甘蓝型油菜BnEXO基因家族功能与表达分析

EXORDIUM(EXO)基因在拟南芥中被确定为油菜素内酯(BR)响应基因,通过介导细胞扩张促进植物生长。为探究EXO基因在甘蓝型油菜中的功能以及在花期不同组织中的表达规律,以甘蓝型油菜中双6号为材料,克隆EXO基因的编码区序列命名为BnEXO,并进行生物信息学分析,利用实时荧光定量技术对BnEXO基因在甘蓝型油菜花期根、茎、叶、花瓣、花蕾和角果皮中的相对表达量进行测定。结果表明,BnEXO基因的CDS序列为945 bp,BnEXO为稳定亲水性非跨膜蛋白,属于分泌蛋白,在细胞外表达,蛋白的二级结构以无规则卷曲为主。不同组织中的表达分析结果表明,BnEXO基因在不同组织中的表达量由高到低依次为花瓣、角果皮、花蕾、茎、根、叶,在花瓣中的表达量最高。此外,以拟南芥中8个EXO基因家族成员的蛋白序列为基础,鉴定到20个甘蓝型油菜EXO基因(BnaEXO),11个白菜EXO基因(BraEXO)和11个甘蓝EXO基因(BoEXO)。大多数基因家族成员编码蛋白质为稳定性蛋白,定位在细胞外,长度为271~411个氨基酸,等电点预测为5.76~9.60,分子质量为28.76~46.21 ku。系统发育分析将EXO基因分为EXOA、EXOB、EXOC、EXOD和EXOE共5个亚组,EXOB亚组中成员最少。基因结构分析表明,大多数成员只含有1个外显子,没有内含子,EXO基因家族成员序列具有高度的保守性。甘蓝型油菜中成员的启动子区域顺式元件分析结果表明,BnaEXO基因在植物的生长发育及逆境胁迫中发挥重要作用。

甘蓝型油菜温敏核不育系湘油402S的选育

甘蓝型油菜温敏核不育系湘油402S是利用杂交育种与系统育种相结合的方法经6年8代选育而成。该不育系与其原始亲本湘油91S和中双4号相比,在育性上与湘油91S相似,其育性变化都经历由可育→部分不育→全不育的过程;在农艺性状上与父本中双4号相近。在品质性状上,湘油402S具有低芥酸和低硫代葡萄糖甙的双低品质。

甘蓝型油菜无微量花粉细胞质雄性不育系湘油66A的选育

甘蓝型油菜细胞质雄性不育系湘油66A是利用温敏细胞核雄性不育材料作保持系,对Polima不育系进行改良育成的无微量花粉不育系.对湘油66A及其具有相同核背景的Polima不育系Z04A,温敏核不育系湘油402S和湘油66B的育性比较观察试验表明,几个不育系的不育株率均达到100%,而不育程度有较大的差异,其中以湘油66A最高,两年均表现出稳定的彻底不育特性,其次为Z04A和湘油402S,湘油66B最低.湘油66A经济性状优良,品质优.利用15份资源材料对湘油66A和Z04A进行恢保关系鉴定,结果表明,湘油66A与Z04A具有相同的恢保关系,从中筛选出7份对湘油66A具有完全恢复作用的恢复系.利用这7个恢复系与湘油66A所配的组合在品种比较试验中表现出不同程度的杂种优势,6个组合均比对照增产,增产幅度为2.28%～19.21%,其中有3个组合的增产幅度在10%以上.

甘蓝型油菜温敏核不育材料104S的发现及遗传特性分析

104S是一个从自交系99104植株群体中发现的油菜新型温敏核不育材料.育性调查表明,104S的育性变化与现有已育成的温敏核不育系湘油402S具有相似的规律性,但其花器形态与后者有所不同,为一种较大花瓣的温敏核不育材料.遗传分析结果表明,104S的育性受1对隐性不育基因和1对主效及若干微效温敏基因共同控制.104S的不育基因与湘油402S中的不育基因为非等位基因,而且两者的温敏基因只对其相对应的不育基因起调控作用,而对其他不育基因不起作用.

油菜脂肪酸品质改良的研究进展

20世纪50年代开始的低(无)芥酸油菜育种是油菜脂肪酸品质改良的重要开端,至今,油菜脂肪酸品质改良已由单一的低(无)芥酸育种目标向多元化品质目标发展,主要是针对脂肪酸的营养品质、加工品质、工业用途和医药用品质等目标开展研究。本文围绕油菜脂肪酸品质改良的目标,简略地回顾了这一领域的研究历史,阐述了近年来在脂肪酸改良的基础研究和改良途径等方面取得的重要进展以及由此所预示的发展趋势。

优质杂交油菜新品种湘杂油7号的选育

湘杂油7号系利用温敏型生态细胞核雄性不育两系法育成的优质杂交油菜新品种。介绍了湘杂油7号的选育过程、产量表现和主要特征特性,并探讨了该品种的栽培技术特点。

两系油菜杂交制种技术研究 Ⅱ.不同播种方式与种植密度对制种效果的影响

在覆膜直播的高密度水平下 ,对撒播、条播和点播 3种播种方式的制种效果进行比较 ,结果表明 ,在 4～1 2万苗 / 6 6 7m2 的范围内 ,撒播和条播的制种产量随密度的增加而增加 ,其中以撒播的产量最高。而点播方式的制种产量以 8万苗 / 6 6 7m2 的最高 ,1 2万苗 / 6 6 7m2 的产量反而下降。这说明采用撒播方式能有效地发挥覆膜直播密植的增产潜力 。

优质杂交油菜湘杂油7号高产栽培技术研究

采用四元二次回归正交旋转组合设计,以对油菜籽产量影响较大的4项农艺因素作为决策变量,产量作为目标函数,研究了优质两系杂交油菜湘杂油7号的密度（X1）和氮肥（X2）、磷肥（X3）、钾肥（X4）的施用量与产量的关系,通过田间试验测定参数,建立了产量数学模型。对模型进行解析得出各因子与产量的关系、各因子的增长速率以及互作效应与产量的关系。利用计算机模拟寻优,提出产量指标为2 800 kg/hm^2的优化农艺措施：每公顷密度为14.36万-15.31万株,施氮量241.25-250.9 kg,P2O5用量134.82-142.86 kg,K2O用量135.65-143.78 kg。

两系油菜杂交制种技术研究 Ⅲ .南方高产制种技术优化模式的建立

采用四元二次回归旋转组合设计试验,将种植密度、施氮量、施磷量和施钾量四种对两系油菜春播的制种产量影响较大的农艺措施作为决策变量,以母本产量作为目标函数,建立了两系油菜制种技术的数学预测模型。通过对模型进行解析,得出各因素及因素间交互效应对产量的影响。利用计算机模拟寻优,提出两系油菜南方春播制种产量指标为675kg/hm2的优化农艺措施为:每公顷密度135万苗,施纯氮150kg,施P2O5120kg,施K2O210kg,N、P2O5、K2O的配比为1 2∶1∶1.75。

两系油菜杂交制种技术研究Ⅰ.不同栽培方法对春播制种效果的影响

对甘蓝型生态雄性核不育两系油菜在长沙地区的春播制种中采用露地直播、覆膜直播和育苗移栽 3种栽培方法进行比较 ,结果表明 ,覆膜直播法处理的产量最高 ,露地直播法处理的产量最低。在种植密度为 0 .8～2 .4万苗 / 667m2的范围内 ,直播方法的制种产量随密度的增加而增加 ,而育苗移栽处理当密度达到 2 .4万苗 /667m2时产量反而下降 。

六个甘蓝型油菜油酸脱氢酶(FAD2)假基因的克隆和分析

以甘蓝型油菜湘油15为材料,采用PCR方法克隆并分析了56个FAD2基因克隆和47个FAD2基因cDNA克隆,从中发现6个新的FAD2拷贝。它们与公布的甘蓝型油菜FAD2基因(AY577313)具有87.0%以上的同源性,没有内含子,在开放阅读框中存在1～12个终止密码子,其中有2个拷贝具有转录功能。将这6个FAD2拷贝在酿酒酵母中进行体内表达实验,通过气相色谱检测脂肪酸组成证明其不具备油酸脱氢酶功能,与对照相比,也没有改变酵母体内脂肪酸组成。由此推测这6个FAD2拷贝为假基因。

利用转录组及iTRAQ技术筛选高油酸油菜抗病相关基因

高油酸油菜和低油酸油菜对菌核病的抗性存在显著差异,为了弄清其分子机理,以一组高油酸油菜近等基因系自交授粉后20-35 d的种子为材料,分别进行转录组和同位素相对标记与绝对定量技术分析。分析了与抗病相关的氧化磷酸化、植物激素信号转导通路和植物病原体互作3个分类,将注释的基因和蛋白进行关联,并对其中可能与抗病相关的基因进行定量PCR验证。结合前人研究发现,基因表达或蛋白表达发生显著变化的基因gi｜260505503（多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白）、gi｜226346102（HSR203J类蛋白）、gi｜470103214（钙调蛋白类）与抗病相关;而gi｜297843222（结合蛋白）、gi｜18397961（2-铁,2-硫-铁氧化还原类蛋白）、gi｜196052306（还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸脱氢酶亚基）、gi｜18423437（还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸脱氢酶（辅酶）1α-复形5）和gi｜297794581（激酶家族蛋白）等基因差异显著。

高油酸油菜近等基因系材料的比较研究

以高油酸油菜品系11549-18和低油酸油菜品系11550-8近等基因系为实验材料,对其生物学性状、经济性状和品质性状进行了研究,以确定其性状是否稳定。试验于2012年9月至2013年5月采用完全随机区组设计在湖南农业大学耘园油菜基地进行。结果如下:甘蓝型高-低油酸油菜品系11549-18和11550-8的开花趋势基本相同;11549-18的株高、一次有效分枝数、每角果粒数均比11550-8略高,而主茎总叶数、主茎绿叶数、最大叶叶长及叶宽、主花序有效角果数比11550-8略低,但差异不显著;11549-18的油酸含量比11550-8高25.174%。由上述结果可知,该组近等基因系性状稳定。

高油酸油菜脂肪酸代谢的蛋白质组学与转录组学关联分析

为了解高油酸油菜脂肪酸代谢的调控机理,以一组高油酸近等基因系自交授粉后20~35 d的种子为材料,进行同位素相对标记技术与绝对定量技术关联转录组分析。结果表明:蛋白质组和转录组相关性并不高,定量蛋白和基因关联系数为-0.326 9;变化趋势相反差异蛋白和基因的表达关联系数为-0.735 8;变化趋势相同差异蛋白和基因的表达关联系数为0.714 3。此外,鉴定出与差异蛋白表达趋势相同的差异基因80个,GO注释表明,这些基因涉及代谢、信号转导、防御与胁迫应答、氧化还原、转录等方面的功能,其中与脂肪酸代谢过程相关的有23个,上调表达16个,下调表达7个。gi|297330358(庚二酰ACP甲基酯的羧酸酯酶)、gi|297321940(磷酸化酶)、gi|297314818(乙酰胺、甲酰胺酶家族)可能在高油酸油菜脂肪酸代谢中发挥重要作用。证明蛋白质组学与转录组学关联分析能够对研究高油酸油菜脂肪酸代谢机制提供新思路。

5个与脂肪酸代谢相关基因在油菜不同生育期表达量

为了明晰与脂肪酸代谢相关基因在不同油酸含量油菜中的表达情况,以出苗后7 d、5~6叶期和越冬期的叶片、花瓣和授粉后20~35 d的种子为材料,对5个转录组分析得到的差异基因（Bna0691280,Bna0421530,Bna0547440,Bna0799930和Bna0764010）在高油酸油菜近等基因系中的表达情况进行研究。结果发现,在营养生长期（出苗后7 d、5~6叶期和越冬期）的叶片中,5个基因在高油酸油菜材料中的表达量均高于低油酸油菜中的表达量。在花中除Bna0547440和Bna0764010外,其它3个基因在高油酸油菜中的表达量高于低油酸油菜中的表达量。在授粉后20~35 d的种子中除Bna0799930外,其余4个基因在高油酸油菜材料中的表达量均低于低油酸油菜中的表达量。研究结果可为高油酸油菜育种和分子机理研究提供参考。

早熟油菜湘油420的选育

用中双9号早花植株作母本、湘油15号早花植株作父本杂交,经长沙—昆明穿梭育种,早熟性状定向选择,育成在长沙地区10月20日左右播种、4月20日左右成熟的湘油420,成熟期比一般品种在迟播近1个月的情况下,早熟15~20 d。该材料芥酸含量为0,硫苷含量17.39μmol/g,含油量40.08%,在45万株/hm^2左右密度下,株高155 cm左右,适合油—稻—稻三熟制直播栽培。

转基因抗除草剂油菜杂种优势利用系统研究Ⅰ.转基因雄性不育系15A选育

利用转基因技术将不育基因barnase导入到甘蓝油菜湘油15号中,通过多代回交选育,获得遗传稳定的转基因雄性不育系15A。该不育系不育彻底且不受温度变化影响,除不育性状外,其他性状与湘油15号无明显差异。

植物三酰甘油合成相关基因研究进展

三酰甘油是植物油脂的主要组成部分,在植物生长发育过程中发挥着重要作用。提高三酰甘油的含量并改良其品质,是油料作物育种的重要目标之一。系统介绍了与植物脂肪酸及三酰甘油合成相关基因的研究现状,以期为今后进一步深入开展相关研究提供借鉴。

光合作用合成相关差异蛋白对应基因在高油酸油菜近等基因系中表达规律研究

【目的】本文探索了光合作用相关基因表达与蛋白表达之间的关系,加速高油酸油菜育种进程。【方法】以高油酸油菜近等基因系出苗后7 d、5~6叶期和越冬期的叶片、花瓣和授粉后20~35 d的种子及角果皮为材料,利用定量PCR方法研究9个i TRAQ分析得到的差异蛋白对应基因在不同生育期表达规律。【结果】在出苗后7 d、花期和授粉后20~35 d,高油酸油菜的光合作用能力低于低油酸油菜;5~6叶期、越冬期高油酸油菜的光合作用能力高于低油酸油菜。gi|515616基因在高油酸油菜出苗后7d去根材料及低油酸油菜5~6叶期、越冬期叶片和授粉后20~35 d角果皮中不表达,在花、授粉后20~35 d种子中均不表达。gi|297853098,gi|297825149和gi|312282567基因及gi|50313237和gi|79475768基因分别具有相同的表达规律。gi|297825149基因在高油酸油菜角果皮中是唯一上调表达基因。gi|312282897基因在高油酸油菜出苗后7 d去根材料为唯一上调表达基因。【结论】这些基因可作为高油酸油菜育种材料筛选的参考基因,加快育种进程。