基于转录组测序的铝胁迫下甘蓝型油菜新内参基因的发掘与引物开发

为了研究甘蓝型油菜在铝胁迫条件下内参基因的稳定性,在受到主要铝毒害的根组织内发掘新内参基因,以甘蓝型油菜耐铝品种赣油杂7号和铝敏感品种蓉油18的苗期根组织为研究材料,对营养液培养的试验材料分别设置对照组(0 h)和2个时间梯度(3,24 h)的铝胁迫(100μmol/L AlCl_(3),pH值4.5)处理组。首先,采用有参考基因组的转录组测序技术(RNA-seq)及FPKM值差异基因表达分析,筛选出符合持家基因特征的5个候选内参基因(Actin7、ARFA1E、SAP5、UXS3、UBC9)。随后,依次进行实时荧光相对定量PCR分析,扩增曲线和熔解曲线分析,LinRegPCR扩增效率分析,geNorm、NormFinder和BestKeeper基因表达稳定性分析,REST 2009相对表达量分析等分析步骤。结果表明,新设计开发的5对候选内参基因引物特异性高。从转录组测序数据中筛选出的4个候选内参基因(Actin7、ARFA1E、SAP5、UXS3)的表达稳定性获得了验证。按表达稳定性的综合排名由高至低排序依次为UXS3、SAP5、ARFA1E、Actin7,其中最优组合为SAP5和UXS3。综上所述,本研究开发的候选内参基因引物特异性高,可以提高铝胁迫试验体系实时荧光相对定量PCR试验的准确性,新发掘的内参基因(Actin7、ARFA1E、SAP5、UXS3),可以作为铝胁迫试验体系实时荧光相对定量PCR试验的新内参基因。

铝胁迫对不同耐铝油菜品种苗期生长发育和养分吸收的影响

为探明铝胁迫对油菜生长发育和养分吸收特性的影响,以2个耐铝性差异显著的油菜品种为试验材料,采用营养液培养,设置4个铝胁迫浓度和2个胁迫时间,测定根系形态指标(总根长、总根表面积、总根体积、总根尖数)、生长指标(根茎粗、株高、地上干质量、根干质量)和营养元素(N、P、K、Ca、Mg、Fe、Al)的含量。结果表明,铝胁迫降低了油菜总根长、总根表面积、总根体积、总根尖数以及根茎粗、株高、根干质量、地上干质量,且随着铝浓度的增加和胁迫时间的延长降幅增大,敏感型品种降幅大于耐铝型品种。铝胁迫对油菜地上部和根系中铝元素的吸收具有促进作用,其中根系铝含量增幅高于地上部;而对N、P、K、Ca、Mg、Fe等元素的吸收有抑制作用。随着铝胁迫浓度增加和胁迫时间延长各元素含量的增幅或降幅增大,且基因型之间存在着一定的差异,敏感型品种的变化幅度大于耐铝型品种。由此可见,与敏感型品种相比,耐铝型油菜品种的根系形态、地上部生长和营养元素吸收受铝毒害的抑制作用较小,其对铝毒害有较强的适应能力。研究结果可为酸性土壤上的油菜高产栽培提供理论依据。

除草剂乙草胺胁迫下油菜品种的耐药生理研究

研究甘蓝型油菜在乙草胺胁迫下的耐药生理对非转基因耐乙草胺的油菜新种质选育有重要意义。本研究以纸床法测定乙草胺耐药品种‘Norin 41’和敏感品种‘Dong Hae 1’生长7 d的幼苗进行生物性状、还原型谷胱甘肽代谢、抗氧化分析以及品种表型性状之间的相关性分析和主成分分析。结果表明,耐药品种生长、根抗倒伏性、乙草胺解毒能力和抗氧化能力均强于敏感品种,耐药品种的氧化损伤低于敏感品种。直立苗率、根-茎比、鲜重、超氧化物歧化酶活性、谷胱甘肽S-转移酶活性和丙二醛含量是反映品种耐药性的主要因素。这些研究结果为耐乙草胺种质选育提供了有益参考。

Heterotic patterns in rapeseed (Brassica napus L.) using exotic germplasm for Chinese semi-winter hybrid breeding

Chinese semi-winter rapeseed,genetically differing from winter and spring rapeseed,has been considered to possess strong potential as parent in winter and spring rapeseed hybrid breeding programs. However,no detailed researches have been documented whether winter and spring rapeseed lines have potential for Chinese semiwinter rapeseed hybrid breeding. The objectives of this study are to estimate the potential of winter and spring rapeseed for semi-winter rapeseed hybrid breeding,and to investigate the association of general combining ability(GCA) with adaptation of parental lines by combining with the data in our previous studies. Four winter and four spring male sterile lines were crossed with 14 Chinese semi-winter rapeseed lines to develop 112 hybrids,which were evaluated together with their parents for seed yield under three environments in China. The exotic parental lines were not adapted to local environment as demonstrated by late flowering,low seed weight and poor seed yield per se. However,the hybrids,especially derived from winter rapeseed exhibited strong heterosis for seed yield,indicating that winter rapeseed germplasm has a great potential for rapeseed hybrid breeding in China. Our data suggested a strong association of GCA with their adaptation ability of parental lines,since high to middle correlations were found for local parental lines and low correlations for exotic parental lines under spring,winter and semi-winter eco-growth environments. The hybrid breeding program using exotic germplasm in rapeseed was discussed.

甘蓝型油菜桔黄花色基因的QTL-seq遗传分析及InDel分子标记开发

本研究以甘蓝型油菜黄色花株系16G097和桔黄色花株系J为亲本,回交获得BC1F1世代花色分离群体。对该分离群体的花色差异单株,通过混池分离分析法(BSA)与全基因组重测序(QTL-seq)技术,对桔黄色花性状调控基因进行初步的遗传分析。结果表明,一个主要的候选区域位于甘蓝型油菜的C09染色体区域(C09:4.64~8.28 Mb)。根据该区域的插入/缺失(InDel)变异位点,开发InDel分子标记,经过筛选获得与桔黄色花性状连锁的共显性分子标记2个(BnaC0919, BnaC0934),这个结果也验证了桔黄花色调控基因的候选区域。这些研究结果有利于进一步分离桔黄花色调控基因的候选区段,并为甘蓝型油菜遗传学研究和分子育种提供有价值的资源。