芥菜型油菜(Brassica Juncea)杂种优势利用的研究

1973年,本院发现芥菜型油菜雄性不育株后,经连续几年研究,1975年育成了欧新 A 不育系,欧新 B 保持系和74243—6恢复系,实现了芥菜型“三系”配套。多年来连续测定表明,育成的芥菜型“三系”表现育性稳定,欧新 A 不育系的不育株率达100%,单株自交结实指数平均在0.000—0.103之间。恢复株率为99.54～100%,F_1杂种有较强的苗期优势,也有种子产量和含油量优势。比芥菜型地方良种昆明高棵增产19.2～34.8%,含油量提高6.58～8.23%。芥菜型“三系”的育成,填补了我国芥菜型杂优利用的空白,势将推动芥菜型油菜杂优利用的研究。

芥菜型油菜（Brassica juncea）游离细胞培养及体细胞无性系的建立

以芥菜型油菜子叶和下胚轴来源的愈伤组织为材料，进行悬浮细胞振荡培养，通过诱导愈伤组织及分化试验表明：用乳白色且结构紧密的愈伤组织进行悬浮振荡培养能获得较正常的单细胞；在悬浮振荡培养的第６～７天内及时过滤并将单细胞转入浅层液体分正培养，可高频率产生意伤组织；愈伤组织的质量对芽的分化有重要影响，不同基因型来源的愈伤组织其植株再生频率有很大差异。通过试验在云南芥菜型油菜中发现了一批易再生材料并建立了体细胞无性系。

芥菜型油菜(Brassica juncea)感光性初步研究

异地异季种植和人工光周期试验结果表明,来自长江流域云南、湖南、安徽3省的6个芥菜型油菜材料均对长日照敏感,长日照加速发育进程,不同品种的长日照促进率差异主要与其要求的临界日长不同有关.

芥菜型油菜种子中神经酸、芥酸和油酸含量的遗传分析

神经酸等有益脂肪酸对人体健康具有重要作用。芥菜型油菜作为神经酸潜力来源,是具有高品质的功能型油料作物。为探究芥菜型油菜神经酸等重要脂肪酸的遗传规律,本文以芥菜型油菜高神经酸种质JH1和低神经酸种质JL4为亲本,创制遗传分析世代(P_(1)、P_(2)、F_(1)/RF_(1)、B_(1)/RB_(1)、B_(2)/RB_(2)、F_(2)/RF_(2)),测定各世代种子的脂肪酸含量,对神经酸、芥酸和油酸含量进行相关性分析和遗传分析。结果发现,油酸与芥酸、神经酸呈极显著负相关(P<0.01),神经酸与芥酸极显著正相关(P<0.01)。两个亲本的神经酸含量分别为(2.998±0.274)%和(0.000±0.000)%,芥酸含量分别为(47.644±2.343)%和(0.000±0.000)%,油酸含量分别为(8.853±1.963)%和(48.649±3.395)%,亲本之间存在显著差异。F1和RF1的三种脂肪酸含量介于两个亲本之间,分离世代的表型分布广泛。遗传分析表明:三种脂肪酸含量的加性效应较强,其最佳遗传模型均为MX2-ADI-ADI(2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因)。B2/RB2和F2/RF2中三种脂肪酸的遗传都以主基因为主,遗传率较高,环境影响小。B1和RB1的神经酸和芥酸以主基因或多基因遗传为主,环境影响小,油酸受环境影响较大。本文结果为高神经酸芥菜型油菜品质育种提供了理论依据。

芥菜型油菜AHK家族成员的全基因组鉴定及调控粒质量性状的初步探索

为探究芥菜型油菜AHK家族蛋白的结构特征及其与粒质量性状相关的调控功能,采用生物信息学方法对芥菜型油菜AHK家族成员进行了全基因组鉴定、理化性质、系统发育树、蛋白结构、启动子顺式元件和不同组织表达谱等分析。结果表明,在芥菜型油菜基因组中共鉴定到19条BjAHK蛋白序列,系统发育树分析将BjAHK家族成员分为了4个分支,即G1(BjAHK2~BjAHK4)、G2(BjAHK5)、G3(BjAHK1)和G4(BjCKI1)。功能结构域研究发现,BjAHK家族成员具有6个核心基序(Motif1~Motif6),与HisKA、HATPase_c和REC保守结构域相对应,其中BjAHK1~BjAHK4和BjCKI1蛋白的N端含有较为保守的跨膜结构域,可能与其跨膜作用功能有关。不同组织表达谱研究发现,细胞分裂素受体蛋白基因(BjAHK2~BjAHK4)为泛表达基因,且在根组织中表达量最高。结合已有的芥菜型油菜粒质量性状转录组数据,成功挖掘出4个可能参与粒质量性状调控的基因BjA07.AHK3、BjB03.AHK3、BjA10.AHK5和BjB05.AHK5。其中,BjA07.AHK3和BjB03.AHK3可能正向调控种子发育,而BjA10.AHK5和BjB05.AHK5则负向调控。结合BjAHK基因家族分析和转录组测序结果,推测BjAHK3和BjAHK5基因在调控芥菜型油菜种子发育方面发挥重要功能。

芥菜型油菜茎秆抗倒伏相关性状的组织观察与QTL初定位

倒伏是严重降低油菜产量、品质和影响机械化生产的重要影响因素之一。培育和应用抗倒伏性强的油菜品种是实现油菜机械化生产和高产的重要措施,而提高抗倒伏能力的重点是提高茎秆强度。因此,本研究以包含197个芥菜型油菜株系的重组自交系(RILs,recombinant inbred lines)群体为研究材料,2023年分别在贵阳和贵定两个环境条件下测定了该群体的茎粗、茎秆鲜干比、茎秆充实度、茎秆密度、茎秆抗折力和茎秆抗折强度等6个性状,6个性状均表现出较大的变异,变异系数为14.29%~41.35%,且符合正态分布。相关性分析显示,两个环境条件下,茎秆充实度与茎秆密度、抗折强度二者之间均呈极显著正相关。进一步对茎秆抗折强度表现为高中低的3类材料进行茎秆微观结构观察,相比较于低抗倒材料,高抗倒材料的皮层更厚、维管束个数更多、维管束排列更紧密与维管束面积占比更大。QTL初定位检测到4个QTL与茎秆茎粗有关;2个QTL与茎秆鲜干比有关;2个QTL与茎秆充实度有关;2个QTL与茎秆密度有关;4个QTL与茎秆抗折力有关,可解释的表型变异为4.1%~5.1%;9个QTL与茎秆抗折强度有关,可解释的表型变异为7.5%~11.0%。本研究的开展可为后续芥菜型油菜抗倒伏相关基因的克隆提供基础数据信息,并对油菜抗倒伏育种有一定参考价值。

芥菜型油菜每角籽粒数QTL的上位性互作和环境互作分析

【目的】为揭示芥菜型油菜及芸薹属作物每角籽粒数形成的分子机理,提高和改良芥菜型油菜产量和育种工作奠定基础。【方法】研究以包含221个芥菜型油菜株系的重组自交系(recombinant inbred line,RIL)群体为材料,在5个环境条件下对每角籽粒数性状进行加性QTL、加性×加性上位互作及环境互作分析。【结果】(1)共检测到7个与每角籽粒数相关的加性QTL,主要分布在芥菜型油菜A02、A03、A05、A08、B02和B03等染色体上,其加性效应分布在(-11.6424)~4.5246之间,其中qSS2-71的加性效应和遗传率均最大,分别达到-11.6424和14.44%,其余6个加性QTL的加性效应和遗传率均较小;(2)检测到7对影响每角籽粒数的加性×加性QTL上位互作效应及其与环境的互作效应,上位性QTL互作效应值分布在(-4.9308)~4.1936之间,7对上位性QTL与不同环境互作的遗传力均接近0;(3)每角籽粒数性状的广义遗传率为80.98%,狭义遗传率为30.98%。【结论】综合分析,芥菜型油菜每角籽粒数受一定环境影响,但控制该性状的加性效应受环境影响较小,且其加性×加性上位性QTL互作效应不明显。

芥菜型油菜类黄酮对UC大鼠结肠黏膜的干预机制

目的探究芥菜型油菜类黄酮对溃疡性结肠炎(UC)大鼠结肠黏膜干预机制。方法将45只SD大鼠分为空白组(10只)和造模组(35只),造模组按随机数表法分为模型组、芥菜型油菜类黄酮低、高浓度组,给药治疗后,进行疾病活动指数(DAI)评分;结肠黏膜损伤指数(CMDI)评分;结肠组织病理学检查;酶联免疫法检测大鼠结肠黏膜肿瘤坏死因子(TNF)-α、白细胞介素(IL)-1β和IL-10的含量;免疫组化法检测黏蛋白2(MUC2)和表皮生长因子(EGFR)的表达。结果与模型组比较,芥菜型油菜类黄酮低、高浓度组DAI评分、CDMI评分、TNF-α、IL-1β含量均降低(P<0.05),IL-10含量及MUC2、EGFR表达水平升高(P<0.05);与低浓度组比较,高浓度组DAI评分、CDMI评分、TNF-α、IL-1β含量降低(P<0.05),IL-10含量及MUC2、EGFR表达水平升高(P<0.05)。HE染色结果显示低、高浓度组大鼠的结肠组织病变程度均有所改善,病理学损伤结果均降低,高浓度组降低更明显。结论芥菜型油菜类黄酮可以通过调节UC大鼠结肠黏膜TNF-α、IL-1β、IL-10的水平,增加MUC2、EGFR蛋白表达来调控肠上皮系统,从而达到修复结肠黏膜的目的。

KCR、HCD基因在高芥酸芥菜型油菜(Brassica Juncea)生育期内的量化表达

研究应用常规RT-PCR(Reverse transcription polymerase chain reaction)的技术和QuantumRNA18STM内标对芥菜型高芥酸油菜生育期内芥酸合成基因KCR、HCD基因的表达进行量化分析,了解芥酸的合成与功能基因量化表达的关系,为芥菜型油菜的高芥酸品种的选育提供理论依据。实验表明,KCR、HCD基因在高芥酸芥菜型油菜整个生育期中均有表达,即不但在种子发育期表达,在全生育期内叶中也表达,并且显示芥酸合成基因表达量的变化与油菜的发育时期相关。同时也表明具有内标的常规RT-PCR技术可实现对芥酸合成基因的量化表达分析。

外源钙对镉胁迫下芥菜型油菜幼苗生长和生理特性的影响

通过水培试验研究5、10mmol·L-1Ca2+对不同水平镉处理下的油菜幼苗生物量、根长、丙二醛(MDA)和H2O2含量以及抗氧化酶活性的影响,利用HPLC分析外源钙对油菜幼苗镉胁迫下还原型谷胱甘肽(GSH)含量的变化情况。结果表明,镉处理浓度为150、300、450μmol·L-1时,5和10mmol·L-1Ca2+均能有效增加植株的生物量和根长,5mmol·L-1Ca2+能显著减少油菜幼苗中MDA和过氧化氢(H2O2)含量,增强超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽还原酶(GR)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)和谷胱甘肽转移酶(GST)的活性及GSH的含量。镉胁迫浓度为600μmol·L-1时,施钙后油菜幼苗出现生物量低、MDA含量高、抗氧化酶活性和GSH含量均下降,与CK相比差异不显著(P>0.05)。镉处理浓度≤450μmol·L-1时,5mmol·L-1Ca2+能明显缓解芥菜型油菜生长和生理所受胁迫,外源钙可作为减轻镉胁迫对油菜毒害的保护剂。

芥菜型油菜莫利(Moricandia arvensis)细胞质雄性不育系统研究进展

授粉控制系统是油菜杂种优势利用中的关键一环。其中,细胞质雄性不育系统(CMS)是目前较理想的授粉控制系统之一,创制新型的授粉系统在油菜杂种优势利用中具有重要意义。芥菜型油菜莫利(M.arvensis)CMS是印度Prakash等人于1998年创造的一个新型油菜细胞质系统,该系统不育系育性彻底稳定,无不良胞质副效应,目前在印度已应用于芥菜型油菜杂种优势利用。本文综述了该不育系统的创制、雄性不育基因研究、恢复基因分子标记开发,以及该系统在芥菜型油菜育种上的应用,旨在为油菜杂交种选育和分子标记辅助选择育种提供参考。

中国西部芥菜型油菜遗传多样性研究

利用23对SRAP引物、11对AFLP引物和10对SSR引物对我国西部地区的芥菜型油菜及其近缘种108份材料进行了遗传多样性分析,共检测到313个等位变异,3种标记的每对引物平均分别可检测到6.8、12.5和1.9个等位变异。包括白菜型和芸芥在内的108份品种间遗传相似系数在0.378-0.936之间,103份芥菜型油菜品种间遗传相似系数在0.545-0.936之间。聚类分析结果表明,在相似系数0.558处,5个参照品种白菜型油菜、小白菜以及芸芥首先被聚出芥菜型油菜之外;在相似系数0.70处,103份芥菜型油菜可分为云贵陕南冬播（A）、关中冬播（B）、新疆I（C）、新疆II（D）和西部春播（E）五个类群,其中A、B基本为冬播品种,C、D、E为春播品种。A类群品种间遗传差异最大,B类群其次。陕西和新疆的品种均分别被聚到3个类群,表现出更广泛的遗传多样性。春播类型绝大部分被聚到E类群,E类群可分为3个亚类,其中陕北及其邻近一带春播黄芥为一类,形成一个独立的遗传群体,群内遗传多样性较高;西藏的10个品种为一类,相似系数高达0.83以上,表现出西藏品种遗传系统的独立和遗传基础的单一;澳大利亚2个品种单独为一类,与我国的春播品种关系较近。由此说明,地理和生态条件是影响芥菜型油菜类群的主要因素,我国的冬播品种间的遗传多样性高于春播品种,陕西和新疆的芥菜型油菜遗传多样性较高。

芥菜型油菜黄化突变体叶片叶绿素合成代谢变化

以芥菜型油菜黄化突变体(L638-y)及其野生型(L638-g)为材料,测定了叶片叶绿素(Chl)、类胡萝卜素(Caro)、Chl合成代谢中间产物含量变化,及叶绿素分解代谢的关键酶叶绿素酶(Chlase)和叶绿素合成代谢相关的氨基乙酰脱氢酶(ALAD)、胆色素原脱氨酶(PBGD)、粪卟啉原Ⅲ氧化酶(CPOX)和原卟啉原Ⅸ氧化酶(PPOX)的活性变化,以揭示芥菜型油菜黄化突变体L638-y叶片缺绿的生化机制。结果显示:(1)从油菜苗期到现蕾期,L638-y叶片总Chl和Caro含量均显著低于L638-g,且Chl b含量降低程度大于Chl a,总Chl含量降低程度大于Caro;(2)L638-y叶片Chlase活性在3～5叶期显著低于L638-g,其它各生长时期二者Chlase活性均无显著差异;(3)L638-y叶片叶绿素合成代谢中间产物氨基乙酰丙酸(ALA)、胆色素原(BPG)、尿卟啉原Ⅲ(UrogenⅢ)和粪卟啉原Ⅲ(CoprogenⅢ)含量均显著大于L638-g,而原卟啉Ⅸ(ProtoⅨ)、镁原卟啉(Mg-Proto)、原脱植基叶绿素(Pchlide)的含量却显著低于L638-g;与L638-g相比,L638-y叶片ALAD活性无显著差异,BPGD活性显著增加,而COPX和PPOX活性却显著降低。研究表明,L638-y叶片叶绿素缺乏的主要原因是叶绿素合成代谢受阻,而并非其叶绿素降解所致,受阻位点在由CoprogenⅢ-ProtoⅨ的反应。这是一种不同于前人报道的新型缺绿突变体。

油菜小孢子培养和双单倍体育种研究Ⅱ.影响甘蓝型油菜和芥菜型油菜种间杂种胚产量的因素

对甘蓝型油菜与芥菜型油菜种间杂交F1 代杂种进行离体小孢子培养研究。结果表明 :(1)F1 杂种胚产量受亲本基因型的影响 ;(2 )在F1 杂种花粉可育率为 30 %～ 4 3%的范围内 ,F1 杂种花粉可育率对有效胚产量无明显影响 ;(3)供体植株年龄对高胚产量的材料无明显影响 ,对低胚产量的材料有明显影响。 (4)提出用花药颜色来选择适合的小孢子培养的花蕾的指标 ,花药颜色以绿带点黄或绿带黄为宜 ;(5 )提出胚从NLN液体培养基转到半固体B5培养基培养 3d后再转至固体B5培养基 ,比从NLN液体培养基直接转到固体培养基的培养方式相对较好 ,可提高胚再生频率 ;(6 )诱导植株再生最适合的胚龄是 2 7d ,0 .2～ 0 .3cm大小的胚比 0 .6～ 0 .

芥菜型油菜×羽衣甘蓝种间杂种的获得及其性状表现

芸薹属内遗传和变异类型极其丰富,这为芸薹属植物种间杂交提供了条件。通过甘蓝(B.oleracea,2n=CC=18)和芥菜型油菜(2n=AABB=36)的种间杂交可以获得六倍体新物种,为油菜育种创造新的种质资源。本文选用芥菜型油菜和黄籽羽衣甘蓝(B.oleraceavar.aceaphala,2n=CC=18)进行种间杂交,在10个杂交组合中,共授粉559朵花,剥离种子35粒,对所得种子进行组织培养,建立了9个无性系。对该无性系进行染色体加倍处理和形态学、生物化学、细胞学、育性综合鉴定,发现其中2个无性系为黄籽芥菜型油菜×黄籽羽衣甘蓝组合(03K169×03K05)的未加倍真杂种(2n=ABC=27),其籽粒为红色。杂种植株在各生长阶段,形态均趋近于甘蓝型油菜;在减数分裂后期Ⅰ、后期Ⅱ,杂种都有不同程度的染色体丢失现象。杂种的酯酶同工酶具有两个亲本互补酶带。杂种植株生长势较强,和双亲相比具有较强的杂种优势。杂种植株高度自交不亲和。

芥菜型油菜黄籽性状的遗传、基因定位和起源探讨

油菜种皮颜色既是一个形态指示性状,又与种子休眠和品质有关。以芥菜型油菜种皮颜色分离的2个BC6F2群体为作图群体,用微卫星(SSR)等标记进行连锁定位,并用定位标记对22份材料进行关联分析,通过反转录-聚合酶链反应(RT-PCR)分析12份材料种皮中4-二氢黄酮醇还原酶(DFR)、花色素合酶(ANS)和花色素还原酶(ANR)基因的表达,对6份黄籽材料的种皮颜色基因等位性进行测定,结果将芥菜型油菜控制种皮颜色的2个基因位点分别定位到A9和B3连锁群,并找到其两侧紧密连锁标记,发现黄籽材料种皮颜色基因位点附近0.9cM和1.5cM区域高度保守,所有黑色种皮中DFR、ANS和ANR基因均表达,所有黄色种皮中DFR和ANS均不表达,但ANR基因表达或不表达,黄籽材料的种皮颜色基因等位。根据这些结果结合前人研究,认为芥菜型油菜种皮颜色基因是调控基因,黄籽为单一起源。

我国芥菜型油菜品种遗传多样性初探

用RAPD技术对包括春、冬芥菜型油菜及国外品种在内的36个芥菜型油菜品种的遗传多样性进行了分析。在扩增得到的128条DNA带中,多态性DNA片段达88.28%。分析表明:春、冬油菜间遗传差异较大,国内冬性芥菜型油菜地方种多样性水平较高,25份冬性品种分属Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ类群,而春性芥菜型油菜地方种均归于Ⅳ类;印度的RLM198与四川的珙县金黄油菜、澳大利亚品种与我国春油菜品种亲缘关系密切。

芥菜型多室油菜与甘蓝型油菜的种间远缘杂交

通过对芥菜型多室油菜与甘蓝型油菜种间杂交 以下简写为芥×甘或甘×芥 的结实性、交配性以及不同甘蓝型油菜对交配性的影响等研究发现:芥、甘正反交形成的饱满种子数较少,其形成种子的能力弱,但是芥×甘与甘×芥杂交相比,芥×甘形成饱满种子的能力较强,受精能力以及杂种胚胎的发育能力也强,在授粉后的子房发育上二者无显著差异.所以,芥菜型多室油菜与甘蓝型油菜种间杂交创建新资源时宜采用芥×甘杂交方式;不同甘蓝型油菜品种与芥菜型多室油菜正反交的结角率、受精指数、结籽指数和可交配指数均不相同,但可交配指数的变异系数最大.因此,筛选可交配性强的甘蓝型基因型应着眼于可交配指数高的甘蓝型油菜亲本材料,根据本试验结果,芥菜型多室油菜与甘蓝型油菜93-221-1杂交形成的杂种胚具有较强的可发育性.

芥菜型油菜生态型雄性不育两用系研究

从杂种圃芥菜型油菜遵矮不育系中发现光温敏雄性可育株，套袋自交，采用不同季节、不同播期方法，选育出光温敏雄性不育两用系遵矮Ｓ。在日平均温度为７．７～１３．５℃，平均日照长度小于１２ｈ的条件下表现为雄性可育；当温度为２０．０～２４．４℃，平均日照长度大于１３ｈ的条件下转换为完全的雄性不育。该两用系恢复源广，可用于配制两用系杂交油菜。