中国大豆遗传资源的分析研究——Ⅱ.不同栽培区大豆品种若干子粒性状

分析了中国大豆遗传资源子粒性状的特点,指出中国大豆品种以黄种皮、黄子叶、椭圆形、中小粒为主体。子粒生态分布特点的分析表明,东北春大豆以黄种皮、圆粒椭圆粒、大粒和中粒为主,黄河中下游的大豆有较多的小粒、黑种皮、长椭圆及肾形粒品种,长江下游是我国极大粒、特大粒大豆资源最丰富的地区,青豆比例也较高。     

细胞分裂素对甘蓝型油菜种皮色泽形成的影响

以3对遗传背景相同的甘蓝型黄籽和黑籽油菜为材料,研究甘蓝型油菜种子发育过程中內源细胞分裂素(ZR)、各种色素、色素合成相关酶活性的动态变化及其相互关系,并以外源细胞分裂素类物质(6-BA)加以验证,结果表明,相同遗传背景下的黄籽油菜种子的ZR含量较黑籽油菜高,花后27 d比黑籽高4~5倍; 在甘蓝型黄籽油菜种子发育前期(27 d阶段)种子中细胞分裂素含量越高其成熟种子色泽就越浅; 种子的ZR含量与种皮中类黄酮、花色素、黑色素含量显著负相关,与多酚含量显著正相关,与酪氨酸酶显著负相关,与苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶无显著相关性; 施用外源细胞分裂素6-BA (50 mg L^–1)可显著提高黄籽油菜黄籽度,明显降低甘蓝型油菜种皮中黑色素、花色素、类黄酮含量,对黑籽种皮的多酚含量无显著影响,但可增加黄籽种皮多酚含量; 6-BA处理可降低油菜种皮中酪氨酸酶、苯丙氨酸解氨酶活性,对多酚氧化酶活性无显著影响。表明细胞分裂素可减缓甘蓝型油菜种皮各色素合成,从而影响黄籽油菜色泽;该过程可能是通过调控色素合成的相关酶活性来实现的。     

芥菜型油菜4-二氢黄酮醇还原酶基因的克隆和表达分析

利用同源克隆方法, 在芥菜型油菜中克隆了DFR基因。在DNA和cDNA中扩增的DFR基因大小分别为 1 612 bp和1 214 bp。该基因含有5个内含子, 开放阅读框为1 158 bp, 预计编码385个氨基酸, 预测分子量为42 886.0 Da, 推测的等电点为5.54。DFR基因在芥菜型油菜紫叶芥和黑籽近等基因系的叶片、胚和种皮中都表达, 在四川黄籽中只在叶片和胚中表达。DFR基因在四川黄籽种皮中不表达, 导致种皮中花色素和原花色素不能合成, 从而种皮透明, 形成黄籽, 因此DFR基因是油菜种皮颜色形成途径中一个关键基因。本研究为利用该基因与种子、种皮特异启动子构建反义表达载体或RNAi载体, 阐明油菜种皮颜色形成的分子机理和创造黄籽油菜新种质奠定了基础。     

芸苔属主要油料作物黄籽性状分子遗传研究进展

油菜黄籽性状由于较好的营养和加工品质,得到现代油菜育种越来越多的重视,正逐渐成为油菜育种的重要目标.本文主要从芸苔属3个主要油料作物黄籽性状的遗传规律、基因定位和比较基因组学研究进展进行综述.在黄籽性状遗传方面,白菜型油菜、芥菜型油菜的遗传模式己基本清楚,由两对隐性基因控制,而甘蓝型油菜由于黄籽基因来源不同,存在多种遗传模式.在黄籽基因的定位方面,白菜型油菜、芥菜型油菜均已筛选到多个与黄籽性状紧密连锁的分子标记,并成功转成适合大规模筛选的SCAR标记,为分子标记辅助育种奠定了基础.甘蓝型油菜中也获得一些与黄籽性状紧密连锁的分子标记,并应用于分子标记辅助育种,但由于黄籽来源的不同,这些标记缺少通用性.在比较基因组学方面,根据拟南芥的相关种皮颜色基因,在白菜型油菜、芥菜型油菜、甘蓝型油菜中已克隆出一些与种皮颜色合成有关的基因,这些基因的克隆为油菜色素合成途径和通过转基因创造新型黄籽油菜研究奠定了基础.     

芥菜型油菜PAP1基因的克隆与表达分析

花青素是导致芥菜型油菜叶片颜色差异的重要物质,PAP1基因是花青素合成途径中的一个关键转录调控基因.本研究利用同源克隆技术,以不同叶色芥菜型油菜为材料,根据同源性较高的白菜PAP1基因序列设计引物,克隆芥菜型油菜PAP1基因序列.芥菜型油菜PAP1基因的基因长度在1348～1669 bp,编码序列长744～753 bp,包括3个外显子和2个内含子区域.PAP1蛋白包括两个MYB结合域,分别位于第9～59和62～110氨基酸.进化分析表明芥菜型油菜PAP1基因与白菜和芜菁具有较高的同源性,与拟南芥亲缘关系较远.对比不同叶色芥菜型油菜基因序列发现,紫叶芥和红叶芥PAP1基因的编码区序列无差异,但编码的蛋白质与绿叶芥有22个氨基酸差异,定量PCR分析表明PAP1基因及其调控的下游基因如DFR、TT19等在绿叶芥油菜中表达水平较低,上述差异可能导致了芥菜型油菜叶色的差异.本研究为探究不同叶色芥菜型油菜的可能形成机制及遗传改良提供参考.     

芥菜型油菜TT1基因的克隆和SNP分析

拟南芥的TT1基因(编码含有WIP结构域的锌指蛋白)对种皮的发育和颜色的形成具有重要的调控作用。本研究利用同源克隆和RACE技术分离了芥菜型油菜TT1基因,在芥菜型油菜黄黑籽材料的种皮中进行转录水平的分析,比较了黑籽油菜与黄籽油菜基因序列的差异,并采用等位基因特异(allele-specific)PCR技术对可能存在的单核苷酸多态位点进行验证。结果表明,芥菜型油菜TT1基因的DNA序列全长为2197bp,包含1个内含子,与甘蓝型油菜TT1-1基因的DNA序列的相似性为99%,与拟南芥的TT1基因DNA序列的相似性为85%;推导的TT1蛋白序列为300氨基酸残基,理论分子量为33.97kD,等电点为6.99;TT1在所有材料的种皮中均检测到表达;比较紫叶芥、四川黄籽、NILA和NILB的TT1基因序列,共发现8个核苷酸变异位点,均在基因的外显子区域,其中紫叶芥和NILA的序列相同,四川黄籽和黒籽近等基因系NILB的序列相同。与紫叶芥相比,黒籽近等基因系NILB有8个核苷酸差异,但种皮颜色与紫叶芥一样,均为黑色,TT1基因这些位点的突变并不影响芥菜型油菜种皮的颜色。通过等位特异PCR可以区分来自四川黄籽与紫叶芥的TT1基因。     

不同基因型油菜锌效率机理Ⅰ ——耐低锌油菜基因型苗期筛选指标研究

采用营养液培养试验比较了低锌营养下芥菜、白菜、甘蓝型3个油菜(Brassica napus L.)品种幼苗的生物量，抗氧化酶活性，根系活力，叶绿素含量及对锌的吸收、利用差异。试验结果表明，3个油菜品种由于基因型不同，在耐低锌营养能力方面存在显著性差异。在低锌时(10-6mol/L Zn2+)，幼苗植株地上部干重以芥菜型>甘蓝型>白菜型，地上部干重分别较无锌对照处理增加17.8%(芥菜型)、9.9%(白菜型)、3.3%(甘蓝型)。芥菜型叶CAT、POD、SOD活性，叶绿素含量及根系活力也明显高于甘蓝型和白菜型油菜。锌积累量及锌利用率也以芥菜型远远大于其它2个品种，锌素利用效率分别为12.3%（芥菜型），8.0%(白菜型)，4.9% (甘蓝型)。苗期油菜叶CAT、POD、SOD等抗氧化酶活性、叶绿素含量及根系活力可以作为筛选耐低锌营养油菜基因型的评价指标之一。     

芥菜型油菜BjuB.KAN4基因调控类黄酮的途径

MYB类转录因子KAN4有调控植物原花青素合成的功能。为了探究芥菜型油菜中MYB转录因子KAN4对原花青素合成的调控机理,本研究以芥菜型油菜紫叶芥为实验材料,克隆了一个BjuB.KAN4基因,编码266个氨基酸,BjuB.KAN4蛋白包含一段高度保守的MYB-like DNA结合结构域,属于1R-MYB转录因子家族成员。基因表达分析表明, BjuB.KAN4在根中表达量显著高于叶和茎中, GUS组织化学染色分析试验推测,该基因可能在根茎叶的维管组织中表达。利用毛状根体系过表达BjuB.KAN4发现,类黄酮合成途径的部分关键酶基因Bju.CHS和Bju.DFR等的表达量在紫叶芥和四川黄籽的转基因根系中均显著增加,紫叶芥转基因根系中总黄酮含量为2.798 mg g~(-1),是对照组的1.3倍,四川黄籽中总黄酮含量为2.567 mg g~(-1),是对照组的1.2倍。在拟南芥中异源表达BjuB.KAN4发现,转基因植株总黄酮含量为0.237mgg~(-1),是野生型的1.5倍,原花青素含量为0.363mgg~(-1),较野生型含量下降。本研究表明,BjuB.KAN4基因参与调控芥菜型油菜类黄酮合成,为研究芸薹属植物原花青素合成的调控机理提供了参考。     

西藏野生油菜与栽培油菜遗传资源比较分析

主要对西藏栽培油菜与野生油菜遗传资源的表型性状、抗寒性、含油率、熟期和千粒重做了比较分析.结果表明:野生芥菜型油菜种质资源子叶类型最为丰富;野生芥菜型油菜和野生白菜型油菜以宽萼片为主,栽培芥菜型和栽培白菜型油菜以中萼片为主;野生白菜型油菜的抗寒性强于其他油菜,栽培芥菜型油菜抗寒性较栽培白菜型和野生芥菜型好;野生白菜型油菜和野生芥菜型种质资源的含油率大多超过40％,野生油菜种质资源含油率高于栽培油菜含油率;在山南和日喀则,无论是野生型油菜种质资源,还是栽培型油菜种质资源,除极早熟外分布有不同熟期的油菜类型;千粒重大于5 g的种质资源中,野生白菜型和栽培芥菜型油菜所占比重较大.野生芥菜型和栽培白菜型油菜的千粒重以1～5 g的居多,而千粒重小于1 g的种质资源分布在野生芥菜型和栽培白菜型油菜中;野生油菜的成熟期比栽培油菜要早20～40 d.     

油菜及其近缘种种子萌发期耐盐碱性差异

为了明确甘蓝型油菜、白菜型油菜、芥菜型油菜、白芥和芸芥种子萌发期的耐盐碱性差异,分别采用0（CK）、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%和1.5%的NaCl溶液和0（CK）、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%和0.6%的NaHCO₃溶液进行萌发期胁迫处理,测定了发芽势、发芽率和发芽指数的变化规律。结果表明：不同浓度NaCl溶液处理,油菜及其近缘植物的平均发芽率依次为芥菜型油菜（71.7%）>甘蓝型油菜（64.0%）>白芥（62.4%）>白菜型油菜（48.4%）>芸芥（30.6%）。当NaCl的浓度为1.0%时,芥菜型油菜的发芽率最高,为91%,芸芥最低,仅有2%。不同浓度NaHCO₃溶液胁迫下,5种植物的平均发芽率依次为白芥（85.3%）>甘蓝型油菜（84.3%）>白菜型油菜（59.1%）>芸芥（42.9%）>芥菜型油菜（34.3%）。当NaHCO₃溶液浓度为0.4%时,白芥的发芽率最高,为95%,而芥菜型油菜最低,为0。综上,芥菜型油菜对NaCl胁迫的耐性最强,白菜型油菜和芸芥对NaCl胁迫的耐性差;白芥和甘蓝型油菜对NaHCO₃胁迫的耐性强,而芥菜型油菜对NaHCO₃胁迫的耐性较差。可见,在油菜种植区改良盐渍化土壤,中性盐渍化土壤最好选用芥菜型油菜,偏碱性盐渍化土壤可以选用白芥或甘蓝型油菜。     

甘蓝型油菜种皮黑色素形成机理的研究

甘蓝型油菜在种子发育过程中种皮中黑色素含量与多酚和游离酪氨酸呈极显著或显著负相关. 提纯后黑色素的HPLC分析结果表明黑籽和黄籽油菜种皮黑色素的组成相同. 在种子发育后期, 种皮黑色素的增加速率(0.255)与游离酪氨酸(0.071)和多酚(0.208)含量的下降速率之和(0.279)相近, 说明黑籽油菜中黑色素是以游离酪氨酸和多酚为前体     

甘蓝型油菜种皮色泽相关基因的cDNA-SRAP差异显示

为探寻甘蓝型油菜黄黑籽之间的种皮色泽表达差异的分子基础,探索cDNA-SRAP差异显示的可行性,选用培育7年的重组自交系群体（RILs）,根据群体分离分析法（bulked segregant analysis,BSA）构建了种子的RNA混合池,利用cDNA-SRAP法进行了差异显示研究。996对SRAP引物组合扩增出2 100条带,2次扩增重复率为65.2%,其中在黄黑籽材料之间重复稳定出现的差异片段有12条,长度在100~300 bp之间。选择其中7条差异片段,进行回收、克隆和测序,发现2个片段分别与拟南芥的NAD+ADP核糖转移酶及小肽转移蛋白3具有很高的同源性。结果表明,利用SRAP方法可以对甘蓝型油菜cDNA混合池进行差异显示研究,2条差异片段可能与甘蓝型油菜的种皮色泽基因表达相关。     

芥菜型油菜黄籽性状的遗传、基因定位和起源探讨

油菜种皮颜色既是一个形态指示性状, 又与种子休眠和品质有关。以芥菜型油菜种皮颜色分离的2个BC₆F₂群体为作图群体,用微卫星(SSR)等标记进行连锁定位, 并用定位标记对22份材料进行关联分析, 通过反转录-聚合酶链反应(RT-PCR)分析12份材料种皮中4-二氢黄酮醇还原酶(DFR)、花色素合酶(ANS)和花色素还原酶(ANR)基因的表达, 对6份黄籽材料的种皮颜色基因等位性进行测定, 结果将芥菜型油菜控制种皮颜色的2个基因位点分别定位到A9和B3连锁群, 并找到其两侧紧密连锁标记, 发现黄籽材料种皮颜色基因位点附近0.9 cM和1.5 cM区域高度保守, 所有黑色种皮中DFR、ANS和ANR基因均表达, 所有黄色种皮中DFR和ANS均不表达,但ANR基因表达或不表达,黄籽材料的种皮颜色基因等位。根据这些结果结合前人研究, 认为芥菜型油菜种皮颜色基因是调控基因,黄籽为单一起源。     

甘蓝型黄籽油菜遗传分类及遗传多样性研究

黄籽油菜的遗传研究是实现油菜籽粒高含油量且饼粕低纤维素、低单宁、低色素等育种目标的重要途径。为了对不同来源的黄籽油菜进行遗传分类和多样性研究,对黄籽材料进行遗传等位性测验及聚类分析。结果表明,经过遗传测验,按照相互杂交F1、F2粒色是否分离将11份黄籽材料分为5组,‘油研10’、CZV55、E718、Arm为一组,为一般显性遗传;Q33、D615为一组,为不完全显性遗传;2006C、X2006、740C为一组;Polo为一组;HY15为一组,后3组为一般隐性遗传。但是,2006C、‘油研10’等的黄籽性状的遗传根据杂交测验亲本的不同而呈现显性或隐性的变化。依据SSR标记检测结果进行聚类分析,将35份黄籽材料分为甘蓝型油菜、白菜型、芥菜型三大组。甘蓝型油菜又可再分为8个亚组,各自代表材料有2006C和740C、油研系统、Q33;法国Ramiro、陕西的GQ4、源自加拿大的Arm、prof;源自波兰的Polo等。不同材料按照系谱关系、育种单位、地理来源聚集在一起。研究结果为黄籽油菜杂种优势利用奠定理论基础。     

Inheritance of resistance to the papaya ringspot virus-watermelon strain from two different accessions of winter squash Cucurbita maxima Duch.

Researchers have conclusively shown that Sinapis alba (commonly known as yellow mustard) has many agronomic traits which would be beneficial if transferred to rapeseed ( Brassica napus L.). S. alba is resistant or tolerant to all major insect pests of Brassica crops in the Pacific Northwest region of the United States of America. It is also tolerant of high temperatures and drought stress, is shatter resistant and capable of high seed yield without the need for insecticides and herbicides. However, S. alba is considerably lower in oil content and lacks the high oil quality and seed meal quality of rapeseed (i.e. canola). This paper describes a combination of ovary culture and embryo rescue techniques used to develop fertile hybrid plants from the intergeneric cross between S. alba and B. napus . The hybrids were intermediate between both parents for presence of trichomes, leaf shape and color, seed size, pod shape, and seed oil content; showing expression of traits from both parental species. Hybrid plant tissue and seed contained all types of glucosinolate that exists in either B. napus or S. alba, at the same or higher level to the parental species. These hybrid crosses offer the potential for combining the desirable oil and glucosinolate qualities of B. napus with insect and disease resistance characters of S. alba.     

显性黄籽油菜种子特性研究

本文以甘蓝型显性黄籽油菜为材料,研究了黄籽杂交种和亲本种子特性,结果表明:(1)该黄籽与遗传背景相同的黑籽相比,皮壳率低2.68个百分点、含油量高2.01个百分点、蛋白质高1.60个百分点;黄籽杂交种的含油量比黄籽父本具有明显的杂种优势.对皮壳和胚的分析表明,黄籽皮壳中的含油量和蛋白质含量明显高于黑籽,而胚中增加较少.表明黄籽的含油量和蛋白质含量比黑籽高,主要是因为:黄籽的胚的比例增加,并且黄籽皮壳和胚中的油分含量和蛋白质含量均比黑籽高.(2)在黄籽油中,饱和脂肪酸的含量减少,不饱和脂肪酸的含量增加,其中,亚麻酸的含量增加最多.(3)黄籽与黑籽的色泽差异,主要是由于花色素和黑色素含量的差异引起,黑籽的花色素和黑色素含量分别是黄籽的4.86倍和4.24倍.     

白芥和甘蓝型油菜属间杂种后代种子结构比较

白芥具有很多优良的农艺性状,从白芥和甘蓝型油菜属间体细胞杂种后代中筛选出多个具有黄籽或趋向黄籽性状的株系,利用光学显微镜和电子显微镜技术观察它们种子的结构。回交后代种皮解剖结构与甘蓝型油菜相似,而与白芥相差较远。种皮色素主要分布在栅栏层,甘蓝型油菜和部分后代株系中有色素分布,而白芥和部分黄籽后代株系中没有色素分布。栅栏层在甘蓝型油菜中最厚,在白芥中最薄,而后代介于两者之间。回交后代和甘蓝型油菜种皮表面纹饰为网-穴状,白芥为沟槽状或水疱状。胚子叶细胞面积以白芥最小,甘蓝型油菜最大,后代介于两者之间;而蛋白体面积指数以白芥最大,甘蓝型油菜最小,后代介于两者之间。超微结构观察表明,亲本和后代蛋白体均为球状晶体蛋白体,油体有大、小两种,其大小在亲本和后代间有差异。上述结果表明,回交后代株系种子解剖结构与甘蓝型油菜相近,种皮颜色、色泽深浅和栅栏层厚度,以及胚子叶细胞大小、油体和蛋白体等受亲本白芥的影响而发生变化。