油菜种子颜色分析软件的设计与实现

为促进数字图像分析法在油菜种子颜色评价中的应用,研究开发了全自动分析软件RSCA（rape seed coloranalysis）.RSCA基于Delphi 7.0平台和BDE（Borland database engine）数据库连接技术,包含自动测量油菜种子的颜色和几何特征、颜色空间转换、色差计算和绘制颜色频率分布图（直方图）等功能.特别是全自动批量分析功能,极大地提高了数字图像分析法在油菜籽粒颜色评价中的效率.     

利用数字图像分析法评价油菜种子颜色

为了客观方便地评价油菜种子颜色,研究探索了数字图像分析评价方法.随机选取籽粒颜色不同的甘蓝型油菜30份,采用扫描仪获取种子的数字图像,通过建立色彩描述文件(ICC Profile)对图像进行颜色校正后,再运用自行编制软件"RSCA"采集种子颜色值.主要对油菜种子颜色在颜色空间RGB、CIEL*a*b*、HSB中的特征,目测颜色等级与各颜色分量的相关性进行了分析.结果表明:RGB颜色模型的R分量是一个理想的油菜种子颜色等级衡量尺度,数字图像分析法评价油菜种子颜色是可行的.     

利用数字图像分析法评价油菜种子颜色

为了客观方便地评价油菜种子颜色,研究探索了数字图像分析评价方法。随机选取籽粒颜色不同的甘蓝型油菜30份,采用扫描仪获取种子的数字图像,通过建立色彩描述文件（ICC Profile）对图像进行颜色校正后,再运用自行编制软件“RSCA”采集种子颜色值．主要对油菜种子颜色在颜色空间RGB、CIEL^＊a^＊b^＊、HSB中的特征,目测颜色等级与各颜色分量的相关性进行了分析。结果表明;RGB颜色模型的R分量是一个理想的油菜种子颜色等级衡量尺度,数字图像分析法评价油菜种子颜色是可行的。     

EMS与NaN_3对甘蓝型油菜和芥菜型油菜诱变的效果

采用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(EMS)和叠氮化钠(NaN3)分别以不同浓度和处理时间组合,对3个甘蓝型油菜品种(湘油15号、中油821、中双9号)和3个芥菜型油菜品种(金油王2号、品系153和154)成熟种子进行诱变。以未处理组为对照,比较了诱变当代(M1)种子的发芽率和子代(M2)株高、叶色、花色、种皮颜色和花粉育性等生物学性状。结果发现,随着诱变剂浓度的增加和处理时间的延长各品种(系)M1代种子的发芽率逐渐降低,且相同处理条件下芥菜型油菜的平均发芽率要低于甘蓝型油菜;在M2代中初步筛选出28个甘蓝型油菜和38个芥菜型油菜的株高、叶色、花色等性状的突变体,为今后油菜遗传改良和功能基因组学研究提供了更丰富的研究材料。     

沼液浸种对油菜种子萌发的影响

为了研究沼液浸种对油菜种子萌发的影响,应用方差分析法对沼液浸种时间(1、2、4、8 h)、沼液浓度(5%、10%、20%、40%、80%、100%)2个随机因素对油菜种子萌发过程中发芽率、芽长、根长以及单株重量的影响进行分析。结果表明:10%沼液可以显著促进油菜的发芽,过高的沼液浓度不利于油菜的发芽,100%的沼液处理2 h以及80%的沼液处理4 h较其他处理组可以获得较好的油菜生长效果。该研究表明适当的沼液浸种有利于油菜种子萌发以及萌发后的生长,但过高浓度以及较长时间的浸种对油菜种子的萌发都是不利的,该研究为沼液浸种技术在油菜种子上的应用以及沼液的处理处置提供了理论依据。     

甘蓝型杂交油菜主要性状的主成分和动态聚类分析

通过多元统计分析方法中的主成分分析和动态聚类分析法,研究2009-2010年24个杂交油菜品种的11个主要性状.结果表明:主成分分析的前3个主成分(Y1,Y2,Y3)的总贡献率为98.37％,对其继续进行基于组内平方和最小的动态聚类分析,得到唯一聚类结果,并根据不同的分类数画出不同颜色聚类图形.该方法给杂交油菜多性状的综合量化分析提供了一个新的思路.     

甘蓝型黄籽油菜RAPD和种皮色素遗传多样性

 以不同遗传背景的 14个甘蓝型黄籽油菜为材料 ,通过分析种皮内色素的种类、色素含量、蛋白质与含油量、RAPD标记等 ,研究了甘蓝型黄籽油菜资源的遗传多样性。结果表明 ,影响种皮色泽的色素主要为黑色素和花色素 ,根据其含量的不同 ,可分为高花色素类、高黑色素类和低色素类等 3个类群。其中 ,高花色素类的种子种皮花色素含量 >2 .5 4mg·g-1DW ,种子呈纯黄或橙黄色 ;高黑色素类种子的种皮色素含量 >178.4U(A2 90mm) ,种皮呈浅黑色 ,种子颜色为黑黄色 ;低色素类种子种皮的黑色素和花色素含量均较低 ,种皮半透明 ,种子部分因显现出胚的颜色而呈纯黄、绿黄或褐黄色。种子含油量为 36 .2 %～ 45 .5 %,蛋白质含量达 2 1.1%～ 2 7.7%,二者呈极显著负相关。对RAPD扩增结果进行UPGMA分析 ,发现甘蓝型黄籽油菜DNA存在着丰富的多态性 ,遗传相似系数为0 .2 5～ 0 .90 9,14个甘蓝型黄籽油菜材料可被划分为 2个类群。     

油菜种子发育早期种皮颜色的快速鉴定方法

利用香草醛与原花色素生成有色物质的原理,创建了一种简单、快捷、可靠的油菜种皮颜色鉴定方法,在授粉后15 d能准确鉴定芥菜型和甘蓝型油菜种子的种皮颜色,利于在油菜开花结束前进行黄籽性状选择.     

甘蓝型油菜GPDH基因克隆、表达分析及植物过表达载体构建

[目的]克隆甘蓝型油菜的甘油-3-磷酸脱氢酶(GPDH)基因(BnGPDH),分析其表达特性并构建植物过表达载体,为研究该基因在油菜种子三酰甘油(TAG)合成和积累中的作用机制提供理论参考.[方法]以甘蓝型油菜H105为材料,采用同源克隆技术克隆与At3G07690同源的BnGPDH基因,对其进行生物信息学分析,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测BnGPDH基因在甘蓝型油菜不同组织[根、茎、叶、蕾、花及花后(DAF)7、14、21、30和40 d角果皮和种子]及高、低油含量自交系角果皮和种子中的表达情况,并将克隆获得的BnGPDH基因连接至携带napin启动子的pCAMBIA1390-NAPIN载体上构建植物过表达载体.[结果]克隆获得的BnGPDHc2-1和BnGPDHc2-2基因编码区(CDS)长度均为1338 bp,编码445个氨基酸,其编码蛋白仅有5个氨基酸差异,均具有NAD_Gly3P_dh_N和NAD_Gly3P_dh_C结构域,定位于细胞质,分别与白菜细胞质型GPDH蛋白(XP_009147040.1)和甘蓝细胞质型GPDH蛋白(XP_013585317.1)的氨基酸序列具有较高相似度,对应的相似度为100.00%和99.78%,且二者与双子叶植物GPDH蛋白亲缘关系较近,与单子叶植物GPDH蛋白亲缘关系较远.BnGPDHc2-1和BnGPDHc2-2基因在甘蓝型油菜不同组织中均有表达,且表达模式总体上相似,在21DAF和30DAF种子中的表达量显著高于其他组织部位(P<0.05,下同),表明21DAF和30DAF是油菜种子TAG合成和积累的高峰期,但在角果生长发育不同时期这2个基因的表达略有不同,且在茎、蕾、种子(7DAF、21DAF、30DAF和40DAF)和角果皮(7DAF和40DAF)中,BnGPDHc2-1基因的表达量均显著高于BnGPDHc2-2基因,而在14DAF角果皮中BnGPDHc2-2基因的表达量显著高于BnGPDHc2-1基因.21DAF种子中BnGPDHc2-1基因在3个高油含量自交系中的表达量显著高于3个低油含量自交系,BnGPDHc2-2基因在高油含量自交系IL130和IL594中的表达量显著高于3个低油含量自交系;在30DAF种子中,BnGPDHc2-1和BnGPDHc2-2在3个高油含量自交系中的表达量均显著高于3个低油含量自交系.将BnGPDHc2-1和BnGPDHc2-2基因分别连接至携带na-pin启动子的pCAMBIA1390-NAPIN载体上可成功构建获得植物过表达载体.[结论]BnGPDHc2-1和BnGPDHc2-2基因在甘蓝型油菜不同发育期角果中行使的功能存在一定分化,在进化过程中可能分别来源于白菜基因组和甘蓝基因组,但均在甘蓝型油菜种子TAG合成和积累发挥重要调控作用.因此,构建的植物过表达载体可用于BnGPDH基因功能分析及油菜种子油含量基因工程改良研究.     

油菜原花色素合成途径基因的克隆及进展

原花色素是类黄酮生物合成途径的终端产物,其基因调控网络在拟南芥、葡萄等基因组已经测序的植物中得到充分阐释。种皮中原花色素的积累与种子颜色、种子休眠和寿命有关。油菜种皮中原花色素的积累决定种皮颜色,同时影响种子的油分含量。本文综述了通过图位克隆、同源克隆和电子克隆等途径克隆油菜原花色素合成途径基因的进展,分析了在油菜中已经克隆的部分原花色素合成途径基因与种皮颜色的关系,提出了如何利用已经公开的油菜、白菜基因组序列通过筛选BAC文库得到基因不同拷贝的全长序列的综合路径,列举了笔者运用该方法已经克隆的部分原花色素合成途径基因拷贝数,以期揭示油菜原花色素形成积累的基因调控网络。