甘蓝型油菜RIL群体苗期根系耐铝性鉴定及评价方法研究

为减少铵肥的大量施用以及酸雨频降引发的耕地酸化,从而影响作物的生长,利用综合评价方法通过幼苗期根系表型筛选耐铝种质.以甘蓝型油菜重组自交系(RIL)亲本10D130和中双11为材料筛选苗期适宜的铝胁迫浓度,使用该浓度处理RIL内138个品种(系)幼苗,对其根长、根表面积、根平均直径、根体积、根交叉数、根尖数和根干质量7个根系指标的铝毒单项耐性系数进行变异系数分析、相关性分析、主成分分析、系统聚类分析和逐步回归分析,并采用隶属函数法综合评价不同油菜品种(系)根系的耐铝特性.结果表明:138份油菜品种(系)间各项根系指标差异有统计学意义(p<0.05);筛选出甘蓝型油菜幼苗期耐铝毒品种(系)27034,27036和27007等.根据灰色关联度及逐步回归分析结果,认为根据根长、根表面积、根体积、根交叉数等7个关键指标,可以初步判断甘蓝型油菜种质幼苗期的耐铝毒特性.通过这些方法综合评价油菜对铝的耐受性,可以避免单一指标的片面性和不稳定性,结果更为可靠.

甘蓝型油菜(Brassica napus L.)RIL群体抗倒伏及其相关性状的QTL分析

油菜倒伏严重影响了油菜的产量和品质，为了定位甘蓝型油菜（Brassica napus L．）与抗倒伏性状相关的QTL，用抗倒伏品系浙平1号和易倒伏品系高芥1号组合重组自交系（RIL）家系为材料，通过两年两点试验，对该RIL群体的F2：6和F2：7，家系抗压力性状进行了QTL分析，并应用一年两点数据对该群体F2：6。家系结角层性状进行了QTL分析。结果表明，在4个试验中共检测到11个家系抗压力QTL，可解释4．41％～52．64％的表型变异，LOD值范围是2．68～26．58。其中qRP16-1可以在3个不同的试验中（南京-2012、溧水-2012和南京-2013）重复检测到，面P1、qRP4和qRP8-1同时在2个不同的试验中（溧水-2012和溧水-2013）重复检测到。qRP2-1、qRP2-2、qRP8-2、qRP8—3、qRPl6—2、qRP3和qRP8—4等7个QrL只能在特定的试验中检测到。同一地点不同年份间家系抗压力性状QTL相对同一年份不同地点间易被重复检测到。在2个试验中共检测到2个结角层厚度QTL，位于第15连锁群的qTPLl5在2个试验中重复检测到。

甘蓝型油菜胚色素成分的QTL定位

以甘蓝型黄籽油菜GH06和甘蓝型黑籽油菜中油821为亲本杂交,后代通过"一粒传法"连续自交7代构建重组自交系,2007年分别在重庆市北碚区和万州区两个试验基地种植重组自交系群体,利用本实验室已构建的遗传连锁图谱和复合区间作图法(CIM),分析种胚色素的4种主要成分的QTL。结果共检测到31个QTL,分别位于14个不同的连锁群,其中5个花色素含量有QTL,分别位于第1、5、10、16和20连锁群,单个QTL解释表型变异的6.08%～11.67%;10个类黄酮含量有QTL,分别位于第1、3、6、7、12、20和25连锁群,单个QTL解释表型变异的4.48%～11.10%;8个总酚含量有QTL,分别位于第1、2、12、16和20连锁群,单个QTL解释表型变异的5.24%～10.37%;8个黑色素含量检测到QTL,分别位于第5、8、10、12、14和22连锁群,单个QTL解释表型变异的5.44%～11.32%。解释表型变异大于10%的5个QTL,包括2个类黄酮含量QTL,花色素含量、总酚含量和黑色素含量QTL各1个,它们分别解释11.10%、10.20%、11.67%、10.37%和11.32%的表型变异。研究结果表明胚色素表现为多基因控制的数量性状,基因表达受环境影响较大,胚与种皮色素的QTL吻合度不高,推测种皮和胚色素合成可能受不同遗传体系控制,与这些QTL紧密相关的分子标记可以用于胚主要色素的分子标记辅助选择。

不同环境中甘蓝型油菜种皮木质素含量的QTL定位

以甘蓝型黄籽油菜GH06和甘蓝型黑籽油菜中油821为亲本杂交,后代通过"一粒传法"连续自交7代构建重组自交系,2007年分别在重庆市北碚区和万州区2个试验基地种植重组自交系群体,利用本实验室已构建的遗传连锁图谱和复合区间作图法(CIM),对种皮木质素含量进行测定及QTL定位分析。结果表明,在2个环境中共检测到12个种皮木质素含量相关的QTL,分别位于4个不同的连锁群,单个QTL可解释性状表型变异的4.50%～8.79%;在第3连锁群上检测到1个QTL与同一标记EM19ME23/130连锁,其余10个QTL位置不同;在北碚检测到的QTL主要分布于第20连锁群,在万州检测到的QTL主要位于第3连锁群;部分种皮木质素的QTL与种胚类黄酮和种皮色泽的QTL位于相近区间,在北碚和万州种皮木质素含量与种胚类黄酮存在极显著和显著正相关关系。甘蓝型油菜种皮木质素含量表现为多基因控制的数量性状,基因表达受环境影响较大;油菜种皮木质素合成和类黄酮的积累可能受相同关键基因调控或者具有部分相同的合成代谢途径。

甘蓝型油菜种胚叶绿素含量的QTL定位

种胚叶绿素含量是影响菜子油加工和销售的重要指标。关于种胚叶绿素的遗传特性还缺乏研究。本文以重庆市油菜工程中心构建的甘蓝型黄子与黑子油菜重组自交系群体为材料,2007年分别在重庆市北碚区和万州区两个实验基地种植,利用本实验室已构建的遗传连锁图谱为基础,采用复合区间作图法(C IM)分析种胚叶绿素的QTL。结果共检测到10个QTL,分别位于第1、2、5、8、21和25连锁群,单个QTL解释表型变异的4.04%～8.50%。研究结果表明胚中叶绿素表现为多基因控制的数量性状,基因表达受环境影响较大。

甘蓝型油菜RIL群体株高性状的全基因组关联分析

为提高甘蓝型油菜株高的分子标记辅助育种效率,挖掘与株高相关的功能基因以构建理想株型,利用单个重组自交系（RIL）群体在3个环境下的株高表型数据及7 877个SNP标记的基因型分型数据进行全基因组关联分析。在2个或2个以上环境下同时检测到5个与株高显著相关的SNP（Bn-scaff_15794_3-p62430、Bn-A02-p9599263、Bn-A02-p9409799、Bn-A02-p9993945和Bn-A02-p9636219）,均位于A02染色体上。比较利用连锁分析方法的QTL定位结果,发现标记Bn-A02-p9599263和Bn-scaff_15794_3-p62430分别位于QTL（q PH2-2和q PH2-4）峰值处,标记Bn-A02-p9636219和Bn-A02-p9993945分别落在QTL（q PH2-3和q PH2-4）2-LOD的置信区间内,标记Bn-A02-p9409799距离QTL（q PH2-2）的置信区间0.3c M。利用关联分析定位的区间（69.5~80.7c M）比利用连锁方法定位的QTL区间（60.7~95.9c M）缩小了24c M。依据参考基因组信息,在标记Bn-scaff_15794_3-p62430附近2kb处找到1个与株高性状相关的候选基因（GSBRNA2T00090973001）。结果表明,单个RIL群体进行全基因组关联分析可以对连锁QTL分析结果进行补充,缩小QTL置信区间。

甘蓝型油菜BnTT3基因的表达与eQTL定位分析

类黄酮途径中, TT3编码的4-二氢黄铜醇还原酶是参与原花色素和花青素合成的关键酶。为了明确该基因可能的上游调控网络,利用黄籽母本 GH06和黑籽父本 ZY821构建的遗传图谱,以 BnTT3基因在高世代重组自交系群体中随机选取的94个株系花后40 d种子的表达量作为性状,采用复合区间作图法进行eQTL分析。结果共检测到5个表达量相关的eQTL,分别位于A03、A08、A09和C01染色体,单个eQTL解释表型变异的5.22%~24.05%。A09染色体上存在2个主效 eQTL,单个 eQTL 分别解释24.05%和16.55%的表型变异,分别位于标记 KS10260~KBrB019I24.15和B055B21-5~KS30880之间,微效eQTL分布于A03、A08和C01染色体上。A09染色体上的2个主效eQTL区间（包含200 kb侧翼序列）与拟南芥、白菜、甘蓝和芸薹族近缘物种基因组同源区段具有很好的共线性关系。基因注释结果表明检测到的eQTL均为trans-QTL,2个主效eQTL区段共包含78个基因,包括MYB51、MYB52和bZIP5转录因子,可能为 BnTT3基因的上游直接调控因子,对这些基因功能的深入分析将有助于阐明甘蓝型油菜黄籽性状形成的分子调控机制,为黄籽候选基因的克隆筛选奠定基础。

不同海拔环境中甘蓝型油菜RIL主要性状的差异分析

为研究海拔高度对甘蓝型油菜RIL群体主要性状的影响,运用方差分析、相关及通径分析方法,比较了在两种不同海拔环境条件下,两个甘蓝型油菜重组自交系(RIL)群体的种子千粒重、含油量、蛋白质含量、皮壳率以及黄籽度等5个主要性状的差异.结果表明:①5个性状都呈连续变异,表现多基因控制的数量性状特点,其中千粒重、含油量和蛋白质含量的频率分布符合正态分布;②高海拔环境的含油量要显著高于低海拔环境,低海拔的蛋白质含量要显著高于高海拔地区,含油量与蛋白质含量呈极显著的负相关;③高海拔环境中的含油量+蛋白质含量显著地高于低海拔地区;④海拔环境对黄籽度的影响不显著;⑤海拔环境对皮壳率和千粒重的影响可能与群体基因型有关.

甘蓝型油菜硫苷主要组份的QTL定位分析

以甘蓝型黄籽油菜高硫苷GH06和甘蓝型双低油菜油研2号为亲本杂交,后代通过＂一粒传法＂连续自交6代构建重组自交系,利用HPLC法对亲本及重组自交系群体株系种子中硫苷组份进行测定,发现2-羟基-3-丁烯基硫苷和3-丁烯基硫苷是影响硫苷质量浓度的主导成分,利用本实验室已构建的遗传连锁图谱和复合区间作图法（CIM）,分析种子中5种硫苷主要成分的QTL.结果共检测到11个QTL,分别位于8个不同的连锁群,其中3个2-羟基-3-丁烯基硫苷质量浓度的QTL,分别位于第10,14和24连锁群,单个QTL解释表型变异的5.54%-22.02%;3个3-丁烯基硫苷质量浓度的QTL,分别位于第3,10和24连锁群上,单个QTL解释表型变异的5.88%-10.33%;2个4-戊烯基硫苷质量浓度的QTL,分别位于第9和20连锁群上,单个QTL分别解释表型变异的12.04%和5.70%;3个苯乙基硫苷质量浓度的QTL,分别位于第9,15和21连锁群,单个QTL解释表型变异的6.29%-7.44%.解释表型变异大于10%的4个QTL;包括2个2-羟基-3-丁烯基硫苷质量浓度QTL,3-丁烯基硫苷质量浓度QTL和4-戊烯基硫苷质量浓度QTL各1个,它们分别解释16.32%,22.02%,10.33%和12.04%的表型变异.研究结果表明种子硫苷组份质量浓度遗传具有母本效应,且为多基因控制的数量性状,基因表达受环境影响较大,与这些QTL紧密相关的分子标记可以用于硫苷组份的分子标记辅助选择.

大白菜部分形态性状的QTL定位与分析

应用 35 2个标记位点的大白菜AFLP和RAPD图谱和一套栽培品种间杂交获得的重组自交系群体 ,采用复合区间作图的方法对大白菜 9个形态性状进行QTL定位及遗传效应研究。在 14个连锁群上检测到 5 0个QTL :其中控制株型的QTL有 5个 ;控制株高的QTL有 6个 ;控制开展度的QTL有 5个 ;控制最大叶长的QTL有 7个 ;控制最大叶宽的QTL有 4个 ;控制叶形指数的QTL有 6个 ;控制中肋长的QTL有 7个 ;控制中肋宽的QTL有 4个 ;控制抽苔的QTL有 6个。另外 ,估算了单个QTL的遗传贡献率和加性效应。这将为大白菜品种改良中形态性状的分子标记辅助选择提供理论依据。

甘蓝型与芥菜型油菜种间杂交后代DH系抗旱性评价

为评价和利用种间杂交的抗旱新种质,以24份甘芥(甘蓝型油菜和芥菜型油菜)种间杂交后代DH株系为材料,在全生育期降水量约60mm的情况下,设置正常灌水、苗期干旱胁迫、薹花期干旱胁迫、角果生长期干旱胁迫4个处理,考察产量及与产量相关的4个农艺性状和5个品质性状,应用抗旱指数法、灰色关联度综合分析法结合聚类分析,筛选优异的抗旱种质资源。结果表明,多数甘芥杂交后代材料抗旱性均高于常规甘蓝型品种,其中角果生长期、苗期更显著,共获得10份抗旱性较强的材料,其中2份在全生育期抗旱性均较强。3个时期抗旱性相关分析表明,苗期和薹花期抗旱性显著相关,而角果生长期和苗期、薹花期的相关性不显著。在苗期、薹花期、角果生长期的任一时期发生干旱均能严重影响油菜地上部鲜重、株高、芥酸及油酸含量,同时薹花期发生干旱对产量影响最大,其次为苗期。植株在苗期、薹花期、角果生长期的抗旱性与地上部鲜重呈极显著正相关,薹花期抗旱性与株高呈极显著正相关。

芥菜型油菜重组自交系群体重要品质性状的遗传分析

本研究调查了一个包含139个芥菜型油菜重组自交系群体的脂肪酸(硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、芥酸)和硫甙含量,相关性分析显示,芥酸与其它脂肪酸间均呈极显著负相关,而除芥酸外的其它脂肪酸间则呈极显著正相关。品质性状均表现出较高广义遗传力,其中芥酸和硫甙的遗传力超过90%,硬脂酸和亚油酸的遗传力在80%~90%之间,而亚油酸和亚麻酸的遗传力在70%~80%之间。主成分分析获得2个分别能解释64.9%和16.4%的变异因子,散点图将全部139个株系分成群Ⅰ、群Ⅱ和4个散落的株系,聚类分析对于此群体品质性状的遗传和特异材料的筛选有一定参考价值。

甘蓝型早熟两系杂交油菜“秀油杂610”的选育

早熟两系杂交油菜＂秀油杂610＂是利用甘蓝型早熟油菜生态型雄性不育两用系＂6S＂与优质早熟恢复系＂C10＂杂交筛选而成的早熟两系新组合,具有熟期早、品质优、产量高、抗性强等特点,2013~2015年参加江西省早熟油菜品种区域试验,两年平均产量1 949.7 kg/hm2,比对照＂龙油668＂增产21.16%,达极显著水平,两年平均产油量811.65 kg/hm2,比对照龙油668增产22.45%,芥酸含量为0,硫甙含量14.43μmol/g,含油量41.63%。2015年12月通过江西省农作物品种审定委员会审定。

从低温贮藏的玉米花粉中分离生活精细胞

从低温（—２０℃）贮藏的玉米花粉中分离出的生活精细胞，其产量随贮藏时间的延长而降低。但是，从－２０℃贮藏２４ｈ以内的花粉，仍可分离到相当数量的生活精细胞。以新鲜花粉作对照，从贮藏８ｈ的花粉分离生活精细胞，相对产量可达６４％

黄河三角洲盐碱地适宜品种(系)油菜筛选

为了筛选出丰产性好,生育期短,综合性状良好并且适宜黄河三角洲盐碱地种植的油菜优良品种,本文对14个品种(系)油菜的生育期、越冬率、干物质、农艺性状和产量性状进行比较分析。结果表明,1401、1403和2014P8 25三个品系的生育期适宜,越冬率相对较高,干物质含量高且经济性状良好,折合产量高,优于其他品种(系)油菜,其中1401产量最高为2431.32kg·hm^(-2),1403和2014P8 25分别为2041.9kg·hm^(-2)、1899.69kg·hm^(-2),可以在黄河三角洲盐碱地适当推广种植。

白菜型冬油菜温敏不育系PK3-12S育性转换的差异蛋白质组学分析

为揭示温敏不育系PK3-12S育性转换机制,本研究以白菜型冬油菜温敏不育系PK3-12花药为材料,采用2-DE和LC-MS/MS质谱鉴定等差异蛋白组学方法,分离鉴定了PK3-12在不育/可育条件下花药差异表达蛋白质,并对差异表达蛋白进行了生物信息学分析;进而采用RT-PCR检测了PK3-12在不育/可育条件下花蕾发育进程中差异蛋白编码基因表达量变化。结果表明,高温不育条件下,PK3-12花药形态瘪小,药室有少量败育花粉,育性转换受1对隐性基因控制,表达变化量在2倍以上差异蛋白质点31个,其中增量表达蛋白质点6个,减量表达蛋白质点11个,表达完全抑制蛋白点12个,不育花药特异表达蛋白点2个。质谱鉴定出15个差异蛋白质,参与信号转导通路、二羧基乙醛酸代谢、糖酵解代谢、次生合成代谢、氨基酸生物合成、分支酸生物合成、碳代谢途径等细胞过程。Rubisco亚基连接蛋白编码基因BrrbcL开放读码框(open reading frame,ORF)长度为1095 bp,编码364个氨基酸;与可育花蕾相比,发育进程中不育花蕾BrrbcL基因、膜联蛋白基因(ANN)、BetVI过敏原家族基因(BetVI)表达明显下调,表明上述基因可能参与了温敏不育系PK3-12S育性的转换。

昆明春播繁殖甘蓝型油菜核不育117AB自交系可行性初步研究

117AB自交系经在湛江冬播自交5代，不育株率已达75％～80％。其不育株转为可育的温度为18～20℃。由于湛江早春升温过快，花前处于18～20℃的日数少，不育株转育率低，进一步纯合及纯合后的繁殖难度较大。因此，拟利用昆明夏季的中温条件进行进一步纯合及繁殖。将117AB自交系在昆明进行春播（4月下旬），调查了不育株育性转换率及转育后的可育天数，并考察了其部分农艺性状。结果表明：昆明春播117AB自交系花期（7～8月）的平均温度在19．9℃左右，出现半不育和可育温度的频率达到68．9％，而湛江仅达到36．2％，昆明不育株的转育株率为60．9％，而湛江仅为32.5％，农艺性状也较好，由此认为昆明适合117AB自交系的进一步纯合及繁殖。

芥菜型油菜自交系遗传差异的研究

本研究对30个芥菜型油菜自交系的12个数量性状进行了主成分分析和聚类分析。前五个主成分对变异的贡献率达86.57％。一个优良的自交系应是第二、三、四、五主成分值高和第一主成分值较高。30个自交系被分成七类。

基于RAPD的SCAR标记初步定位油菜温敏雄性不育系K121S的育性转换基因

温敏雄性不育系具有育种程序简单、组配自由、育种周期短等优点,已成为杂种优势利用的重要材料。本研究以芥菜型(Brassica juncea L.)油菜温敏雄性不育系K121S与核不育系1161A获得的BCF1为作图群体,利用混合分组分析法(bulked-segregant analysis BSA)对温敏雄性不育系K121S的育性转换基因(Fc)进行定位。结果表明获得2个基于RAPD的SCAR标记与育性转换基因(Fc)连锁,即是SS503-250和SBA485-482,与育性转换基因的遗传距离分别为3.94 c M和7.09 c M。本研究结果为今后育性转换基因的克隆、测序及生物信息学研究并解析K121S育性转换的分子机制机制提供了条件。