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。     

利用气孔保卫细胞周长及叶绿体数目鉴定油菜种间杂种研究

以白菜型冬油菜‘陇油7号’、‘陇油9号’(AA,2n=20),芥菜型油菜‘冬芥’(AABB,2n=36),甘蓝型油菜‘vision'(AACC,2n=38),种间杂种‘陇油7号’ב冬芥’、‘陇油9号’בvision'为试材,对其叶片气孔保卫细胞周长及叶绿体数目进行统计分析,探讨一种快速鉴定油菜种间杂种的简易方法,并用SSR标记法对气孔保卫细胞周长及叶绿体分界法可靠性进行进一步验证.结果显示:(1)油菜亲本及种间杂种气孔保卫细胞周长在不同叶片间变异程度接近,而同一叶片的气孔保卫细胞周长下部位变异程度较小.(2)不同类型油菜亲本及其种间杂种叶片气孔保卫细胞周长和叶绿体数存在明显的分界线,具体判定分界值为:周长＜58.90 μm为白菜型油菜、周长58.90～75.83 μm为种间杂种F1、周长＞75.83 μm为甘蓝型或芥菜型油菜;叶绿体数10～12个为白菜型油菜、14～16个左右为杂种F1、18～19左右为甘蓝型或芥菜型油菜.(3)随机选择经叶片气孔保卫细胞周长和叶绿体数分界特征值鉴定的油菜种间杂种单株40个,用SSR分子标记法对鉴定结果显示,有37个单株具有杂交种带型为真杂种,两种方法鉴定油菜真杂种的吻合率达97.5％.研究表明,白菜型、甘蓝型、芥菜型油菜及其种间杂种的叶片气孔保卫细胞周长及叶绿体存在特定的分界线值,据此可以方便有效地鉴定油菜种间杂种,即当植株气孔同时满足保卫细胞周长在58.90～75.83 μm、叶绿体数在14～16个左右时,则可判定其为真杂种.     

甘蓝型油菜-白芥渐渗系材料农艺性状和种子品质分析

远缘杂交能够有效拓宽物种的遗传背景,产生丰富的遗传变异。前期研究中利用体细胞融合技术获得了甘蓝型油菜扬油6号(Y6)与白芥的属间杂种,将杂种与Y6连续回交和自交得到了一系列稳定遗传的渐渗系株系。本研究以62个渐渗系株系为材料,对这些株系进行14个农艺性状的考察,并通过相关性分析、主成分分析、回归分析和聚类分析等方法,探究甘蓝型油菜单株产量与农艺性状之间的关系及影响单株产量的主要因素。结果显示,甘蓝型油菜-白芥渐渗系株系的农艺性状存在较大差异;单株产量与全株角果数、有效分枝数和每角粒数等性状呈极显著正相关,而与分枝点高度呈极显著负相关。主成分分析的结果表明,4个主成分可以概括14个农艺性状的大部分信息,这些主成分主要与角果数目、株高、角果长度和千粒重等性状指标相关。回归分析结果表明,千粒重、每角粒数、二次有效分枝数、株高和全株角果数对单株产量具有重要影响。综合各项指标,筛选出一些具有优异农艺性状的材料,如L8等株系角果数目明显增多;L3、L7等株系分枝数目明显增多;L42、L49等株系千粒重明显增加;L3、L8等株系单株产量明显提高。利用近红外光谱仪分析渐渗系材料种子品质性状,发现硫代葡萄糖甘、芥酸、亚麻酸等品质性状存在较大变异,可用于选育具有优良品质性状的材料。本研究表明远缘杂交对于甘蓝型油菜种质资源创新、提高油菜产量提供了一条有效途径,研究结果为利用这些种质资源进行育种实践提供了理论依据。     

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。     

甘蓝型油菜与紫罗兰属间杂交的植物遗传学研究

为探索属间杂种的遗传特点以及改良甘蓝型油菜油分品质,进行了甘蓝型油菜和紫罗兰的属间杂交.杂交母本为甘蓝型油菜奥罗(Brassica napus L. cv. oro),父本为紫罗兰(Matthiola incana (L.) R. Br.).将授粉7 d后的油菜子房切下,消毒后,培养于添加适当植物激素的MS培养基.从750个离体培养的油菜授粉子房中,获得了2粒成熟胚胎,其结籽率为0.26%.将胚胎取出,转接于MS培养基(添加2.0 mg/L 6-BA和0.1 mg/L NAA),获得了丛生芽.将丛生芽分割为许多单芽,转接到新鲜培养基中,长成了22株小苗.杂种一代植株呈中间性,它的许多性状介于两个亲本之间,一些性状倾向母本,少数性状表现显著的超亲杂种优势,植株结实性差.杂种后代(F2)植株表现多样性,多数植株的性状倾向母本,能育.部分植株表现中间性、育性差,少数植株发育不良、不育.染色体研究表明,杂种一代植株为混倍体.在杂种体细胞中,许多细胞的染色体数为2n=26,为两个亲本的配子染色体数之和.杂种后代(F2)中,倾母植株的染色体数为2n=38,矮小植株的许多细胞具非整倍染色体数,如2n-1=37、2n+1=39.从杂种后代中获得了种子油分品质较好的植株,有可能用于油菜的品质育种.     

甘蓝型油菜隐性细胞核雄性不育的研究及利用

甘蓝型油菜隐性细胞核雄性不育系育性稳定、无负效应、易转育且恢复源广,在油菜杂种优势利用中被广泛利用.目前我国主要利用的隐性细胞核雄性不育系有2类:双基因隐性细胞核雄性不育以及由2对基因互作控制的核不育类型.随着这2类不育系不育基因相继被克隆,人们对甘蓝型油菜细胞核雄性不育的分子作用机理已经有一定了解.本文综述了在甘蓝型油菜核不育分子机理的研究方面的进展,在此基础上提出了繁殖甘蓝型油菜核不育系全不育系群体可行的途径,展现了油菜细胞核雄性不育杂种优势利用广阔的前景.     

分子标记在油菜杂种优势利用中的研究进展

杂种优势是一种普遍存在的生物学现象, 是提高作物产量的重要途径, 因而受到越来越广泛的重视。分子标记是近年兴起的一种新型的生物技术, 国内外已利用RFLP、RAPD、AFLP、SSR、ISSR和SRAP等多种分子标记技术对油菜的杂种 优势进行了广泛的研究, 取得了很多有价值的研究成果。本文综述了分子标记在油菜授粉控制系统中关键基因标记、亲本遗传多样性分析、杂种优势群划分、杂种纯度鉴定和杂种优势预测中的研究进展。通过对不同作物间的比较, 探讨了分子标记在油菜杂种优势利用中的研究深度, 并对分子标记在油菜杂种优势预测中应注意的问题进行了讨论。     

甘蓝型油菜与紫罗兰属间杂交的植物遗传学研究

为探索属间杂种的遗传特点以及改良甘蓝型油菜油分品质,进行了甘蓝型油菜和紫罗兰的属间杂交。杂交母本为甘蓝型油菜奥罗（Brassica napusL.cv.oro)。父本为紫罗兰（Motthiola incana(L.)R.Br.)。将授粉7d后的油菜子房切下,消毒后,培养了添加适当植物激素的MS培养基。从750个离体培养的油菜授粉子房中,获得了2粒成熟胚胎,其结籽率为0.26%。将胚胎取出,转接于MS培养基（添加2.0mg/L6-BA和0.1mg/LNAA）,获得了丛生芽,将丛生芽分割为许多单芽,转接到新鲜培养基中,长成了22株小苗,杂种一代植株呈中间性,它的许多性状介于两个亲本之间,一些性状倾向母本,少数性状表现显著的超亲杂种优势,植株结实性差。杂种后代（F2）植株表现多样性,多数植株的性状倾向母本,能育。部分植株表现中间性,育性差,少数植株发育不良,不育,染色体研究表明,杂种一代植株为混倍体。在杂种体细胞中,许多细胞的染色体数为2n=26。为两个亲本的配子染色体数之和。杂种后代（F2）中,倾母植株的染色体数为2n=38。矮小植株的许多细胞具非整倍染色体数。如2n-1=37,2n 1=39。从杂种后代中获得了种子油分品质较好的植株,有可能用于油菜的品质育种。     

甘蓝型油菜育种亲本单株产量与农艺性状相关性分析

油菜是我国重要的油料作物,提高油菜产量是油菜育种的首要目标之一。油菜育种中,考察和分析油菜种质的主要农艺性状是筛选育种亲本材料配制优良组合的前提基础,可以为高效开展重要性状的改良提供有效的科学依据。以213份长江流域油菜主产区育种单位提供的甘蓝型油菜育种亲本为材料,采用相关分析、通径分析、多元回归分析及主成分分析等方法,探讨在成都平原气候条件下,油菜单株产量与10个相关农艺性状之间的关系,明确甘蓝型油菜产量形成的主要决定因子。结果表明,不同地区油菜资源农艺性状存在较大差异;单株产量与株高、主序有效长度、一次有效分枝数、主序有效角果数、角果长度、每角果粒数和千粒重呈极显著正相关,与营养生长天数呈显著负相关;对单株产量直接影响最大的是株高,其次是每角果粒数和一次有效分枝数,间接作用最大为主序有效长度,其次是主序有效角果数和一次有效分枝高度。逐步回归分析表明,株高、每角果粒数、一次有效分枝高度和一次有效分枝数是决定单株产量的主要因子;通过主成分分析,可将相关性状综合为4大类:株高控制因子、生育期控制因子、产量性状控制因子和株型控制因子。本生态区域内决定产量形成的关键性状为株高、每角果粒数、一次有效分枝高度和一次有效分枝数,本研究得出的结果对于充分利用各育种单位亲本材料优良性状提供了有价值的参考。     

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.     

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。     

分子标记在油菜杂种优势利用中的研究进展

杂种优势是一种普遍存在的生物学现象,是提高作物产量的重要途径,因而受到越来越广泛的重视。分子标记是近年兴起的一种新型的生物技术,国内外已利用RFLP、RAPD、AFLP、SSR、ISSR和SRAP等多种分子标记技术对油菜的杂种优势进行了广泛的研究,取得了很多有价值的研究成果。本文综述了分子标记在油菜授粉控制系统中关键基因标记、亲本遗传多样性分析、杂种优势群划分、杂种纯度鉴定和杂种优势预测中的研究进展。通过对不同作物间的比较,探讨了分子标记在油菜杂种优势利用中的研究深度,并对分子标记在油菜杂种优势预测中应注意的问题进行了讨论。     

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.     

甘蓝型油菜与诸葛菜属间杂种无性系的变异研究

从形态及细胞学两方面对甘蓝型油菜与诸葛菜属间杂种无性系的变异进行了研究。经过长期继代培养后,杂种在形态上越来越偏向母本甘蓝型油菜,而表现出较少的父本诸葛菜性状,但表现出对等双分枝的新性状。经细胞学观察表明,杂种体内杂种细胞比例下降,而甘蓝型油菜细胞比例大幅度上升并远高于核质杂种细胞（具有油菜细胞质与诸葛菜细胞核）的比例,以至较多的甘蓝型油菜染色体组被遗传下去。在该杂种继代培养中还观察到杂种细胞内的染色体消除及体细胞配对现象。     

甘蓝型油菜与蓝花子远缘杂交及双二倍体的合成研究

甘蓝型油菜品种奥罗×蓝花子杂种Ｆ-１,平均配对构型为１２．１Ⅰ＋６．５３Ⅱ＋０．４１Ⅲ＋０．１８Ⅳ＋０．１８Ⅴ,Ａ、Ｃ染色体组与Ｒ染色体间存在配对,它们之间具有一定的同源性。在甘蓝型油菜与蓝花子的杂种Ｆ-１代中,存在一种染色体不配对的减数分裂类型。这一类型中有少量可形成平衡的不减数配子。提供了油菜与蓝花子远缘杂种回交结实的细胞学根据。在ＭＳ＋０．２ｍｇ／ＬＮＡＡ＋３ｍｇ／ＬＢＡ＋１ｇ／Ｌ秋水仙碱＋３０ｇ／Ｌ蔗糖＋８ｇ／Ｌ琼脂的培养基中,接种甘蓝型油菜奥罗与蓝花子的杂种Ｆ-１进行加倍处理,经快速繁殖后,获得大量的染色体数为２ｎ＝５６的双二倍体幼苗。上述双二倍体自交结实,在减数分裂中绝大多数细胞形成２８个二价体,个别形成２６个二价体和１个四价体。上述技术在油菜与蓝花子远缘杂交中首次解决了用常规方法不易获取远种杂种稳定双二倍体的难题。甘蓝型油菜品种Ａｌｔｅｘ×蓝花子杂种Ｆ-１代,长时间的快速繁殖后,出现了染色体丢失和加倍,有形成１９条染色体的配子回复到甘蓝型油菜染色体组成的趋势。在油菜远缘杂种中发现了类似于球茎大麦远缘杂种中染色体丢失的现象。     

甘蓝型油菜和芥菜型油菜种间杂交研究

甘蓝型油菜与芥菜型油菜杂交研究结果表明,杂交结实力与杂交组合方式以及参与杂交的亲本材料有关,以芥菜型油菜作母本的杂交结实力高于以甘蓝型作母本的组合：芥×甘杂交组合的平均结实数／花为 ２．６４ 粒,而甘×芥杂交组合的平均结实数／花为 ０．１０ 粒。芥甘杂种一代形态特征和生育期介于双亲之间,甘芥杂种一代不表现整齐的中间类型,株间差异明显;总体来看,芥甘杂种一代与双亲回交的结实力（０．４０,０．２１）低于甘芥杂种一代与双亲回交的结实力（３．３０,１．７４）,无论是芥甘杂种一代还是甘芥杂种一代,用甘蓝型油菜作父本回交的结实力高于用芥菜型油菜作父本回交的结实力,但也有个别回交组合出现例外,不表现上述规律。 Ｂ Ｃ１ 代种子当年播种出苗率低（１８．５％ ）,群体株间性状差异明显,生育期极不一致。芥甘杂种一代与甘蓝型油菜亲本第二次回交,其平均结实数／花较回交一代提高 １．０８ 粒, Ｂ Ｃ２ 代种子当年播种出苗率仍较低,但较对应的 Ｂ Ｃ１ 代稍有提高,群体中出现趋回交父本性状但雄性育性彻底退化的植株。芥甘杂种一代自由授粉所得 Ｆ２ 群体是一个变异极为丰富的遗传群体。     

西藏与周边地区芥菜型油菜农艺性状比较研究

运用典范相关分析方法,对西藏及周边地区芥菜型油菜的产量性状、主茎性状、分枝性状、角果性状等4组性状间的典范相关关系进行了比较研究.结果表明:(1)所研究的18个性状中,西藏芥菜型油菜的平均数为周边地区芥菜型油菜的1.88倍,总体变异系数比周边省份芥菜型油菜高10.22％;(2)西藏芥菜型油菜单株产量主要取决于每株角果数和千粒重,而周边省份芥菜型油菜单株产量主要取决于每株有效角果数,中国周边国家芥菜型油菜单株产量主要取决于每株有效角果数和千粒重;(3)影响西藏芥菜型油菜产量性状最重要的因素是角果性状,其次是分枝性状和主茎性状,而影响周边省份和中国周边国家芥菜型油菜产量性状最重要的因素则是主茎性状,其次是分枝性状和角果性状.     

甘蓝型油菜和白菜型油菜种间杂种的小孢子培养

利用分离小孢子培养从甘蓝型油菜（Ｂｒａｓｓｉｃａ ｎａｐｕｓ）和白菜型油菜（Ｂ． ｃａｍ ｐｅｓｔｒｉｓ）种间杂种中获得了胚和再生植株。所用的培养程序是,将甘蓝型油菜和白菜型油菜杂种小孢子在蔗糖浓度为１７％ 、ＢＡ 为０．１ ｍ ｇ／Ｌ的液体ＮＬＮ 培养基中３２ ℃下暗培养４８ ｈ,再转入蔗糖浓度为１０％ 的ＮＬＮ 培养液中２５ ℃下暗培养３ 周。不同杂种间小孢子胚胎发生能力存在差异,其中ＵＭ９２１（白菜型油菜）×９１１１８６（甘蓝型油菜）正反交杂种的胚产量显著高于供试的其它组合。供体植株种植在１０ ℃／５ ℃（昼／夜）条件下能显著改善杂种小孢子胚产量和质量。杂种小孢子胚产量和杂种植株每荚种子数存在极显著正相关,但杂种植株的花粉育性和胚产量间相关不显著。大多数甘蓝型油菜和白菜型油菜杂种小孢子胚衍生植株为非整倍体,２２．８％ 的植株起源于具亲本染色体数的小孢子,几乎全部为ｎ＝ １９ 的类型。讨论了影响种间杂种小孢子胚胎发生的因素以及种间杂种小孢子培养技术的可能用途     

RFLP和AFLP分析白菜型油菜和甘蓝型油菜遗传多样性及其在油菜改良中的应用价值

采用RFLP和AFLP标记对来自中国和欧美的7份甘蓝型油菜和22份白菜型油菜进行了遗传多样性分析。在这29份材料中,166个酶-探针组合和2对AFLP引物共检测到1477个RFLP标记和183个AFLP标记。RFLP数据显示以拟南芥EST克隆作探针比用油菜基因组克隆做探针能检测到更多的多态性位点,且采用EcoR Ⅰ或BamH Ⅰ酶切比HindⅢ酶切多态性好,白菜型油菜和甘蓝型油菜中基因的拷贝数平均都为3个左右。UPGMA聚类分析表明中国白菜型油菜的遗传多样性比甘蓝型油菜和欧美白菜型油菜丰富,欧美甘蓝型油菜与欧美白菜型油菜聚为一类,而与中国甘蓝型油菜差异更大。中国白菜型油菜丰富的遗传多样性为中国甘蓝型油菜的改良提供了宝贵的资源,揭示了利用白菜型油菜A基因组和甘蓝型油菜A基因组间亚基因组杂种优势的可能性。     

甘蓝型油菜数量性状遗传变异的研究

本试验采用单因素遗传设计,连续两年分别研究了42个和50个稳定遗传的甘蓝型油菜品种22个数量性状的平均表现和遗传变异,结果表明,开花期、株高、分枝高度、着粒密度、每果粒数、千粒重、一次分枝数、总角果数、单株产量和含油量的表现受大环境的影响较大。开花期、果长、千粒重、主花序长度的遗传力高,总角果数、单株产量、着果密度、分枝高度、每果粒数的遗传力较低。随着芥酸含量的降低,开花期延迟,主花序变短,主花序角果数减少。无芥酸品种的总角果数和单株产量显著低于有芥酸品种。中国的高芥酸品种具芥酸含量显著高于国外的高芥酸品种。