杂交油菜选育研究——Ⅰ.甘蓝型杂交油菜“三系”及其杂种一代花器形态的变异

利用甘蓝型油菜(Brassica napus var.oleifera)的雄性不育性,生产杂交种子是选育杂交油菜的主要途径。本研究在选育杂交油菜“三系”的同时,重点对“三系”及F_1的花药解剖结构和花器官形态进行了观察测定,旨在探索与育性有关的形态解剖指标及遗传变异规律,为进一步开展杂交油菜研究提供依据。     

一种新型无花瓣油菜突变不育系花器官的形态解剖研究

在自育的甘蓝型油菜(Brassica napus)无花瓣品系AP197中, 发现并育成由4对隐性核基因控制的无花瓣油菜突变不育系AMS971。AMS是一种雄蕊心皮化为不结实的假性雌蕊而引起的新的雄性不育类型, 不育性非常彻底, 其植株形态特征与AP197相同。比较花器官发现, AMS971除一个正常的雌蕊外,还有6个梭形的心皮化假性雌蕊。假心皮化雌蕊上部变成近似倒U形的柱头结构区, 下部是完全突变的半开裂心皮, 其上着生4~14个不等的裸露的幼小胚珠; 蜜腺比正常油菜小, 数目为0~4个, 这与AP197没有差异。AMS971的四轮花器官由于突变造成了大小和重量的重新分配。推断AMS为类似拟南芥属B功能缺失的突变体。     

一种新型无花瓣油菜突变不育系花器官的形态解剖研究

在自育的甘蓝型油菜(Brassica napus)无花瓣品系AP197中,发现并育成由4对隐性核基因控制的无花瓣油菜突变不育系AMS971.AMS是一种雄蕊心皮化为不结实的假性雌蕊而引起的新的雄性不育类型,不育性非常彻底,其植株形态特征与AP197相同.比较花器官发现,AMS971除一个正常的雌蕊外,还有6个梭形的心皮化假性雌蕊.假心皮化雌蕊上部变成近似倒U形的柱头结构区,下部是完全突变的半开裂心皮,其上着生4～14个不等的裸露的幼小胚珠;蜜腺比正常油菜小,数目为0～4个,这与AP197没有差异.AMS971的四轮花器官由于突变造成了大小和重量的重新分配.推断AMS为类似拟南芥属B功能缺失的突变体.     

人工合成甘蓝型油菜研究进展

利用二倍体亲本甘蓝(Brassica oleracea,2n=18,CC)和白菜型油菜(Brassica rapa,2n=20,AA)或白菜(Brassica campestris,2n=20,AA)可人工获得甘蓝型油菜。新型甘蓝型油菜不仅拓宽了甘蓝型油菜种质资源,开辟了甘蓝型油菜育种新途径,而且在芸薹属异源多倍化过程研究中具有广泛的应用。本文重点对人工合成甘蓝型油菜获得方法及后代二倍化过程中染色体、基因组、基因表达和表观遗传学方面所发生的变异及其遗传规律的最新研究进展做概述,并对近年来人工合成甘蓝型油菜在育种中的一些应用进行综述,旨在为进一步开展人工合成甘蓝型油菜的研究提供理论依据和新的方向。     

油菜的遗传转化及抗溴苯腈转基因油菜的获得

以油菜(Brassica napus L.)的下胚轴和子叶为转化受体,建立了油菜的高效转化系统。在此基础上,将抗除草剂溴苯腈基因(bxn基因)导入油菜,获得了抗溴苯腈转基因油菜。分子检测实验证明,转基因油菜中含有bxn基因。转基因油菜可抗高达10~(-3)mol/L的溴苯腈。     

河北主要土壤中Cd、Pb形态与油菜有效性的关系

当今土壤重金属污染日趋严重而表征土壤污染程度 的指标不够完善、相关性亦较差。为此,采用网室盆栽试验,研究了河北平原主要土壤类型潮土和潮褐土上Cd、Pb的化学形态特征及其与油菜植株干物重、油菜吸收重金属含量的关系。结果表明Cd对油菜的毒害作用大于Pb。总量及各形态Cd、Pb含量与油菜可食部分干物重呈负相关,对油菜干物重影响最大的是交换态Cd、Pb。而对油菜吸收Cd、Pb贡献最大的形态是碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态。深入研究重金属形成与植物有效性间的关系,可为进一步揭示重金属的生物有效性,为更准确评价土壤重金属污染程度提供理论依据,具有重要的理论意义和实际应用价值。     

芥菜型油菜和白菜型油菜种间杂种遗传分析

种间杂交是一种拓宽栽培作物遗传基础和转移优良性状的重要手段,已经广泛地用于作物品质的改良。本研究通过芥菜型油菜（Brassica juncea L.）和白菜型油菜（Brassica rapa L.）种间杂交,将芥菜型油菜的有利性状转移到白菜型油菜中,创造新型白菜型油菜,以改良白菜型油菜的农艺性状、提高抗逆性和拓宽其遗传基础。研究结果表明：以芥菜型油菜作母本、白菜型油菜作父本的杂交组合较易获得杂交种子,杂种F1植株营养生长具有较明显的杂种优势,但花粉完全不育;以白菜型油菜回交获得的BC1植株间表型差异明显,平均花粉可染率为34.8%,介于 0~84%之间,群体自交不亲和;BC1F1和BC2群体变异广泛,出现自交亲和植株和黄籽植株,平均花粉可染率分别为79.7%和79.1%。     

芥菜型油菜与埃塞俄比亚芥杂种基因组原位杂交分析

原产于非洲的埃塞俄比亚芥(Brassica carinata,2n=34,BBCC)具有适应于炎热干旱地区种植等特点,是改良我国芥菜型油菜(B.juncea,2n=36,AABB)的重要种质资源。本研究用基因组原位杂交方法(GISH,Genomic in situ hybridization)分析了芥菜型油菜与埃塞俄比亚芥种间杂种花粉母细胞的染色体分离,发现在后期I染色体主要以17∶18类型分离,其次是16∶19,染色体落后现象偶然发生,其中B染色体组以8∶8的分离比率较高,表明不同来源的B染色体可正常配对分离。本研究表明,芥菜型油菜与埃塞俄比亚芥远缘杂交,通过染色体同源重组(B染色体间),以及部分同源染色体配对交换的方式(A、B、C基因组间),有可能将埃塞俄比亚芥优良遗传成分转移到芥菜型油菜中。     

油菜花序轴组织培养中不同光质对形态发生的效应

本实验以油菜(Brassica napus)花序轴为外植体,以 MS 为基本培养基,配制两种不同浓度和比例的 NAA 和6-BA 组合.选取白光、红光、黄光、绿光和蓝光五种不同光质的光照处理,以黑暗为对照.置恒温培养框中培养,温度为27±1℃。除黑暗外,各处理每天光照10小时。探讨不同光质对油菜离体形态发生的效应。     

根系分泌物对紫云英油菜间作的响应

根系分泌物是植物与土壤进行物质交换和信息传递的重要载体,也是间作体系中作物-土壤-微生物互作的重要调控者。为进一步揭示间作体系中作物之间的互作机制,本研究通过紫云英单作、油菜单作和紫云英油菜间作,重点分析了紫云英油菜间作下根系分泌物的响应特征。结果表明: 共检测到紫云英和油菜根系分泌物391种,定性93种,包括了9种代谢物类型,其中有机氧化物含量最高,主要是以核糖醇的形式存在。不同种植模式中,紫云英、油菜的根系分泌物含量差异显著,紫云英油菜间作时根系分泌物特征与油菜单作相似,与紫云英单作差异较大。不同种植模式的差异根系分泌物中,仅9-芴酮1与其他差异分泌物间呈负相关关系。不同种植模式的差异根系分泌物主要为苯系物、脂类和类脂分子、有机酸及其衍生物、有机氧化物等,其中苯系物、脂类和类脂分子是表征紫云英、油菜根系分泌物变化的重要类型。可见,紫云英油菜间作改变了作物的根系分泌物特征,其变化特征与苯系物、脂类和类脂分子关系密切。     

合成甘蓝型油菜中双隐性雄性核不育材料的发现及遗传规律分析

从甘蓝型油菜与白菜型油菜的种间杂交获得的甘蓝型油菜(Brassica napus)中发现了雄性不育单株,兄妹交株系和不育株与甘蓝型油菜常规杂交F1和F2株系的育性分离分析表明,该不育材料属于双隐性雄性核不育类型.利用育性分离株系的可育株自交和可育株与不育株间兄妹交等方法筛选出7个纯合可育株系,等位测验表明这7个纯合可育株系(B1～B7)中存在两种基因型:Ms1Ms1ms2ms2和ms1ms1Ms2MS2.该材料对油菜核不育基因定位和杂种优势利用研究有重要意义.     

甘蓝型油菜(Eru CMS)与甘蓝种间杂种的同工酶和蛋白质分析

经胚抢救获得甘蓝型油菜(Brassica napus L.)(Eru CMS)与甘蓝(Brassica oleracea L.var.capitata L.)种间杂种,前期经过流式细胞仪、柱头染色体数目、花粉活力等分析获得一些真杂种。利用电泳法,对真杂种植株的3种同工酶(SOD、EST、COD)和蛋白质进行详细分析,了解了杂种与亲本的同工酶和蛋白质的特性差异。结果表明,杂种与亲本之间的同工酶和蛋白质存在较明显的差异:杂种的SOD、COD的酶带表现为偏父本甘蓝型;杂种的EST的酶带表现为偏母本油菜型;杂种的蛋白质电泳表现为不仅具有双亲的特征蛋白带,也有其自身特征蛋白带。     

芸苔属植物油菜的新种合成及其细胞遗传学研究——Ⅶ.欧洲油菜×广东小油菜F_2群体性状与染色体数之间的相关性研究

本文报道了染色体组型为aa cc的欧洲油菜(Brassica napus var.oleifera,2n=38),与其两个基本种之一染色体组型为aa的广东小油菜(B.chinensis var.parachinen-sis,2n=20)进行杂交后,所得F_2群体性状与染色体数目之间的相关状况。结果表明:杂种F_2群体中,各个体在染色体数目上发生了广泛的分离,从一个亲本的染色体数20条,到另一个亲本的染色体数38条,呈连续的变异状态。另外,也曾发现了染色体数比38还要大10以上的额外的异倍性多倍体类型,基本上也是呈连续变异的状态。通过统计分析发现:F_2个体在表型性状上,如基叶的裂片数,现蕾开花期以及结实率等,与染色体数目之间,均存在着一定的相关性。因此,对于欧洲油菜的种间杂交后代,在苗期移栽时可根据叶形进行选择,淘汰那些不易稳定的中间类型。到了成熟收获阶段,则主要应当根据结实率并兼顾其他早熟、丰产和抗病等性状,再进行选择,这样可以达到加速稳定,提高选择效果的目的。     

甘蓝型油菜种质资源创新与抗寒机理研究进展

冷胁迫是甘蓝型油菜种植推广的主要限制性因素之一，通过近缘种间杂交和轮回选择可丰富甘蓝型油菜的遗传背景与种质资源创新，近几年创制的强抗寒甘蓝型油菜已实现从北纬35°20’的适宜种植区域北移扩展至陕西洛川（北纬35°46’）、甘肃兰州上川（北纬36°03’）、山西临汾（北纬36°20’）和河北石家庄（北纬38°00’）等区域的种植。甘蓝型油菜抗寒理论研究表明：强抗寒甘蓝型油菜形态特征表现为半直立或匍匐生长、叶色较深或呈紫红色、根系较为发达等，这主要与强抗寒甘蓝型油菜的渗透物质和抗氧化酶活性积累有关，进而达到保护细胞和减少ROS信号积累的作用。研究证明甘蓝型油菜组织细胞中NADPH酶介导产生的ROS在调控甘蓝型油菜生长发育及冷胁迫应激响应过程中扮演着重要的角色。为此甘蓝型油菜种质资源创新和抗寒机理研究是甘蓝型冬油菜“北移西扩”的重要技术保障，也是中国西北冬油菜产业发展的关键。     

甘蓝型油菜(Eru CMS)与甘蓝种间杂种的同工酶和蛋白质分析

经胚抢救获得甘蓝型油菜（Brassica napus L.）（EruCMS）与甘蓝（Brassica oleracea L.var.capitata L.）种间杂种,前期经过流式细胞仪、柱头染色体数目、花粉活力等分析获得一些真杂种。利用电泳法,对真杂种植株的3种同工酶（SOD、EST、COD）和蛋白质进行详细分析,了解了杂种与亲本的同工酶和蛋白质的特性差异。结果表明,杂种与亲本之间的同工酶和蛋白质存在较明显的差异：杂种的SOD、COD的酶带表现为偏父本甘蓝型;杂种的EST的酶带表现为偏母本油菜型;杂种的蛋白质电泳表现为不仅具有双亲的特征蛋白带,也有其自身特征蛋白带。     

蛋白质组学研究揭示的甘蓝型油菜非生物胁迫应答机制

油菜(Brassica napus L.)是我国的主要油料作物之一,在生长发育过程中经常受到干旱、高温、高盐和营养缺乏等非生物胁迫。这些胁迫通常会阻碍油菜的生长发育,导致品质和产量下降。近年来,快速发展的高通量蛋白质组学技术为揭示油菜胁迫响应分子机制提供了新线索。本文综合分析了油菜不同组织/器官(如:叶片、根、下胚轴和种子)在响应盐、高温、干旱、草酸和缺素(磷、硫和硼)等逆境过程中675种蛋白质的丰度变化特征,揭示了其胁迫应答机制,主要包括:(1)通过G蛋白介导的信号通路感知与传递胁迫信号;(2)通过改变参与糖类与能量代谢相关酶的丰度调节代谢水平;(3)通过叶绿素合成的变化调节光合作用;(4)调节转录因子、蛋白质合成与命运相关蛋白质的丰度,从而在转录、翻译以及翻译后修饰等水平上应答逆境;(5)通过调节膜联蛋白、V型H+-ATP酶等质膜蛋白质,促进细胞内物质吸收与转运;(6)通过细胞骨架动态重塑保持正常细胞结构;(7)利用调节抗氧化酶系统清除活性氧,并通过合成多种防御物质减轻细胞受到的伤害。本综述为解析油菜逆境应答网络体系中的关键调控及代谢通路的变化提供了重要信息。     

北京地区油菜软腐病病原菌的鉴定

摘要:【目的】确定引发北京地区油菜［Brassica campestris L．ssp．chinensis (L.) Makino var． communis Tsen et Lee］软腐病的病原。【方法】结合病原菌形态、BIOLOG 及生理生化、16S rＲNA 基因序列及亚种IGS区特征分析,对从北京大兴和通州区油菜软腐病样中病原菌进行生物学鉴定。【结果】分离的40 个菌株均能引发 油菜软腐病,但分别为胡萝卜果胶杆菌(Pectobacterium carotovorum) 的2个不同亚种,其中13株为P．carotovorum subsp．carotovorum(Pcc),另27株为P．arotovorum subsp． brasiliensis(Pcb)。接种白菜(Brassica campestris L．ssp．pekinensis)致病力测定分析表明,亚种内、来源相同与16S rRNA基因序列相同的菌株间均存在明显的致病力分化。【结论】Pectobacterium carotovorum subsp．carotovorum和Pectobacterium carotovorum subsp. brasiliensis是引发北京地区油菜软腐病的致病菌,后者为首次报道能引起白菜类蔬菜软腐病的常见致病菌。     

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。     

芥菜型油菜与海甘蓝属间杂种的获得与鉴定

通过常规杂交,结合胚胎挽救方法,获得“泸州四棱油菜”(Brassica juncea(L.)Coss.)与海甘蓝(Crambe abyssinica Hochst.ex R.E.Fries)的属间杂种,杂种的诱导率为2.1％。杂种F_1形态分别倾向于双亲之一或介于双亲之间,后期发育延迟,叶子皱缩。F_1的花粉大小变幅很大,同时还具有父本的4沟花粉类型,占10％～15％;花粉育性很低,通过荧光素二醋酸酯(FDA)测定,有活力的花粉平均为18.5％。F_1体细胞染色体数为63,介于双亲染色体数之间,花粉母细胞具有63~I。采用聚丙烯酰胺垂直凝胶电泳,杂种F_1代的同工酶具有父本的特征酶带,这进一步说明杂种的正确性。     

油菜油脂研究进展

油菜（Brassica napus）是世界范围内重要的油料作物,是植物油脂的第三大来源,其种植面积和总产量在油料作物中占有相当大的比例。我国油菜品种油脂含量普遍较国外低2—5个百分点,而油脂含量每增加1个百分点对产油量提高的贡献,相当于菜籽产量提高2．5个百分点。因此提高油菜油脂含量是解决油菜生产效益低的重要途径之一。本文综述了油菜油脂研究的状况,包括油脂积累的遗传学基础、油脂合成途径和调控、油脂含量的QTL定位及油脂含量与品质性状的遗传相关性,同时展望了油菜油脂研究前景,以期为油菜油脂含量的品种改良提供科学指导。