引进甘蓝型油菜种质资源在高海拔区农艺性状的比较分析

为了高效利用引进的甘蓝型油菜种质资源,以区外10份甘蓝型油菜种质为试验材料,对其物候期进行了测定,同时运用方差分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析等方法对其15项主要农艺性状进行了分析,结果表明,B1和B4的综合农艺性状突出,可作为适宜西藏高海拔区甘蓝型油菜育种利用的优异亲本种质材料。

286份甘蓝型油菜种质苗期耐盐碱性综合评价

对286份甘蓝型油菜品系进行苗期耐盐碱性鉴定,通过水培试验,测定盐碱胁迫处理下叶片数、绿叶数、绿叶比、株高、根长、根重等指标,通过盐碱胁迫综合评价值(D值)、极端材料筛选分析、相关性、主成分、隶属函数、频数分析和逐步回归分析法,对不同基因型的油菜种质建立苗期耐盐碱性综合评价模型并筛选出适宜的评价鉴定指标。盐碱胁迫下,叶片数与株高呈负相关,两者的相关系数未达到显著性,其他性状之间均呈正相关并达到了显著或极显著水平。利用主成分分析法将7个耐盐碱指标综合为4个主成分,可代表油菜耐盐碱性88.349%的原始数据信息量。依据4个主成分的相对重要性(权重)进行加权,得到不同基因型的耐盐碱性综合评价值(D值)。结合隶属函数分析和极端材料筛选分析,筛选出4份耐碱盐的甘蓝型油菜种质和4份盐碱敏感种质。逐步回归分析结果表明,在油菜苗期测定其绿叶数、绿叶比、地上重、根长和根重,通过回归方程估算其D值,可以初步判断甘蓝型油菜种质资源耐盐碱性。

甘蓝型油菜蚜虫发生规律及抗蚜种质的筛选

筛选抗蚜种质资源,为油菜抗蚜育种提供亲本。自然感蚜条件下,在云南罗平与泸西两地利用蚜情指数对18份油菜品种进行抗蚜性鉴定,分析蚜虫的发生规律及其对产量等的影响。结果表明,蚜虫发生盛期出现在花期至成熟期之间,温和干燥的气候利于蚜虫的生长繁殖。泸西点的发生盛期较罗平点早。相关性分析显示,蚜情指数与油菜的产量及其构成因素呈负相关,且与千粒重和单株产量相关达到显著水平,发生蚜害会造成油菜4.97%~79.69%的产量损失。从18份材料中筛选出5份抗蚜品种、13份感蚜品种。其中‘云油杂28号’和‘云油杂18号’表现为高抗,可作为油菜抗蚜育种的基础材料。

甘蓝型油菜种质资源田间耐渍性评价和耐渍种质资源筛选

甘蓝型油菜是我国最重要的油料作物之一,其生产过程中具有较高的渍害发生风险。为了评价甘蓝型油菜田间耐渍性以及筛选稳定的耐渍种质资源,本研究首先在盆栽条件下确定了苗期耐渍性鉴定的适宜渍水时间,随后在大田试验中对505份种质资源进行了田间耐渍性的综合评价和比较,并筛选了稳定的极端材料。盆栽试验结果表明,甘蓝型油菜的生长在渍水超过4 d时开始受到影响,在渍水约10 d时生长受到严重抑制。2年的田间试验中,利用无人机表型采集平台提取到27个指标,通过因子分析将其转化成了2个公因子,公因子1代表了甘蓝型油菜渍水条件下的生长状态,公因子2代表了生理状态。根据2个公因子的载荷与方差贡献率计算出的耐渍性综合评价值(D值)将甘蓝型油菜种质资源的耐渍性划分为4个类型。其中,极端耐渍型(Ⅰ型)包含99份种质资源、耐渍型(Ⅱ型) 200份种质资源、敏感型(Ⅲ型) 187份种质资源、极端敏感型(Ⅳ型) 19份种质资源。通过2022年的大田试验对上述结果进行进一步验证和筛选,共鉴定到9份稳定的渍水敏感材料和9份稳定的耐渍材料。而且, 2年的试验结果显示植被指数MTVI2D、MCARI2D与耐渍性综合评价值(D值)相关性都高于0.76,可用于对油菜耐渍性快速、高效的综合评价。总之,本研究建立了甘蓝型油菜田间耐渍性评价体系以及耐渍性快速和综合评价方法,解析了甘蓝型油菜种质资源的耐渍性类型,鉴定到了稳定的耐渍和敏感材料,为甘蓝型油菜耐渍性的研究和遗传改良提供了可靠的评价方法和重要的种质资源。

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%。

基于压裂力筛选油菜抗裂角优异种质资源

油菜成熟后角果易开裂,导致收获损失率高,限制了产业的高质量发展。筛选抗裂角优异种质资源,对于培育抗裂角宜机收的油菜新品种具有重要意义。为了提高油菜抗裂角资源的筛选效率,本研究基于200份变异丰富的甘蓝型油菜种质资源,系统比较压裂法与随机碰撞法的鉴定结果,提出了一种基于压裂力的抗裂角高效鉴定方法。研究发现,基于随机碰撞法的抗裂角指数与基于压裂法的裂角力之间显著正相关,且压裂法比随机碰撞法重复性更好、效率更高、稳定性更强。基于抗裂角指数和裂角力之间的相关关系,制定了基于压裂力的抗性分级标准,最终基于压裂力筛选出5份高抗裂角的甘蓝型油菜优异种质资源。相关结果为进一步培育优质的油菜抗裂种质资源提供了高效的鉴定方法和重要的基因资源。

基于CRISPR/Cas9的基因编辑及其在甘蓝型油菜中的应用

油菜是世界第二大油料作物,同时也是我国最主要的食用植物油来源。长期以来,油菜育种工作者尝试通过传统育种策略培育良种。然而,甘蓝型油菜是种间杂交后双二倍进化而来的异源四倍体物种,其基因组中存在较多基因冗余现象。因此,通过人工杂交选择、随机诱变等传统遗传方法改良性状效率非常低。近年来,CRISPR/Cas9技术以其高效、简便的独特优势,已广泛应用于多倍体油菜的基因功能研究和定向遗传改良。为了能够快速高效地对甘蓝型油菜进行种质资源创新和遗传改良,将CRISPR/Cas9基因编辑技术应用于甘蓝型油菜恰逢其时。本文综述了目前CRISPR/Cas9系统应用于油菜基因功能研究和遗传改良的研究进展,涉及油菜产量、含油量和脂肪酸组成、生物和非生物胁迫耐受性等重要农艺性状,并探讨了油菜基因编辑存在的局限性以及未来发展的方向。

耐渍甘蓝型油菜(Brassica napus)种质筛选与评价

长江流域为中国油菜主产区,生产上频发的渍害已成为影响当地直播油菜成苗的主要障碍。为筛选耐渍材料,对26份优质油菜品种及104个自交系进行渍性鉴定。建立稳定的砂培、淹水、排水培养鉴定方法,根据结果将植物材料划分耐渍等级,并选取高抗、敏感材料进行生理特征比较。鉴定结果表明,试验材料活苗率总体在50%以上,主要集中在60%~90%。渍水处理后,材料间反应分化较为明显,表明受试油菜材料普遍具有对渍害的一般耐受性,在耐渍性上存在丰富的遗传变异。‘阳光2009’耐渍性优异,而高油品种‘中双11’‘浙油50’等耐渍性并不十分突出,这对于直播油菜育种而言不是很有利的因素。Ning1038、ZS11carinata、D-yellow、Arm-Z11、FuC、Z18782、11293AF、Arm11等自交系耐渍性较强,对渍害极为敏感的材料有Jade、D615、Z532AF等。生理特征比较结果表明,渍害发生后,材料间的耐渍性差异在一定程度上与根系活力和抗氧化酶SOD、POD、CAT活性有关。结果为后续油菜耐渍定向改良,培育耐渍高产油菜品种提供参考依据。

甘蓝型油菜耐湿种质资源的快速筛选

将不同来源甘蓝型油菜种质资源种子发芽60h，取露白种子进行密闭水淹缺氧处理12h后转入砂床继续发芽，未作缺氧处理的露白种子作为对照，6d后测定发芽相关性状，根据发芽性状差异评价油菜耐湿性。结果表明，与对照相比，缺氧处理对油菜幼苗生长具有显著的抑制作用：平均相对根长为24．7％，平均相对茎长和鲜重分别为59．7％、69．1％，平均相对成苗率为79．4％，平均相对活力指数（RVI）为0．49。相关分析表明，RVI、电导率、相对成苗率、相对根长、相对茎长、相对鲜重等各发芽相关性状均相互呈极显著相关，其中相对活力指数可以全面评估甘蓝型油菜在缺氧胁迫后的恢复生长能力，而电导率可以作为耐湿材料高通量早期筛选的指标。不同材料RVI呈正态分布，变幅为0．04—0．92，表明甘蓝型油菜种质资源耐湿性存在十分丰富的遗传差异，其中03P79—1、03P62—5、中双8号等品系（种）具有较强的耐湿性，可以作为耐湿性资源加以利用。

甘蓝型油菜种质资源的农艺性状聚类分析

利用系统聚类法,对84份国内甘蓝型油菜种质资源的10个农艺性状进行聚类分析,研究其遗传亲缘关系,合理利用品种资源,结果表明:84份材料分为4个类群,其中,第Ⅱ类群有75个品种(系),又可分为2个亚群,第Ⅱ-1、2亚群可再分为3个和4个品种(系)组。4个类群的农艺性状有较大差异,第Ⅱ-2亚类群生育期较短,但单株产量最高。从中发现了长荚、大粒、早熟和角密等特异材料。

甘蓝型油菜种质资源遗传多样性分析

通过对935份甘蓝型油菜种质资源主要农艺性状与品质性状的鉴定与多样性的分析,得出油菜种质资源性状的变异情况。所调查性状的变异系数在2.1%～79.8%之间,现有油菜种质资源中存在着显著的遗传差异和丰富的多样性,这为油菜种质资源的综合利用提供了丰富的遗传基础。

甘蓝型油菜种质资源创新途径研究

种质基础狭窄,已成为当前油菜育种工作中十分突出的问题。笔者研究了甘蓝型油菜种质资源扩增的主要途径。基因工程已成为油菜种质资源扩增的主要途径之一,应用基因工程技术已创造出一大批优良新种质,其中包括抗病、抗虫、高油酸、高芥酸材料和新型不育材料。传统育种手段,如人工合成、远缘杂交和诱变等技术仍是重要的油菜种质资源创新的途径。

强冬性甘蓝型油菜种质资源的主要品质性状研究

为了探明强冬性甘蓝型油菜种质资源的品质特性,以109份强冬性甘蓝型油菜种质资源为材料,应用近红外光谱检测法,对油菜籽粒含油量、硫苷、蛋白质及脂肪酸组成进行检测,分析了主要品质性状的变异和相关性。结果表明,强冬性甘蓝型油菜种质资源含油量、硫苷、蛋白质质量分数平均值分别为43.44%、41.51μmol/g、25.33%。在脂肪酸组成中,油酸质量分数最高,平均为55.50%,亚油酸、亚麻酸、芥酸、饱和脂肪酸质量分数依次为19.97%、11.95%、7.41%、 5.34%,亚麻酸含量显著高于双低甘蓝型油菜。芥酸、硫苷含量材料之间差异明显,变异系数分别为89.11、71.97;油酸、亚油酸、亚麻酸、饱和脂肪酸变异系数分别为15.62、11.71、9.32、8.02;含油量、蛋白质变异较小,变异系数均为6.56。相关性分析表明,强冬性甘蓝型油菜的含油量、硫苷含量、亚麻酸、芥酸、油酸、亚油酸之间极显著相关(r=-0.92~0.82)。聚类分析将109份资源分为两大类,第Ⅰ大类为高硫苷、高芥酸、低含油量种质,第Ⅱ类群为低硫苷、高含油量种质。

甘蓝型油菜种质资源的聚类分析

杂交育种是油菜育种的主要方法之一。为研究甘蓝型油菜种质资源的遗传多样性,以提高甘蓝型油菜种质资源的利用效率,采用近红外光谱法(NIRS)测试了208份甘蓝型油菜种质资源的12个品质性状,方差分析结果表明各性状均达到极显著差异;通过聚类分析的类平均法在聚类阈值λ=4.86处将208份资源划分为6大类,其中第1大类包含170份资源,在聚类阈值λ=3.70处第1大类比较明显的分为4个亚类;通过聚类分析的离差平方和法在聚类阈值λ=27.00处参试资源比较明显的分为7大类。综合2种聚类分析结果最终将208份资源分为13个类群。

利用SSR标记分析高含油量甘蓝型油菜种质资源遗传多样性

为揭示高油甘蓝型油菜种质资源的遗传背景,明确各材料间的遗传距离,加快陕南地区高油育种进程,利用20对甘蓝型油菜首选的简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)核心引物,对陕南地区65份含油量达40.58%~53.52%的甘蓝型油菜育种材料进行遗传多样性分析,利用NTSYS-pc1.10e计算材料间多态性信息含量指数(PIC),并用非加权配对算术平均法(unweighted pair group method using arithmetic average,UPGMA)对材料进行聚类分析。结果表明,从20对SSR核心引物中共筛选出7对最佳引物,平均每对引物检测到7个条带。供试材料的PIC值分布在0.33~0.86范围内,平均值0.58。聚类分析结果表明,在相似系数为0.54处将65份供试材料划分为两大类群。供试材料的遗传距离较近,不利于陕南地区高油甘蓝型油菜的育种工作。加强种质创新,引进外来优良种质资源并加以改造利用是提高陕南地区高油甘蓝型油菜育种水平的根本途径。

甘蓝型油菜三系种质资源的利用研究

对国内外３２８份甘蓝型油菜种质资源４２９次测定，结果表明，利用Ｑｉｎｇ－２Ａ及ＰｏｌｉｍａＡ选育新的三系，可以从胜利油菜或具有胜利油菜亲缘的种质材料中育成保持系，从具有跃进油菜亲缘及具有中国南方白菜型油菜的胜利油菜种质材料中育成恢复系。然而，由于油菜异交授粉习性，多数长期自然繁殖的品种（系）都可能筛选出相应的不育系和恢复系，关键在于选择的方向。

外国甘蓝型油菜优异种质资源的研究与利用

对收集到的 15个国家的 2 2 5份甘蓝型油菜品种资源的脂肪酸组份、硫代葡萄糖甙含量、含油量和农艺性状进行分析、研究 ,结果为 :大多数来自欧洲国家的种质资源为低芥酸 (<1% )品种 ,部分为双低 (低芥酸、低硫甙 )品种 ;高含油量 (>4 5% )的品种仅在日本及德国品种中发现。通过鉴定筛选出 2 2份优质油菜育种需要的优异种质资源 ,并成功地利用了其中的部分种质育成 11个甘蓝型优质油菜新品种 ,在生产上推广种植 6 0余万公顷。 90年代 。

甘蓝型油菜种质资源遗传多样性和性状相关分析

对95份来自不同国家和地区的甘蓝型油菜(Brassica napus L.)种质资源农艺性状和品质性状进行遗传多样性和相关性分析。结果表明,不同品种(系)间的性状差异显著;甘蓝型油菜的生物学特性多样性丰富,存在广泛变异,14个性状表现不同程度的差异,变异系数在6.66%～111.88%;对14个性状进行相关性分析,相关系数和偏相关系数均达极显著的有株高与有效分枝高度、主花序长度,全株角果数与有效分枝数、主花序角果数,有效分枝数与主花序长度,硫苷含量与芥酸含量,脂肪含量与蛋白质含量,脂肪含量与芥酸含量,相关系数分别为0.76、0.38、0.52、0.50、-0.30、0.80、-0.63、0.33,偏相关系数分别为0.90、0.73、0.46、0.47、-0.56、0.85、-0.57、0.58;主花序长度和有效分枝高度相关系数不显著,但偏相关系数极显著(-0.73)。

甘蓝型油菜种质资源主要经济性状关系分析

为有效利用油菜种质资源为油菜遗传育种服务,对95份来源于不同国家(地区)的甘蓝型油菜(Brassica napus L.)种质资源品种(品系)的9个经济性状进行了逐步回归、通径分析和主成分分析。逐步回归和通径分析结果均表明,在33.3万株/hm^2密度下,全株角果数、每果粒数、千粒重对单株产量的直接贡献大,三者和单株产量间均呈现极显著线性回归相关,其他性状对单株产量的贡献均不显著;主成分分析结果表明,构成产量的主成分因子有全株角果数因子、株型因子、千粒重因子、有效分枝数因子、每果粒数因子,该5个主成分因子合计贡献率达86.39%。研究认为要提高甘蓝型油菜产量,在适当提高株高、保证合适株型和分枝数的基础上稳定提高全株角果数和千粒重,同时注意全株角果数、千粒重和每果粒数三者协调均衡才能获得高产。

国外甘蓝型油菜种质资源农艺性状和品质性状的聚类分析

利用系统聚类法,对117份国外甘蓝型油菜种质资源的10个农艺性状和4个品质性状进行聚类分析,研究其遗传亲缘关系,合理利用品种资源。结果表明:117份材料分为2个类群,分别包括71个和46个品种(系)。第Ⅰ、Ⅱ类群又分别分为6个和7个亚类群,第Ⅰ-1、Ⅰ-2亚类群各再分为7个品种群,第Ⅱ-2、Ⅱ-6亚类群分别再分为5个和3个品种群。第Ⅰ类群的品质较好,芥酸含量平均为4.3%,6个亚类群间农艺性状有较大差异,而第Ⅱ类群品质较差,7个亚类群间差异较小。从中发现了长荚、大粒、早熟和角密等特异材料。