、油菜+花椰菜。
原生質體融合技術與常規有性雜交的區別在於，體細胞雜交沒有減數分裂，兩個二倍體細胞原生質體融合產生四倍體雜種植株，而與同壹親本有性雜交只產生二倍體雜種。
原生質體融合可獲得細胞質雜種，為培育細胞質雄性不育、抗除草劑等花椰菜品種提供了新的育種途徑。目前通過有性雜交和回交轉育的花椰菜細胞質雄性不育類型主要有Ogura細胞質雄性不育和Polima細胞質雄性不育。而常規育種轉育細胞質雄性不育基因壹般需要6 ~ 11年。利用原生質體融合技術可以克服有性回交轉移帶來的年代久遠或雜交不親和等問題，為花椰菜雜種優勢的有效利用開辟了壹條新的途徑。惠誌明(2005)利用原生質體融合技術研究了小倉蘿蔔細胞質雄性不育向花椰菜的轉移，獲得了花椰菜和小倉蘿蔔細胞質甘藍型油菜的種間體細胞雜種植株。由此，原生質體融合技術被應用於花椰菜不育性的研究領域，並獲得了大量的雄性不育植株，是培育新的雄性不育種質的有效途徑。
原生質體融合可以克服遠緣雜交的不親和性，轉移野生品種的抗逆性。花椰菜生產經常受到病蟲害的威脅，但由於長期的人工栽培和定向選擇，現有育種材料中的抗病、抗逆基因已經越來越狹窄，遠遠不能滿足進壹步提高品種對病害和逆境的多抗性的需要。加強對野生材料中優良抗性基因的利用是進壹步創新基礎育種材料的有效途徑。野生型蔬菜在長期的自然選擇下形成了高度的抗病性。通過與野生型遠緣雜交，可以大大提高現有品種的抗病性和抗逆性，但遠緣雜種通常表現出不親和性，這嚴重限制了其在品種改良中的應用。通過原生質體融合技術獲得的不對稱雜種可以克服遠緣雜交的不親和性，轉移野生種的抗性。姚興偉(2005)利用不對稱原生質體融合技術，將野生種的抗逆性轉移到花椰菜中(供體芥藍具有光合效率高、抗白銹病、抗蚜蟲、抗黑斑病、耐鹽等優良特性)，通過* * *試驗獲得17雜種，其抗逆性正在進壹步鑒定中。可見，育種者越來越重視野生資源的發掘和利用，生物技術中細胞工程與分子生物學的結合是現階段利用野生資源的有效途徑。
利用原生質體融合技術可以轉移某些品種的優良品質性狀，為提高花椰菜的營養品質提供了壹條新的途徑。蔬菜的高產優質壹直是人們追求的目標。P.S.Jourdan(1989)利用花椰菜和抗除草劑甘藍型油菜進行原生質體融合試驗，獲得了具有高抗除草劑特性的雜種植株。B.Navratilove等(1997)以花椰菜和抗根瘤菌的辣根木為實驗材料，通過原生質體融合技術獲得了花椰菜和辣根木的體細胞雜種植株。胡(2002)利用亞油酸和棕櫚酸含量較高的甘藍型油菜和諸葛菜進行體細胞融合試驗。原生質體融合試驗獲得的雜種植株不僅亞油酸和棕櫚酸含量增加，而且芥酸含量顯著降低，顯著提高了品種品質。
2.分子標記技術與花椰菜種質資源創新
利用易識別的遺傳標記輔助選擇是提高選擇效率、減少育種盲目性的重要手段。近20年來分子標記技術的迅速發展為作物育種提供了新的途徑。利用DNA分子標記可以進行早期選擇，提高選擇的準確性和育種效率，有助於縮短育種周期。
(1)分子標記篩選的自交不親和系自交不親和是高等植物進行異花授粉受精和遺傳重組的重要遺傳特性。國內外學者對自交不親和的遺傳機制做了大量的研究。據Lewis(1979)報道，在被子植物的74個科中發現了自交不親和現象。利用分子標記篩選自交不親和系的研究在國內也有報道。黃(2001)利用分析法得到了與花椰菜自交不親和相關的差異片段。宋笠娜(2005)使用RAPD和ISSR分子標記分離連鎖標記，以確定自交不親和性。
(2)抗病種質資源張峰(1999)的鑒定利用AFLP技術，在壹對花椰菜抗黑腐病和感黑腐病的近等基因系中篩選出4個與抗黑腐病基因緊密連鎖的標記。劉崧(2002)利用天津科潤蔬菜研究所的近等位基因系C712和C731為材料，篩選出與花椰菜黑腐病抗性基因RXC連鎖的RAPD標記OP224/1600，並將其轉化為較為穩定的SCAR標記，可以快速準確地篩選抗病材料。谷雨(2007)以花椰菜抗病和感病近等基因系為實驗材料，通過ISSR對花椰菜抗病和感病近等基因系的基因組分析，獲得了與抗病基因相關的三個分子標記:ISSR11000、ISSR21500和ISSR18700，可進壹步應用於分子標記輔助育種。此外，利用cDNA-AFLP技術對花椰菜抗黑腐病品系的差異表達進行了分析，初步獲得了壹個與黑腐病抗性相關的基因片段，證實是壹個與誘導系統抗性(ISR)信號轉導相關的誘導基因片段。此外，利用同源序列候選基因法和NBS圖譜法從抗性品系中獲得了兩個同源序列RGA330-7和NBS5-100。序列分析表明，這兩個片段可能與花椰菜抗黑腐病基因相關。此外，將兩個RGA預測的蛋白質序列與7個已知植物抗病基因的蛋白質序列進行比較，並構建分子系統進化樹。聚類結果表明，本研究獲得的兩個RGA片段應屬於非TIR-NBS-LRR型。最後，通過表觀遺傳學分析了病原菌脅迫前後基因組中胞嘧啶甲基化水平和甲基化模式的變化，並從基因表達調控的角度探討了抗黑腐病的分子機制。
(3)利用分子標記技術檢測遺傳變異突變不僅可以發生在整個基因組中，也可以發生在特定的基因或基因簇、結構基因、調控基因、單個核苷酸中。在沒有誘變劑處理的情況下，可以在培養的植物細胞中自發或人工誘導突變。突變頻率壹般為10-5 ~ 10-8。用誘變劑治療時可增至10-3，但誘變劑常引起生育力下降等副作用。Leroy(2000，2001)等人利用花椰菜下胚軸進行組織培養，采用ISSR法檢測愈傷組織形成、細胞增殖和成苗後再生植株的株間多態性。認為組織培養誘導的再生植株具有遺傳多態性，證明組織培養可以誘導和篩選遺傳變異。
(4)利用分子標記技術篩選花椰菜雄性不育種質資源。植物雄性不育是壹種不能產生有活力花粉的遺傳現象，廣泛存在於植物界。目前已在43個科320個種的617個品種或種間雜種中發現雄性不育，在作物雜種優勢利用中具有重要價值。
王(2006)以花椰菜雄性不育品種A和恢復系B為材料，用引物+/P6-進行PCR擴增，發現了壹條300bp的差異片段，可作為鑒別雄性不育系的分子標記。王(2005)通過檢索核酸和蛋白質數據庫，獲得了花椰菜細胞質雄性不育相關基因kndx612。初步結果表明，實驗所用的不育花椰菜細胞質也可能是Ogura型，這為進壹步在分子水平上研究和利用花椰菜雄性不育基因提供了條件。
(5)花椰菜遺傳連鎖圖譜的構建及其在育種中的應用。遺傳連鎖圖譜是指以染色體重組交換率為相對長度單位，以遺傳標記為主體的染色體線性連鎖圖譜。分子標記遺傳連鎖圖譜表示染色體上每個標記對應的DNA片段的相對位置，是分子標記在作物遺傳育種中應用的基礎。構建分子標記連鎖圖的理論基礎是染色體交換和重組。自1986以來，主要農作物建立了分子遺傳圖譜，即分子標記連鎖圖譜，為農作物設計和育種提供了基因定位、基因克隆和輔助選擇的技術平臺。它在遺傳理論、功能基因組學和遺傳育種等領域發揮了非常重要的作用。
李(2001)等人利用SRAP和AFLP技術對86份甘藍×花椰菜的RI進行了定位。該圖譜由130個SRAP標記和120個AFLP技術組成。這些標記非常均勻地分布在9個連鎖群中，覆蓋2165cM。谷雨(2007)利用AFLP和NBS作圖方法，以F2為作圖群體，構建了第壹個花椰菜遺傳連鎖圖譜。該圖譜包括9個連鎖群，連鎖群總長度為668.4cM，相鄰標記間的平均距離為2.9cM，在234個AFLP標記和265，438+0個NBS標記中，NBS標記分布在8個連鎖群中，在基因組中成簇排列。該圖譜通過提供可能的抗性基因位點，有助於進壹步獲得抗性基因。同時研究了RGA在整個花椰菜基因組中的分布和組成，也為了解抗性基因的分布和進化提供了參考。可進壹步用於分子標記輔助育種。
(6)不同顏色花椰菜種質資源的創新近年來，利用基因工程技術獲得了許多傳統造園技術難以獲得的新品種，如紫色、白色和三種不同顏色的矮牽牛鑲嵌在紫色和白色中。但這些技術通常需要對相關基因有所了解，才能獲得目標基因的cDNA，然後將這些外源基因導入目標植物，達到改變顏色和圖案的目的。Crisp等人從遺傳壹致的白花品種與綠色品種雜交後代的遺傳表現提出了壹個模型:Wiwi基因控制白色對黃色為顯性，依賴顯性基因gr1gr2為綠色。Dickson報道，埃及引進的花椰菜品種PI 183214即使完全暴露在陽光下也是純白色的。它被認為是由2或3對顯性基因控制的。Singh等人報道，兩對基因可以覆蓋花球的葉子，防止花球因陽光照射而變色。李玲等(2000)研究了花椰菜和黃花的近等基因系，篩選出白花品系的壹條特異條帶，通過Northern斑點雜交初步鑒定為白花品系所特有。同時，利用Smart cDNA-AFLP銀染技術對花椰菜和黃花近等基因系的mRNA進行分析，其中兩對引物在兩個表達基因文庫之間有3條多態性條帶，其中壹條是從白花品系* * * *中分離的；篩選出壹個白花品系的差異片段，為克隆顏色相關基因奠定了基礎。
3.轉基因技術與花椰菜種質資源創新
轉基因技術的發展對加快花椰菜種質資源創新具有重要意義。目前已選育出壹大批雄性不育、抗病、抗蟲、品質優良的花椰菜新品種，產生了巨大的社會效益和經濟效益。
(1)花椰菜雄性不育的種質資源創新近年來，花椰菜雄性不育的研究取得了進展，發現了壹些與不育相關的基因或嵌合體。這為進壹步闡明花椰菜雄性不育的分子機理和指導新不育系的培育奠定了基礎。Bhalla(1998)將花粉相關基因Bcp1整合到質粒PBI101中，通過根癌農桿菌轉化到花椰菜子葉中，獲得了50%花粉不育的花椰菜新種質。
(2)花椰菜抗病種質資源的創新在花椰菜抗病基因的克隆和轉移方面也有報道。張桂華等(2001)以花椰菜品種春秋為試驗材料，在攜帶CaMV Bari-1基因VI的根癌農桿菌菌株GV3101的介導下，獲得了篩選轉化的花椰菜。
花椰菜轉基因抗蟲研究中常用的外源基因有兩種:內毒素(Bt)基因和豇豆胰蛋白酶抑制劑(CpTI)基因，已成功轉化到花椰菜中，為利用轉基因技術創新花椰菜種質資源提供了寶貴經驗。
華(1992)、蔡榮啟(2000)、(2002)和周煥斌(2003)等都利用農桿菌介導法將Bt基因轉化花椰菜，並成功獲得轉基因植株。
CpTI基因屬於Bowman-birk絲氨酸蛋白酶抑制劑，能抑制包括鱗翅目、鞘翅目和直翅目在內的多種害蟲中腸的胰蛋白酶活性，具有廣譜抗蟲性。陸玲玲(2004)通過根癌農桿菌將豇豆胰蛋白酶抑制劑(CpTI)基因整合到花椰菜植株基因組中，抑制鱗翅目毛蟲的生長發育。許淑萍(2002)通過農桿菌介導的遺傳轉化將Bt基因和豇豆胰蛋白酶抑制劑基因(CpTI)導入花椰菜，獲得轉基因花椰菜植株。丁(1998)等人通過農桿菌介導法將從本地甘薯中分離的抗蟲基因TI轉化到花椰菜中。結果表明，轉基因植株的抗蟲效果比對照植株明顯。
(3)花椰菜花頭性狀相關突變基因的研究進展Bowman(1993)等人首先在擬南芥中發現了花頭突變花椰菜。隨後，肯平·薩(1995)等人從擬南芥中分離出兩個與花的分生組織活性相關的基因，花椰菜和無花瓣1。研究表明它們的功能是轉錄因子。同時對該基因在花椰菜品種中的同源基因進行了研究，發現花椰菜中的同源基因是無功能的。這表明花椰菜肉質花序形態的形成機制與該基因密切相關。Purugganan(2000)等人對野生型和栽培型花椰菜CAL基因的多態性進行了研究，發現野生型和栽培型花椰菜存在差異，栽培型花椰菜該基因第五外顯子存在突變。Lee B.Smith(2000)通過分離BoCAL和BoAP1兩個隱性等位基因，研究了花椰菜鱗莖的起源和進化，得到了花球發育的遺傳模型。據認為，BoCAL-a等位基因與離散花序的形態之間有很強的相關性。以上結果表明，CAL基因的突變抑制了花分生組織的發育，這是花椰菜鱗莖形成的遺傳基礎。趙生等(2003)、曹(2003)和(2000)將甘藍BoCAL基因轉入花椰菜，轉基因花椰菜不能形成花頭，證實了外源基因BoCAL可以部分彌補BoCAL基因功能的喪失，部分恢復花椰菜的花頭表型。因此，通過控制BoCAL基因的突變程度和基因表達水平，可以調節花頭的出現時間和發育速度，從而為培育高硬度的花椰菜新品種提供了壹種新的途徑。
在生產實踐中，花球采收後內源激素和營養成分的變化導致內在品質逐漸下降，嚴重影響了產品的商品性和食用營養價值。鱗莖的衰老首先表現在萼片中葉綠素的喪失。乙烯的合成與葉綠素的損失和隨後的變黃有因果關系。ACC氧化酶(ACO)是乙烯合成的限速酶，ACO基因的表達調控乙烯的生成速率。調節ACO基因的表達可以延遲乙烯的產生，這在許多作物中已經獲得成功。陳銀華(2005)根據幾種親緣關系近的作物ACC氧化酶的氨基酸序列設計了壹對簡並引物，從花椰菜基因組中獲得了壹個1202bp的候選片段，獲得了壹個新的花椰菜抗衰老材料。