甘蓝型油菜长角果变异体的遗传研究

用在中国发现的甘蓝型油菜长角果变异体的优良后代“鄂油长角”及短角果品种“中油821”为亲本,研究了角果长及与角果长密切相关的两个性状――千粒重和每果粒数的遗传。结果表明,角果长、千粒重、每果粒数3个性状受核基因控制,不存在任何形式的母性遗传。供试双亲间角果长性状存在2对基因的差异。长角果对短角果为显性。数量遗传分析表明,角果长、千粒重的遗传符合加性显性二基因互作模型,存在显著的上位性效应。角果长性状在两个基因座上呈联合分布,显性效应均大于加性效应,且存在超显性。千粒重性状以加性效应为主。Abstract：Eryou long-pod,which was derived from the unique long-pod mutant discovered in China,was crossed with the commercial broad rapeseed cultivar Zhongyou 821.From the crossing six basic generations were generated for studying the genetical behaviors of pod length and two related characters i.e.1000?seed weight and seed number per pod.The results showed that the three characters were governed by nuclear genes.The difference in pod length between two parents was related to two loci.Generation mean analyses revealed that the 6?parameter mode was to interpret the inheritance of the characters studied and the epistasis was significant.Pod length mainly showed association of its genes and highly significant dominant effect,and even superdominant effect too.Meanwhile,additive effect was predominant in 1000-seed weight.     

甘蓝型油菜苗期高光效种质资源的筛选与鉴定

油菜（Brassica napus L.）是我国主要油料作物,是保障我国食用植物油供给安全的关键。提高光合效率是实现油菜高产、绿色高效育种的重要途径之一。本研究以245份油菜种质资源为材料,在苗期测定光合参数、光合色素、生物量及叶绿素荧光参数共19个指标。结果表明,不同种质在气体交换、PSII能量转化和热耗散等方面存在显著差异,表现出较丰富的遗传多样性和筛选潜力。油菜苗期叶片的气孔导度和蒸腾速率均与地上部鲜重、叶绿素荧光参数Pi＿Abs、Ss呈极显著或显著正相关,而与ETo/RC呈极显著负相关,表明光合-水分协同调控对生物量的积累具有重要作用;同时,地上部鲜重分别与Pi＿Abs和Ss呈极显著或显著正相关,表明叶绿素荧光参数可作为反映光合系统效率和生物量积累的重要指标。通过主成分分析和隶属函数分析构建综合评分体系（D值）,建立了甘蓝型油菜高光效综合评价模型。通过聚类分析将245份油菜种质资源分为5个类群,包括35个高光效型、52个中高光效型、49个中间型、88个中低光效型以及21个低光效型,并建立了高光效评价模型,筛选出12个高光效油菜种质。本研究建立的油菜苗期高光效综合评价体系有助于油菜种质资源高光效的初步评估,为油菜高光效种质资源发掘及高光效品种选育提供了理论依据和数据支撑。     

油菜终花后角果和叶片光合对籽粒产量和品质的影响

以‘秦优7号’油菜品种为材料,设置叶片和角果遮光及摘除叶片处理,通过田间试验测定分析终花后角果和叶片的光合特性及其对籽粒产量、含油量及脂肪酸组成的影响。结果显示:(1)终花后油菜角果遮光使籽粒的千粒重、产量、含油量分别显著降低54.7%、62.1%、44.2%,且籽粒中硫甙含量及脂肪酸中棕榈酸、硬脂酸含量显著升高,亚麻酸含量显著降低。(2)叶片遮光和摘除叶片分别显著降低角粒数11.7%、11.3%,降低籽粒千粒重22.5%、17.9%,单株产量分别降低35.3%、44.7%,使籽粒脂肪酸中亚油酸、亚麻酸等含量显著增加,但对籽粒含油量无显著影响。(3)终花后油菜绿色角果皮最大面积是绿叶面积的1.54倍,角果叶绿素a、b以及类胡萝卜素含量显著低于叶片,但角果的净光合速率、蒸腾速率显著高于叶片;且角果层的光辐射强度显著高于角果层下的叶片层;角果响应光辐射强度的光补偿点、光饱和点均显著高于叶片;即角果能够适应较高强度光辐射环境。研究发现,油菜结角期角果层接受大部分光辐射,角果的光合活性显著高于叶片,是主要的光合器官,角果光合状况对籽粒产量、含油量及脂肪酸组成有显著影响。     

甘蓝型油菜生殖生长期叶片和角果光合与产量关系的研究

以11个不同适生区甘蓝型油菜品种为材料,研究了油菜生殖生长期植株叶片和角果的光合气体交换参数、光合色素含量、光合关键酶蛋白含量、主要农艺性状及其与产量的关系,探讨影响叶片(角果)光合效率及单株籽粒产量的主要因子,为油菜高产高光效品种的系统评价提供理论依据。结果显示:(1)油菜植株叶片与角果的净光合速率间相关性较小,但叶片净光合速率远大于角果。(2)叶片净光合速率与其叶绿素a+b含量及气孔导度呈不显著的正相关关系(相关系数较大),与其光合关键酶PEPC、RuBisCO蛋白含量相关系数较小或呈不显著负相关;角果(皮)净光合速率与其叶绿素a、b含量、类胡萝卜素含量及气孔导度相关性较强;光合色素含量是影响叶片、角果净光合速率的第一主因子。(3)单株叶面积、角果数及角果表面积与籽粒产量显著正相关关系,是影响籽粒产量的第一主因子;叶片净光合速率和角粒数是影响籽粒产量的第二主因子;单株生物学产量与叶面积呈显著正相关关系,角果表面积、叶面积及叶片净光合速率是影响生物学产量的第一、二主要因子。研究表明,油菜高产高光效品种的综合评价指标应首选单株角果数、叶片面积,其次选择叶片净光合速率、叶片和角果皮的叶绿素含量以及角粒数。     

甘蓝型油菜每角果粒数全基因组关联分析

为挖掘甘蓝型油菜每角果粒数显著关联单核苷酸多态性（SNP）位点及相关候选基因。本研究以300份甘蓝型油菜自交系为试验材料,对甘蓝油菜每角果粒数进行一年两地表型考察,并结合该群体前期开发的201 817个SNPs标记,采用一般线性模型（GLM）和混合线性模型（MLM）进行全基因组关联分析（GWAS）,此外,对性状显著关联SNP位点两侧100 kb区域内相关候选基因进行功能预测。300份甘蓝型油菜每角果粒数在两地均表现出广泛的表型变异,筛选出2份每角果粒数较多的油菜种质资源。基于GLM模型检测到39个与油菜每角果粒数显著关联SNPs,采用MLM分析发现,两地共检测到的3个每角果粒数显著关联SNPs位点均在GLM检测到。8个位点附近找到CIK,ERF022和EDE1等19个拟南芥已报道角果籽粒发育相关的同源基因。研究结果有助于解析甘蓝型油菜每角果粒数的遗传基础,为研究每角果粒数的调控机制、指导每角果粒数的遗传改良奠定基础。     

油菜每角果粒数差异的细胞学基础和分子机理

每角果粒数在油菜不同品种、品系或其他种质资源之间存在着较大的变异.该性状的研究对于利用优良变异提高油菜产量具有重要意义.对多个DH系和常规栽培种进行分析,研究了油菜每角果粒数差异形成的细胞学基础和分子机理.结果表明,部分胚珠原基在发育过程中败育而不能最终形成成熟的种子,正常发育胚珠百分比是每角果粒数差异的重要决定因素.细胞学分析确定了胚珠败育发生的时期是在大孢子退化之后,单核期配子体形成之前.研究结果还显示,油菜胚珠败育率的差异可能是由BRs-BRI1信号途径调控水平的差异所致.     

油菜叶绿体基因组雄性不育特异DNA片段的定位

实验选用油菜湘矮不育系及同核保持系叶绿体DNA为材料,用4种限制性内切酶EcoRⅠ、BamHⅠ、PstⅠ和SmaⅠ完全酶解。在EcoRⅠ酶解的保持系ctDNA图式中,观察到唯一的差异片段E3.2kb。将此片段连接于载体pUC9进行克隆,经克隆杂交及电泳分析鉴定,获得重组子。以rRNA基因为探针,与EcoRⅠ酶解的保持系ctDNA杂交,其中一条阳性带显示在差异片段E3.2。进一步以E3.2片段为探针,与经过限制酶BamHⅠ、EcoRⅠ、salⅠ、BgⅢ、HindⅢ和PstⅠ酶解后的rRNA基因反杂交。根据rRNA基因图谱,这一与不育性有关的E3.2kb片段被定位于距16S rRNA基因5'端+2.0至+5.4kb的前导序列中。此结果表明,这段可能与花粉育性形成有关的片段定位于叶绿体基因组反向重复区。     

拟南芥角果发育和开裂的调控机制及在油菜育种中的应用

十字花科芸苔属甘蓝型油菜(Brassica napus)在角果发育成熟过程中,因角果开裂种子散落引起产量损失最低达20%左右,最高可达50%左右。模式植物拟南芥在角果形态和开裂机制方面与甘蓝型油菜具有相似性,角果开裂主要与果瓣、胎座框和果瓣边缘层的细胞发育有关。通过对拟南芥角果发育期间基因对果瓣、胎座框和果瓣边缘层的识别和发育进行综述,明确了拟南芥角果发育和开裂的基因调控机制,提出了从模式植物到大田作物甘蓝型油菜抗裂角育种的新策略。     

西藏野生油菜种群间角果趋同生长格局研究

西藏地处我国西南边陲,素有\"世界屋脊\"和\"地球第三极\"之称。由于地质史独特,地形地貌复杂,气候带全,土壤类型繁多,野生植被多样,凡此种种,西藏油菜生境具有全球最典型的立体生境特色,其生态环境千差万别,堪称全球之最,独特而复杂的油菜生境,产生了丰富多样的野生白菜型油菜(Brassica Campestris)和野生芥菜型油菜(Brassica juncea)遗传资源。本文根据植物种群的构件理论,采用大样本取样方法,对西藏野生白菜型油菜和野生芥菜型油菜分枝进行了角果种群统计的生长分析。结果表明,西藏野生白菜型油菜和野生芥菜型油菜一级分枝的角果数、角果生物量、角果生物量比例均呈现Peel-Reed模型变化规律,角果宽度与角果长度之间的生长关系均呈现Yield Density模型变化规律,显示出角果种群形成与生长过程的趋同生长格局与物质分配策略。     

甘蓝型油菜的遗传转化

甘蓝型油菜的各种外植体经遗传转化、组织培养后可以再生为转基因植株,但再生频率会因外植体的基因型、年龄、培养基添加成分和农杆菌共培养的不同而发生变化。转化方法包括农杆菌介导转化、基因枪法、花粉介导法、PEG介导法等,其应用前景非常广阔。甘蓝型油菜的遗传转化在其品质改良、抗逆性提高、雄性不育系的获得和一些特殊性状方面都取得了很大成就。简要介绍甘蓝型油菜的再生体系建立、转化方法及所取得的部分成就。     

不同光质对甘蓝型油菜幼苗的生长和生理特性的影响

以甘蓝型油菜品种‘宁油12’为试材,采用单因素随机区组设计的盆栽试验,将直播后长至子叶展平时的油菜幼苗转入荧光灯(FL,对照)、蓝光(B)、蓝红组合1∶1(BR1∶1)、蓝红组合1∶8(BR1∶8)和红光(R)下进行照射,考察不同光质对甘蓝型油菜生长指标、根系活力、叶绿素含量和光合产物等的光效应,筛选适合甘蓝型油菜工厂化育苗的人工光源,为油菜的工厂化育苗的光源合理利用提供理论指导和技术支持。结果表明:(1)油菜幼苗的鲜质量、干质量、根长、株高、茎粗和叶面积在BR1∶8处理下最大,并显著高于对照FL;(2)BR1∶8处理下的幼苗根系活力最强,其次为B处理,二者都显著高于对照FL;(3)幼苗叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量和类胡萝卜素的含量在各光质处理下变化趋势一致,即B处理最大,其次是BR1∶8处理,二者均显著高于BR1∶1、R和FL处理,但BR1∶1、R和FL处理间均无显著差异;(4)BR1∶8处理幼苗叶片的可溶性糖、淀粉和游离氨基酸含量最高,且都显著高于BR1∶1、R和FL处理;B处理幼苗叶片的蔗糖、可溶性蛋白和抗坏血酸含量最高,且显著高于BR1∶1、R和FL处理;BR1∶8处理叶片的可溶性碳和氮含量最高,其次为B处理,并显著高于BR1∶1、R和FL处理;而对照FL处理的碳氮比最大,显著高于其他处理。研究认为,蓝红组合光(1∶8)能显著提高甘蓝型油菜叶片可溶性糖、可溶性淀粉、游离氨基酸、可溶糖总碳和总氮的含量,而蓝光则能显著促进叶片光合色素、蔗糖、可溶性蛋白和抗坏血酸的积累,有效促使幼苗快速、健壮生长,生产中可采用蓝红组合光(1∶8)和蓝光作为甘蓝型油菜育苗的人工光源。     

人工合成甘蓝型油菜特长角变异系的选育

用中国西藏东部采集的1个白菜型油菜地方品种与云南甘蓝类蔬菜白花芥蓝远缘杂交,人工合成了甘蓝型油菜新材料,从杂种后代中通过系统选育,获得了1个特长角变异系,其主花序中部角果平均长度20cm左右,果身长16～18cm,果喙长3cm左右.从中获得的极端最长角果达31.5cm,果身长26.1cm,果喙长5.4cm.这是迄今芸苔属植物中很少见到的长角果油菜材料.该材料的平均角果长度大约为普通甘蓝型油菜的3倍左右,遗传已基本稳定,定名为川农特长角.本文报导其选育经过和主要特征特性,并对其育种和研究利用价值作了简要分析.     

青藏高原早熟甘蓝型春油菜遗传资源研究

利用SSR和SRAP 2种分子标记研究了69份试验材料的遗传差异及其亲缘关系.29对SSR标记共扩增出118条多态性带,多态性位点占总扩增位点的97.5%,27对SRAP引物扩增出123条多态性带,多态性比率为70.3%.两种标记聚类结果表明.在相似系数0.566处所有材料可以分为A、B 2个大类群;B类在相似系数0.620处又可分为7个亚类,10个天然双低早熟甘蓝型品系、2个甘蓝型亲本和4个新型品系聚在第1亚类中,其余的51个新型甘蓝型油菜品系分别聚在其他6个亚类中.对55份新型品系进行遗传成分分析,结果表明,每个品系都合有4种带型,各品系所舍不同带所占比率不同.对各品系中含有白菜型亲本带所占比率分别与其对应的两亲本之间的遗传距离进行相关分析,结果表明新型甘蓝型油菜品系中白菜型亲本带所占比率与白菜型素本间的遗传距离为负相关(-0.52),且达到极显著水平;与甘蓝型亲本间的遗传距离为正相关(0.31),且达到显著水平.对试验材料之间的遗传距离及其来源进行分析(除与2个白菜型亲本间),遗传距离排名前20位的都来自新型品系之间或天然品系与新型之间,最大为0.544.     

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。     

应用基因芯片分析甘蓝型油菜柱头特异表达基因

以甘蓝型油菜(Brassica napus)野生型(宁油10号)及其柱头授粉功能缺失突变体FS-M1为材料,使用油菜基因表达谱芯片筛选甘蓝型油菜柱头特异表达基因。在含有16 540个基因的油菜基因表达谱芯片中(43 803探针),获得了4 410条差异表达探针,选择部分差异表达基因进行实时定量PCR,所得结果与芯片检测结果相吻合。其中,野生型较FS-M1显著上调且获得209个功能注释的探针,对应198个基因,这些特异表达的基因主要富集在水解酶、转移酶、氧化还原酶和转录因子中;涉及较大的基因家族包括:细胞色素P450基因、GDSL脂肪酶/水解酶基因、ABC转运蛋白基因、myb转录因子基因、bHLH转录因子基因、过氧化物酶家族和受体激酶基因等。推测这些基因与甘蓝型油菜柱头发育及授粉功能有关。     

甘蓝型油菜主要农艺性状的遗传模型和基因效应分析

本文以甘蓝型优质油菜(81008×Tower)正反交各12个世代的资料,按照4种不同的遗传模型,对包括单株产量在内的8个农艺性状的遗传方式进行了详尽地分析。结果表明:所有性状的遗传皆不符合简单的加性-显性模型,上位性效应普遍存在,且对世代平均数有较大影响;单株产量及几个产量性状的遗传均受重复型互作基因的控制,杂种优势需利用三基因或多基因间的互作效应。     

中国甘蓝型油菜遗传多样性的RAPD分子标记

本文利用ＲＡＰＤ方法和统计学分析,对我国７省市和国外引进的总计４０份甘蓝型油菜品种的遗传多样性进行了研究。结果表明,４０个品种的甘蓝型油菜存在着广泛的遗传变异,根据ＲＡＰＤ指纹图谱,通过在ＤＮＡ分子水平上的聚类分析可以将它们分为３大类群,反映出这些品种之间的亲缘关系,并对如何引进甘蓝型油菜资源进行了初浅的讨论。     

甘蓝型油菜Toc33基因编码区的分离及蛋白序列的比较

以甘蓝型油菜新鲜嫩叶为实验材料提取其总DNA,以其为模板,根据拟南芥Toc33基因编码区序列设计引物,PCR扩增甘蓝型油菜叶绿体外膜蛋白转运机器的构件蛋白基因Toc33,得到两条扩增带,测序结果显示克隆到的两个片段分别长1370bp、1490bp,将这两个片段分别命名为Bn Tpc33-1,Bn Toc33-2,序列比较发现它们之间的同源性为78％,其中外显子的同源性为96％,而内含子的同源性仅为60％。为研究Toc33与同一基因家族的Toc34基因功能间的关系,对拟南芥、油菜、诸葛菜等植物的Toc33、Toc34蛋白序列进行比较分析并构建了分子系统进化树。     

乙草胺对葡萄叶片光合和叶绿素荧光特性及叶绿体结构的影响

以沙培1年生巨峰葡萄为材料,研究土施乙草胺对葡萄叶片光合、叶绿素荧光特性和叶绿体结构的影响.结果表明：喷施初期(处理后第13天),上部叶片净光合速率和气孔导度显著下降,PSII最大光化学效率和实际光化学效率显著低于对照,快速叶绿素荧光诱导动力学曲线中J点和K点荧光显著上升,性能指数PI_ABS显著下降,其PSII反应中心和放氧复合体受损伤程度显著高于中部叶片,但随着处理时间的延长,受损伤的程度减轻.在喷施后期(处理后第60天),上部叶片与中部叶片各指标之间的差距变小;下部叶片对除草剂的响应滞后,PSII反应中心和放氧复合体受到较大损伤,J点和K点荧光上升及PI_ABS下降的幅度高于中、上部叶片.乙草胺处理后第60天,葡萄叶片可溶性糖和淀粉含量增加,中、上部叶片色素含量显著下降,叶绿体膜受损,叶绿体变小,片层结构模糊或间隙增大.表明土施乙草胺可传导至葡萄地上部,导致叶片光合机构损伤、PSII活性下降和光合速率降低.