基因组原位杂交辨别芸薹属异源四倍体AA、BB、CC基因组研究

利用基因组原位杂交（GISH）技术，以标记的白菜型油菜（AA，2n=20)的基因组总DNA）为探针，分别同芥菜型油菜（AABB，23n=36）和甘蓝型油菜（AACC，2n=38)的中期染色体和间期核杂交，结果芥菜型油菜有20条染色体表现大而明亮的杂交信号，其它染色体上信号很弱或无，可以区分A、B基因组，甘蓝型油菜染体上表现有38个信号，A、C基因组不能分区分开来。以黑芥（BB,2n=16）的基因组总DNA为探针与埃塞俄比亚芥（BBCC，2n=34）的中期染色体和间期核杂交，16条染色体上显示明显的杂交信号，其它染色体上信号很弱，说明在长期的进化过程中，芸薹属中BB与AA和CC基因组间分化程度较大，而AA与CC基因组分化较小，基因组原位杂交表明最强的信号多集中分布于着丝粒区，本文讨论了这种分布的可能原因。     

芸薹属作物的气孔保卫细胞叶绿体数

众所周知,甘蓝型油菜(Brassica napus,AACC,2n=38)、芥菜型油菜(B.juncea,AABB,2n=36),和埃塞俄比亚芥(B.carinta,BBCC,2n=34),是由芸薹属的3个二倍体种白菜(Bcampestris,AA,2n=20)、甘蓝(B.oleracea,CC,2n=18)和黑芥(B.nigra,BB,2n=16)相互杂交后产生的双二倍体。二倍体种与双二倍体种的鉴定,主要是采用计数细胞中染色体数目的方法。染色体计数法程序较复杂,技术性较强,当需要快速、准确地鉴定大量材料时,就不便应用了。叶     

新疆野生油菜的初步研究

新疆是我国芥菜型油菜两个集中产区之一。芥菜型油菜(Brassica juncea)系由染色体组型为AA,n=10的基本种I-白菜型油菜(Brassica campestris L.)和染色体组型为BB,n=8的基本种Ⅱ-黑芥(Brassica nigra L.)在自然条件下进行种间杂交,经自然加倍形成的异源四倍体油菜,其染色体组型为AABB,染色体数n=18。     

甘蓝型油菜亚倍体(2n = 30)后代 的染色体及基因组组成分析

甘蓝型油菜亚倍体(2n = 30)与白菜杂交后代的染色体数目为2n = 22、24～28、31,自交后代的染色体数 目为2n = 30～36。对此亚倍体自交后代进行扩增片段长度多态性(AFLP)指纹分析并按照类平均法(UPGMA)进 行聚类分析,它们被明显分为甘蓝型油菜类( Ⅰ)和白菜及白菜型油菜类( Ⅱ)两类。Ⅰ类植株基因组组成与甘蓝 型油菜相似, Ⅱ类植株则与白菜及白菜型油菜相似。在花粉的可染性、单角结实率和单株结角率等性状上, Ⅱ类植 株较Ⅰ类植株表现更好。据此推测白菜型后代是由A基因组染色体和与A基因组同源性较高的部分C基因组染 色体的配子结合而产生。     

新疆野生油菜、黑芥、芥菜型和白菜型油菜酸性磷酸化酶同工酶的比较研究

本文采用淀粉凝胶平板电泳法,对新疆野生油菜、黑芥、芥菜型油菜和白菜型油菜芽期的酸性磷酸化酶同工酶进行比较研究。结果表明:(1)新疆野生油菜与黑芥的同工酶谱有明显的差别,各条带的迁移率也不相同,酶谱相似度指数极小,(2)从酶谱带的数目、宽窄、迁移率和酶谱相似度指数分析,芥菜型油菜与新疆野生油菜亲缘关系最近,与白菜型次之,而与黑芥最远。新疆栽培芥菜型油菜可能起源于新疆野生油菜。     

芸薹属种子贮藏蛋白质组分的比较研究

对组成芸薹属3个基本种和3个复合种的种子贮藏蛋白亚基组成进行了SDS-PAGE比较分析,结果表明:不同种间的种子贮藏蛋白具有一定的差异,表现出丰富的多态性;6个种共有24条亚基带,并各自具有特征蛋白谱带。利用贮藏蛋白亚基条带的信息,分析了种间的蛋白相似度,并进行了聚类分析。供试材料分为两类:Ⅰ类为白菜型油菜、甘蓝与甘蓝型油菜;Ⅱ类为黑芥、芥菜型油菜和埃塞俄比亚芥。     

植物异源多倍体中特定染色体组的剥离与重建

由于异源多倍体物种的进化时间久远,难以知晓确切的二倍体亲本,现在推测的自然界现存二倍体种又经历过独立的演化,因此,通过特定的实验方法从天然的异源多倍体物种中剥离出特定染色体组并重建异源多倍体的基本种,将为研究异源多倍化过程中祖先基因组的遗传与互作提供独特的材料。现已通过不同的杂交策略,从异源六倍体普通小麦和异源四倍体种甘蓝型油菜中成功重建它们的一个基本种。例如以人工合成的芸薹属异源六倍体（如埃塞俄比亚芥与白菜杂交的AA.BBCC)为桥梁,其中的C染色体组被选择性的丢失后产生的芥菜型油菜（AA.BB）与埃塞俄比亚芥杂交形成的杂种（BBAC）自交后便可重建黑芥(BB)祖先种;将四倍体与二倍体种之一杂交后形成的同源异源六倍体（如AAAACC）连续自交,使处于同源四倍体状态的染色体组（A）快速丢失而重建另一个二倍体基本种（CC）。     

油菜远缘杂交的遗传育种研究Ⅱ．甘蓝型油菜与芥菜型油菜杂交的亲和性及其杂种一代

甘蓝型油菜与芥菜型油菜杂交亲和性的研究结果表明，影响杂交亲和性的因素有杂交亲本、杂交组合方式和生态环境，芥菜型油菜作母本杂交亲和性高于甘蓝型油菜作母本的组合，昆明夏繁配组的甘芥杂交亲和性比长沙春季配组显著提高。芥甘杂种一代形态发育特性和种子油中主要脂肪酸含量多介于双亲之间，株高、分枝数、花期、棕榈酸和花生烯酸含量有超亲优势。芥甘杂种一代自交结荚结实差，作母本与甘蓝型油菜回交结荚率约２５％，与自由授粉相当，但平均每荚粒数比自由授粉增加约５０％；与芥菜型油菜回交和白菜型油菜杂交的结实性不如与甘蓝型油菜回交。     

芥菜型油菜A9染色体BAC物理图谱构建及比较基因组分析

为获得高精确度的芥菜型油菜A9染色体物理图,本研究利用定位在A9染色体上的标记对芥菜型油菜BAC文库进行三维混合PCR筛选,共得到阳性BAC 3200个;构建了由16个重叠群、5个单拷贝组成的芥菜型油菜A9染色体物理图谱。根据最小路径原则挑选代表整个物理图的种子BAC 435个,并进行双末端测序,得到质量良好的序列862条;按照BAC平均插入片段为126 kb,可知所有重叠群累积达52.08 M,覆盖A9染色体的1.37倍。利用BLAST软件(按参数值E1e-10)将种子BAC末端序列比对到白菜和甘蓝型油菜A9染色体假分子上,结果显示该物理图谱分别覆盖了36.4、31.0 Mb的物理距离,相当于全基因组组装长度的93.9%、91.8%;在862条BESs中,分别有702条(81.40%)定位在白菜A9染色体上,646条(74.9%)定位在甘蓝型油菜A9染色体上,表明芥菜型油菜A9染色体同白菜A9染色体同源性高于甘蓝型油菜A9染色体;芥菜型油菜A9染色体同甘蓝型油菜A9染色体,相对白菜A9染色体6413031~7827177、14856710~18458808的位置发生了两处相同的分别长为1.4、3.6 Mb的倒位,白菜和芥菜型油菜A9染色体相对于甘蓝型油菜15676847~16064302的区域存在长为0.98 Mb的插入片段,该区域位于前述的倒位区域,而且与预测但未组装出的甘蓝型油菜着丝粒位置一致。     

甘蓝型油菜与芥菜型油菜种间杂交研究(摘要)

利用甘蓝型油菜品种32个,芥菜型油菜品种18个.并配制了甘蓝型油菜×芥菜型油菜杂交组合88个,芥莱型油莱×甘蓝型油菜杂交组合36个.研究结果表明:甘蓝型油莱×芥菜型油菜的可交配性较低,虽然杂交结角率高达49.87%,但受精指数为4.28,可交配指数为0.47.即仅有大约1/10的受精胚珠能发育成熟或接近成熟.母本不同,可交配性亦差异显著.已从中筛选出每角受精胚珠数接近10和平均可交配指数高于1的甘蓝     

甘蓝型油菜NBS-LRR基家族的鉴定及密码子偏好性分析

NBS-LRR（nucleotide binding site and leucine rich repeat）是庞大且复杂的基因家族,对植物的抗病性具有非常重要的作用。为深入了解甘蓝型油菜NBS-LRR基因家族,合理开发利用基因资源,对甘蓝型油菜（Brassica na?pus L.）及相关物种的NBS-LRR基因进行了生物信息学分析,包括基因家族鉴定、系统进化分析、保守基序、基因结构、染色体定位以及密码子偏好性分析等。以拟南芥为参考,在甘蓝型油菜中鉴定到463个NBS-LRR基因家族成员,根据结构域将其分成TIR-NBS-LRR 和CC-NBS-LRR 两类,再分别细分为4 和8 个亚组。19 条染色体均有NBS-LRR基因,其中ChrC09上分布最多,达到53个;NBS-LRR基因以基因簇形式存在居多,可推测抗病基因NBSLRR发生了大规模片段复制。分析5个物种（甘蓝、白菜、甘蓝型油菜、水稻和拟南芥）的NBS-LRR家族基因密码子 偏好性,结果发现,甘蓝型油菜抗病基因有效密码子数范围与甘蓝（B. oleracea L.）更加相近。然后进一步对甘蓝型油菜和白菜（B. rapa L.）与甘蓝的共线直系同源关系进行偏好性分析,并获得相同发现,推测甘蓝型油菜可能和甘蓝在抗病基因密码子的使用偏好上更为相似。     

油菜细胞质雄性不育与线粒体基因组的研究进展

芸薹属植物作为十字花科经济价值最大的属种，不仅包含甘蓝型油菜、芥菜型油菜等油料作物，而且还包括白菜、甘蓝、芥菜等十字花科蔬菜。细胞质雄性不育作为杂种优势利用的重要途径之一，为芸薹属植物杂交育种提供了简单、高效的制种途径。近年来，在油菜中已经发现和报道的细胞质雄性不育胞质类型已有十余种，很多不育胞质的线粒体基因组测序工作已经完成。目前，对不同细胞质雄性不育系不育基因的研究工作、线粒体基因组测序和胞质类型的分类研究都有一定的进展。本文主要对油菜不同胞质类型的线粒体基因组的测序及应用和细胞质雄性不育机理的研究进行了总结与展望。随着分子生物学和测序技术的发展，对不同胞质类型的分类和不育机理的研究将帮助我们更好地认识和利用细胞质雄性不育。     

芸薹属远缘杂交试管苗快繁培养基的优化

为了优化芸薹属远缘杂交试管苗的快繁培养基,探讨基因型、培养时间等因素对试管苗分化率的影响,实验对甘蓝型油菜与甘蓝以及白菜型油菜与甘蓝两种远缘杂交方式的试管苗,在10种添加了不同浓度的6-BA和NAA的培养基上进行快繁培养。采用SAS软件对培养后第20d和第30d的分化率进行分析处理,结果如下：（1）白菜型油菜与甘蓝5个杂交组合间,以及白菜型油菜与甘蓝、甘蓝型油菜与甘蓝两种杂交类型间的试管苗分化率无显著差异;除甘蓝型油菜与甘蓝杂交的试管苗在培养第30d时的分化率无显著差异外,其它情况下培养基间的诱导分化率差异均达到显著或极显著水平;（2）添加3.0 mg&;#8226;L-1 6-BA（6-苄基嘌呤）和0.2 mg&;#8226;L-1 NAA（萘乙酸）的MS培养基对试管苗的诱导分化效率显著或极显著高于其它快繁培养基;（3）不同培养基培养的试管苗在培养20d和30d时的分化率呈高度正相关,但前20d的日平均分化率显著高于20~30d的日平均分化率。     

欧洲野生甘蓝的核质遗传多样性和群体遗传结构分析

为了解欧洲野生甘蓝遗传背景,以栽培甘蓝、甘蓝型油菜和白菜型油菜作对比,对引进的7个生态地理群体共80份野生甘蓝材料进行了核质遗传多样性和群体遗传结构分析。利用10对特异性SSR引物分析叶绿体基因组多样性,获得8个差异性标记,将参试94份材料划分为3类,即甘蓝（含栽培和野生甘蓝）、甘蓝型油菜和白菜型油菜;包括6种单倍型,其中野生甘蓝2个,甘蓝型油菜3个,白菜型油菜1个。利用6对SRAP引物对核基因组多样性进行分析,获得75个多态性标记;聚类及遗传结构分析表明7个野生甘蓝群体中,F、D、G三个群体聚为独立的亚类,E群体大部分单株归于G亚类。其它3个群体A、B、C则相互混杂在一起。野生甘蓝群体Nei’s基因多样性指数（H）和Shannon’s 指数（I）分别为0.301 3和0.461 1。分子方差分析(AMOVA)表明野生甘蓝以群体内变异为主,占80%;群体间变异仅占20%。结果显示引进的野生甘蓝群体核质遗传多样性丰富。     

芸薹属油菜种质资源抗(耐)菌核病、病毒病的鉴定

芸薹属油菜种质资源抗(耐)菌核病、病毒病的鉴定结果表明:1.抗菌核病的基因主要存在于B和C染色体组,抗芜菁花叶病毒(TuMV)的基因主要存在于C染色体组。2,农艺性状与抗菌核病性存在相关;B.campestris有效分枝点高度、B.carinata的株高、有效分枝点高度与抗性指标RRA分别呈显著和极显著正相关,B.juncea二次有效分枝数与RRA呈显著负相关,B.napus的上述性状与RRA相关不显著。3.油菜单株产籽量和产油量随病情加重而下降,达显著或极显著程度。     

甘蓝型油菜SERK基因家族的鉴定与系统进化分析

体细胞胚胎发生类受体激酶（somatic embryogenesis receptor-like kinase，SERK）与植物体细胞胚发生，尤其是与植物非生物逆境胁迫响应有关。为鉴定甘蓝型油菜中BnaSERK基因家族成员、揭示其进化关系及其与油菜盐/旱胁迫的响应，利用生物信息学方法对甘蓝型油菜品种中双11的SERK家族成员、基因结构、进化关系、选择压力等进行系统分析，并初步分析了部分BnaSERK基因在盐/旱胁迫下的表达响应模式。结果表明：在甘蓝型油菜基因组共鉴定到24个BnaSERK基因，它们不均等地分布在15条染色体上，可分为3个亚族，具有相对保守的基因结构和保守基序，且含多种与激素和非生物胁迫响应相关的顺式作用元件。共线性分析表明，甘蓝型油菜和拟南芥、白菜、甘蓝分别有14对、44对和32对基因表现出共线性。基于比较基因组学研究，甘蓝型油菜BnaSERK基因在经历多倍体化之后，出现了不同程度的丢失现象。分析表明，BnaSERK基因家族在芸薹属物种间的进化相对保守。盐/旱胁迫下的5个BnaSERK基因在叶片中的表达模式分析结果显示，BnaA07g29610D、BnaC01g43240D、BnaCnng07810D基因在盐胁迫下表达量上调，而BnaA01g23070D、BnaA07g23390D基因则表现为下调；BnaA07g23390D、BnaA07g29610D基因在干旱胁迫下表现为上调表达，而BnaC01g43240D、BnaCnng07810D、BnaA01g23070D基因呈下调趋势。表明BnaSERK基因可能在油菜响应盐/旱胁迫的调控机制中发挥着重要作用。     

3种类型油菜对干旱胁迫的生理响应

为了解芸薹属亚种间抗旱差异，选育抗旱材料，以3种类型油菜（甘蓝型油菜Q2、芥菜型油菜新油9号、白 菜型油菜L14）为实验材料，采用盆栽控水法，测定干旱胁迫下油菜叶片光合参数、叶绿素荧光参数、水分等生理生 化指标，研究3种类型油菜对干旱胁迫的生理响应和抗旱机制。结果表明：随着干旱胁迫的加重，三个不同油菜品 种抗旱指标存在差异，其叶片的总生物量、离体叶片失水速率（RWL）、叶片相对含水量(RWC)，叶绿素荧光参数及气 体交换参数呈降低趋势，其中新油9号的光合系统受到的影响最小，Q2的光合系统受损最严重；根冠比、丙二醛 （MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）呈升高趋势，其中L14的SOD、POD活性在所有植物中升幅最 大，干旱下分别为胁迫前的2.92、4.14倍。此外，3种类型油菜各有机溶质的积累量存在较大的差异，Q2和新油9号 积累最多的是脯氨酸（Pro），分别增至原来的12.37、6.60倍，L14则积累较多的可溶性蛋白（SP），增至原来的6.55倍。 隶属函数法分析得出抗旱性强弱顺序为：芥菜型油菜新油9号>白菜型油菜L14>甘蓝型油菜Q2。综上表明：油菜可 以通过生长调节、光合抑制调节、活性氧代谢调节和渗透调节4种途径共同作用来响应干旱胁迫。