植物环状RNA(circRNA)的形成及作用机制研究进展

环状RNA(Circular RNA,circRNA)是一类特殊的非编码RNA,其在生物体中广泛存在,是目前RNA领域最新的研究热点。本文通过详细对比分析动植物circRNA,综述植物circRNA的形成机制以及功能作用机理,为进一步深入研究植物circRNA提供基础。

江苏省主要经济作物种业现状分析与发展对策

大豆、油菜等主要经济作物为江苏省传统优势农业产业,是江苏省农作物多元轮作、深化供给侧改革和实施“乡村振兴”的重要抓手。以大豆、油菜为研究对象,从科研育种力量、品种审定、品种登记、品种推广、知识产权以及相关种子企业分布等方面调查分析江苏省主要经济作物的种业现状,剖析当前大豆、油菜种业创新发展面临的自主创新能力弱、育繁推环节割裂、突破性品种缺乏等“卡脖子”问题,从打好差异化聚焦战略、打造品种选用共同体、加强推广体系建设、扶持种业龙头企业、推进“走出去”战略等方面提出针对性举措,探索种业双循环发展新路径,以适应江苏省经济作物产业实际,促进江苏省种业高质量发展。

磺酰脲类除草剂对抗性油菜田间杂草的防除效果及安全性评价

草害是影响油菜产量和品质的重要因素之一,种植抗除草剂品种,配合化学除草是解决油菜田杂草防治最经济有效的方法。为筛选适合抗除草剂油菜新品种搭配使用的除草剂,本研究以非转基因抗磺酰脲类除草剂油菜新种质M342为材料,比较了苯磺隆等11种磺酰脲类除草剂的防除效果和安全性。结果显示,11种磺酰脲类除草剂对油菜田杂草的鲜重防效均在70%以上,均能显著降低杂草对氮、磷、钾和水分的消耗。啶嘧磺隆对M342有严重药害,喷施后植株腐烂并逐渐坏死。苄嘧磺隆和氟唑磺隆也对M342的产量有显著影响,分别比人工除草对照减产6.22%和16.59%。其余8种磺酰脲类除草剂对M342的产量均无显著影响,可应用于抗磺酰脲类除草剂油菜新品种田间杂草的防除。

甘蓝型油菜-核盘菌酵母双杂交cDNA文库构建及BnJar1互作蛋白筛选

油菜与核盘菌相互作用的过程中,JA(茉莉酸)合成相关基因表达量升高,但是JA信号传递却受到了抑制,推测核盘菌分泌的效应蛋白可能直接或间接作用于JAR1蛋白,使其活性降低,从而抑制依赖JA途径的油菜防御系统。前期通过转录组测序获得了差异表达基因BnJar1全长序列,为进一步揭示BnJar1基因参与油菜-核盘菌相互作用过程的机理,本研究对BnJAR1蛋白进行生物信息学分析和预测,构建了核盘菌-油菜互作表达基因酵母文库,并以BnJar1作为诱饵蛋白对文库进行酵母双杂交筛选,获得了5个来自油菜的互作蛋白:丙二烯氧化物环化酶2(BnAOC2)、COP9信号复合物(BnCOP9)、4a-羟基四氢生物蝶呤脱水酶(BnDcoH)、腈水解酶2(BnNIT2)和茎特异性蛋白(BnTSJT1);2个来自核盘菌的互作蛋白:MFS结构域蛋白(SsMFS)和Rho3 GTP酶(SsRho3)。相关结果为研究油菜-核盘菌的相互作用,挖掘致病或抗病相关基因,进一步解析其机理奠定了基础。

油菜抗除草剂新种质PN19的交互抗性鉴定及其抗性基因的表达研究

鉴定抗除草剂油菜种质对不同种类除草剂的交互抗性,获得可安全交替使用的其他类型除草剂,可延长抗性品种使用时间。本研究以油菜抗SU类除草剂新种质PN19及转抗性基因的拟南芥和烟草为材料,在3-5叶期喷施不同浓度梯度的五大类ALS抑制类除草剂(SU、IMI、TP、PB和SCT类),通过抗性鉴定以确定PN19对各类除草剂的交互抗性。结果表明:SU和SCT类交互抗性最强,IMI和TP类其次,PB类最低。转基因植株除草剂抗性评价及烟草ALS酶体外活性分析表明,五类除草剂交互抗性功能源于靶标ALS酶对各除草剂敏感性下降。且五类除草剂处理后PN19抗性基因较野生型表达上调。本研究为田间ALS类除草剂混合使用进行杂草防控提供了可能性。

超高产油量油菜品种宁杂182的选育和栽培要点

宁杂182属甘蓝型油菜中早熟类型,选自16’8006×16’8036组合。国家油菜试验结果为,株高平均169.76 cm,有效分枝平均9.01个,单株总角数平均395.90个,角果中长,每角粒数平均23.35粒,千粒质量平均4.31 g,芥酸含量平均0.14%,硫苷含量平均22.60μmol/g,含油量平均50.09%,生育期平均217.3 d。2 a平均产量3180.30 kg/hm^(2),比对照增产11.80%,平均产油量1578.38 kg/hm^(2),比对照增产21.25%。2 a平均菌核病发病率17.47%,平均病情指数8.99;2 a平均病毒病发病率0.67%,平均病情指数0.38。宁杂182适合机收。

整合关联分析和共表达网络分析挖掘甘蓝型油菜籽粒质量候选基因

甘蓝型油菜是中国重要的油料作物,籽粒质量是油菜产量构成的重要因素。本研究利用A-D Test模型对496份油菜的籽粒质量进行全基因组关联分析,共检测到19个显著位点,联合解释34.1%的表型变异。整合A-D Test及前期混合线性模型和一般线性模型结果后得到71个位点,联合解释50.1%的表型变异。在22个位点置信区间内找到ARF2、NPC6、TTG2和WRI1等已被报道的拟南芥中的籽粒质量基因的同源基因。同时,利用大粒品种中双11和中小粒品种中油821的籽粒和角果皮转录组数据进行加权基因共表达网络分析,构建了13个共表达模块,其中紫色(purple)和洋红色(magenta)模块与籽粒质量表型显著相关。GO富集分析结果表明,2个模块在L-苯丙氨酸氨基转移酶活性、硫双加氧酶活性、焦磷酸酶活性和RNA解旋酶活性等显著富集。2个模块中的枢纽基因BnaA06g00850D、BnaA01g00990D、BnaC06g10000D和BnaC02g44260D等的同源基因为ETHE1、DAR1、GLN1;1和SMG7等拟南芥籽粒质量已知基因。整合全基因组关联分析和加权基因共表达网络分析的分析结果,在42个显著位点的置信区间内找到90个属于purple和magenta模块的基因,其中BnaA01g06210D、BnaA07g14990D和BnaA07g03030D等拟南芥同源基因已被报道参与种子发育进程调控。本研究整合GWAS与WGCNA 2种分析方法,挖掘甘蓝型油菜的籽粒质量候选基因,为研究籽粒质量的调控机制、指导籽粒质量的遗传改良提供参考。

甘蓝型油菜萌发期耐盐性QTL定位及耐盐种质资源筛选

油菜是修复利用盐碱地的优势大田作物,为解析油菜耐盐性的遗传基础、获得耐盐新种质,本研究利用不同浓度的NaCl溶液(200、250、300 mmol/L)对前期构建的重组自交系群体(RIL)的种子进行处理,分别统计第3 d和第7 d的发芽率,结合高密度SNP遗传图谱,进行QTL定位及候选基因分析。结果表明,RIL群体在不同盐浓度下的发芽率呈连续分布。QTL定位结果显示,6个处理条件下共定位了17个QTL,单个QTL解释的表型变异范围为3.75%~17.57%,其中4个位于C3染色体的QTL(cqST.C3-1、cqST.C3-2、cqST.C3-3和cqST.C3-4)解释的表型变异率大于10%,且能够被重复检测到,是本研究定位的主效QTL。根据RIL群体两个亲本的重测序结果,结合拟南芥同源基因的功能注释,在4个主效QTL置信区间内,筛选获得了5个与耐盐性相关的候选基因。此外,根据发芽率的鉴定结果,认为250 mmol/LNaCl溶液处理7 d的发芽率,可作为油菜种子萌发期耐盐性鉴定的指标,并在此条件下筛选获得了5份耐盐优异种质,发芽率为82.2%~100.0%。

甘蓝型油菜含油量的遗传与QTL定位

利用主基因+多基因遗传模型对甘蓝型油菜品系APL01(低含油量亲本)与M083(高含油量亲本)杂交所获得的6个基本世代(P1,P2,F1,B1,B2,F2)的含油量进行遗传分析,并以(APL01/M083)BC1F1为作图群体,利用251个分子标记,构建了由19个连锁群组成的分子标记遗传图谱,经WinQTLCart 2.0对种子含油量进行QTL扫描。结果表明,该杂交组合种子含油量由1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因控制,主基因遗传率为38.37%~47.16%,多基因遗传率为24.29%~38.28%。共获得qOC1、qOC8、qOC10、qOC13-1和qOC13-2等5个与含油量相关的QTL,其中qOC1位于N1连锁群的m19e21c^A0214Ra142区间,可解释含油量表型变异的5.21%;qOC8位于N8连锁群的A0216Gb206~m5e42区间,可解释含油量表型变异的6.34%;qOC10位于N10连锁群的m15e48~A0228Bb437区间,可解释含油量表型变异的9.45%;qOC13-1位于N13连锁群的A0224Rb157~A0301Gb399区间,可解释含油量表型变异的18.12%;qOC13-2位于N13连锁群的A0226Ba377~A0226Ba367区间,可解释含油量表型变异的10.17%。5个QTL中qOC10和qOC13-2位点APL01对含油量的贡献为正值,qOC1、qOC8和qOC13-1位点M083的贡献为正值。qOC13-1效应值较大,属主效基因位点,其余4个QTL效应相对较小,可作为多基因位点。

油菜株型结构及其理想型研究 Ⅱ.无花瓣性状对构建理想株型的作用

采用田间试验方法和１４Ｃ示踪技术研究有、无花瓣油菜近等基因系花期前后的株型演变及花期同化产物的运转分配。结果表明，无花瓣性状促进了中下层分枝和角果的发育，有利于增大分枝茎皮面积和角果皮面积，促进中下结角层多结角果和籽粒，并提高下层角果的质量，１４Ｃ示踪也证明无花瓣性状促使花期同化产物向下部分枝和角果运转。无花瓣性状可用于构建油菜理想株型。

甘蓝型油菜遗传图谱构建与无花瓣性状QTL定位

以无花瓣油菜APL01与正常有花瓣品种M083杂交的BC1F1为基础群体,利用RAPD、SSR和SRAP技术获得251个分子标记,包括219个SRAP、25个SSR和7个RAPD标记,构建了由19个连锁群组成的分子标记遗传图谱,根据共同的分子标记,建立该图谱与甘蓝型油菜高密度图谱的对应关系。利用WinQTLCart2.0软件对无花瓣性状进行QTL扫描,获得4个与无花瓣性状相关的QTL,QAP5位于N5连锁群的A0226Bb152～m31e40b区间,解释花瓣度表型变异的3.71%;QAP6位于N6连锁群的m25e7～OPY9区间,解释花瓣度表型变异的3.02%;QAP8位于N8连锁群的A0226Gb468～m29e20区间,解释花瓣度表型变异的30.94%;QAP15位于N15连锁群的m21e4b～A0225Bb201区间,解释花瓣度表型变异的21.96%。QAP8和QAP15为2个主效QTL,可用于无花瓣性状的标记辅助选择,QAP5和QAP6为修饰基因位点。

甘蓝型油菜主要脂肪酸组成的QTL定位

应用RAPD、SSR和SRAP技术,对甘蓝型油菜低芥酸品系APL01与高芥酸品系M083杂交组合的BC1F1群体进行检测,获得251个分子标记,构建了19个连锁群组成的分子标记遗传图谱;应用WinQTLCart2.0对油菜主要脂肪酸组成进行QTL扫描,获得与棕榈酸含量相关的QTL5个,分别位于N3、N8、N10和N13连锁群,其中效应值较大的主效QTLqPA8-1和qPA13分别可解释棕榈酸含量表型变异的11.31%和14.47%。获得与硬脂酸含量相关的QTL3个,分别位于N1、N8和N16连锁群,其中效应值较大的主效QTLqST16可解释硬脂酸含量表型变异的12.22%。获得与油酸含量相关的QTL2个,位于N8和N13连锁群,均为主效QTL,其中qOL8位于N8连锁群的m11e37b^A0226Ba267区间,可解释油酸含量表型变异的11.73%,qOL13位于N13连锁群的m18e46~m20e25a区间,可解释表型变异的27.14%。获得与亚油酸含量相关的QTL3个,其中主效QTLqLI8-1位于N8连锁群,可解释亚油酸含量表型变异的13.25%。获得与亚麻酸含量相关的QTL3个,效应值均较小,属微效QTL。获得与廿碳烯酸含量相关的QTL4个,分别位于N8、N13和N15连锁群,其中主效QTLqEI8-1、qEI8-2和qEI13分别可解释廿碳烯酸含量表型变异的12.20%、10.22%和11.14%。获得与芥酸含量相关的QTL2个,位于N8和N13连锁群,均为主效QTL,其中qER8位于N8连锁群的m11e37b^A0226Ba267区间,可解释芥酸含量表型变异的16.74%;qER13位于N13连锁群的A0301Bb398~m18e46区间,可解释芥酸含量表型变异的31.32%。在N8连锁群的分子标记m11e27b附近及N13连锁群的分子标记m18e46附近存在多个主要脂肪酸的主效QTL,这些标记可用于油菜脂肪酸改良的分子标记辅助选择。

甘蓝型油菜花色性状的遗传研究

以甘蓝型油菜白花和金黄花突变体及正常黄花亲本为材料 ,研究油菜花色性状的遗传表现。结果表明 ,白花对黄花由一对不完全显性基因 WW控制 ,杂合体 Ww表现为乳白花 ;黄花对金黄花是由二对具有重叠作用的显性基因 Y1 Y1 Y2 Y2 控制 ;白花对金黄花有三对基因差异 ,其中白花基因具有上位性作用 ,只需一个白花基因 W存在 ,即可抑制黄花与金黄花性状的表达。因此 ,油菜花色性状是由不同的等位基因控制的 ,而不是由复等位基因控制。 3个亲本的基因型分别是 :白花亲本为 WWY1 Y1 Y2 Y2 ,黄花亲本为 ww Y1 Y1 Y2 Y2 ,金黄花亲本为 wwy1 y1 y2 y2 。

油菜株型结构及其理想型研究Ⅲ.若干高产品种的株型及冠层结构

利用近期育成的若干高产品种（系），研究前期营养生长基础、花期前后株型演变及成熟期冠层结构差异。干物质积累量宁杂１号始终占优势，９２—７—５８前期弱后期强，宁油１０号和荣选长势一直较弱。宁杂１号干物质的分配较为合理，各生育期生长中心的转移较快，宁油１０号营养物质利用率高。总光合面积指数，宁杂１号亦占优势，其最大值出现在花后期。成熟期宁杂１号结角层分布偏上，９２—７—５８偏下，而宁油１０号较分散。宁杂１号属于多枝多角、小粒、高产的优势型品种，宁油１０号属于少枝少角、大粒、多粒、高产的经济型品种，油菜育种以选育优势型和经济型品种为宜。

甘蓝型油菜花瓣缺失性状的主基因+多基因遗传分析

以无花瓣材料APL01和常规四花瓣品种NB6和M083杂交并自交及回交所获得的6个基本世代(P1、P2、F1、B1、B2和F2)为材料,利用主基因+多基因混合遗传模型对无花瓣性状进行遗传分析。结果表明,甘蓝型油菜无花瓣性状的遗传适合E-0模型,即2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因遗传模型。2对主基因的加性效应相等,但不同组合、不同年份的估计值有差异,加性效应值为-11.13^-20.08;2对主基因的显性效应值在不同组合间存在差异,(APL01/NB6)杂交组合估计的2对主基因的显性效应值不同,其中1对基因的效应值较大,而(APL01/M 083)估计的2对主基因的显性效应值无差异;上位性效应不同组合间表现也有差异,(APL01/NB 6)组合以加加上位和加显上位为主,(APL01/M083)组合以显显上位为主。主基因的遗传率较大,为76.29%~94.13%,不同群体的估计值有差异,以B1世代的估计值较大,B2的估计值较小;多基因的遗传率较小,不同组合、不同年份间表现一致。

甘蓝型油菜SSR检测体系的优化

油菜SSR检测是其主要农艺性状分子标记及标记辅助育种的一项重要技术。以无花瓣品系APL0 1、常规有花瓣抗菌核病品种M 0 83及其回交群体BC1为供试材料 ,研究油菜SSR检测体系中PCR扩增的各主要成分对检测结果的影响 ,比较不同电泳方法及染色方法的效果 ,进一步优化了适用于油菜的SSR检测体系。优化后的PCR反应体系为 :1×Buffer(含 2 0 0mmol/LMgCl2 )、5 0 0 0 μmol/LdNTPs、0 5 0UTaq酶、0 0 8μmol/LSSR引物、6 0 0ng/μl模板DNA ,加ddH2 O至 10 0 0 μl。

影响杂交油菜制种纯度的若干因素分析

调查江苏盐城、淮安、南京等杂交油菜制种基地宁杂 1号不同芥酸含量杂交种的育性表现 ,结果表明 ,恢复株率 (y)与芥酸含量 (x)呈负相关 ,相关方程为 y =96 .84 - 0 .86x ,相关系数r=- 0 .5 342 ,在概率P =0 .10水平达显著。对宁杂 1号母本主轴不同结角部位种子的育性调查结果显示 ,不同部位角果恢复株率存在显著差异 ,主轴下部角果恢复株率明显低于中、上部角果 ,主要原因在于不育系初花期产生的微量花粉参与了授粉结实。严格控制外源花粉污染。

甘蓝型油菜芥酸含量的遗传与QTL定位

以低芥酸油菜品系APL01与高芥酸品种M083杂交获得的6个基本世代(P1、P2、F1、B1、B2和F2)为材料,利用主基因+多基因混合遗传模型对油菜脂肪酸组成中的芥酸含量进行遗传分析。结果表明:芥酸含量由2对加性-显性主基因控制,2对主基因的加性效应值分别为-12.27和-8.83,显性效应值分别为0.35和1.69,加性效应显著大于显性效应;芥酸含量的主基因遗传率较高,为92.54%~96.72%。以(APL01×M083)BC1F1为作图群体,利用251个分子标记,构建了由19个连锁群组成的分子标记遗传图谱,并利用W inQTLCart 2.0对种子芥酸含量进行QTL扫描,获得2个与芥酸含量相关的QTL,其中qER8位于N8连锁群的m11 e37b^A0226Ba267区间,效应值为-8.32,可解释芥酸含量表型变异为16.74%;qER13位于N13连锁群的A0301Bb398~m18 e46区间,效应值为-9.12,可解释芥酸含量表型变异为31.32%。qER8和qER13两侧分子标记m11 e37b、A0226Ba267、A0301Bb398和m18 e46可用于芥酸含量的标记辅助选择。

甘蓝型油菜主要脂肪酸的主基因+多基因遗传分析

以低芥酸油菜品系APL01与高芥酸品种M083杂交所获得的6个基本世代（P1、P2、F1、B1、B2和F2）为材料，利用主基因＋多基因混合遗传模型对油菜主要脂肪酸进行遗传分析。结果表明：棕榈酸和廿碳烯酸均由2对加性-显性-上位性主基因＋加性-显性多基因控制，棕榈酸的主基因以显性效应为主，加性效应较小，廿碳烯酸的主基因加性效应与显性效应并重。硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸均由2对加性-显性-上位性主基因＋加性-显性-上位性多基因控制，硬脂酸的主基因以加性效应为主，显性效应较小，主基因的遗传率为75．00％～92．45％，多基因的遗传率较小；控制油酸的2对主基因的加性效应值分别为14．38和9．92，显性效应值分别为-2．24和-0．44，上位性效应以加加上位为主，主基因的遗传率较大，为81．93％～92．68％，多基因的遗传率较小；控制亚油酸及亚麻酸的主基因加性效应均大于显性效应，上位性效应中以加加上位和显显上位为主。芥酸由2对加性-显性主基因控制，加性效应为-12．27和-8．83，显性效应值较小，分别为0．35和1．69，无上位性效应，也无多基因存在，主基因的遗传率较大，为92．54％～96．72％。

甘蓝型油菜无花瓣近等基因系的选育研究初报

近等基因系是研究作物性状表现与功能的重要材料。利用高代群体分离法 ,育成了 2对无花瓣油菜近等基因系 ,即NIL -PL0 1和NIL -APL0 1及NIL -PL0 2和NIL -APL0 2。近等基因系间除花瓣存在差异外 ,其它主要农艺性状基本一致 ,NIL -PL0 2和NIL -APL0 2具有浅紫色叶片和茎秆标记。NIL -PL0 1和NIL -APL0 1品质性状为双低 ,NIL -PL0 2和NIL -APL0 2为中芥高硫。利用随机引物对基因组DNA扩增结果表明 ,NIL -PL0 1和NIL -APL0 1之间多态性差异较小 ,遗传同质性达 98.6 % ,该材料正用于筛选与无花瓣性状紧密连锁的分子标记。