甘蓝型油菜萌发期低温耐性相关性状的配合力、遗传效应及杂种优势分析

为了利用杂种优势改良油菜的低温耐性,本研究以10个低温耐性不同的甘蓝型油菜品系为亲本,按照NCⅡ配制5×5杂交组合,对低温胁迫下各萌发性状(发芽率、发芽势、发芽指数以及平均发芽时间)的配合力、遗传参数和杂种优势进行分析.结果表明:不同杂交组合在9℃下各萌发性状存在显著差异,而在22℃差异不显著;P2(宁油18)、P7(...     

不同基因型油菜对苗期水分胁迫的生理响应

通过盆栽试验分析了17个不同基因型甘蓝型油菜对苗期水分胁迫的生理响应及抗旱性差异。结果表明,水分胁迫下不同油菜材料9个生理生化指标的抗旱系数（Dc）存在显著差异,其中叶片萎蔫指数（WI）的变异系数和改良潜力最大。17份材料的平均隶属函数值（AS）变幅在0.12～0.94之间。相关分析表明AS与9个生理生化指标达显著或极显著相关,其中相关性最高的是WI和叶绿素含量,而且WI还与其余的8个生理生化指标具有很高的相关性。利用隶属函数法和系统聚类法对供试材料的抗旱性进行了评价分级,发现两种分类方法的评价结果一致,均可将供试油菜材料划分为不抗、低抗、中抗和高抗4种类型。鉴定获得了华杂10号、B108、Q2和中双7号等4份高度抗旱材料（AS > 0.75）。由于WI与苗期综合抗旱性高度相关,且测定简便,因此叶片萎蔫指数可作为油菜苗期抗旱性鉴定的关键指标。     

甘蓝型油菜中KCS6基因的克隆和功能分析

采用基因组步移和RACE(rapid amplification of cDNA ends)技术,从甘蓝型油菜中双9号中克隆到了KCS6基因。甘蓝型油菜中KCS6基因有两个拷贝:BnKCS6c(与甘蓝的mRNA 99%同源)和BnKCS6a(与白菜的mRNA 99%同源)。这两个拷贝的编码区长度均为1 494bp,含有2个外显子,一个长1 045bp,另一个449bp。种子发育初期KCS6基因在角果皮和种子中表达量高,随着种子成熟表达量迅速降低。两个KCS6的转基因都可以在酵母中正常表达,但不能合成超长链脂肪酸,表明酵母中异源表达的KCS6蛋白没有活性,或KCS6蛋白不能以酵母的脂肪酸作为催化底物合成超长链脂肪酸。     

应用群体改良法选育高产、优质、抗病油菜新品种

为了探究轮回选择在油菜品种群体改良中的作用,利用具有高产、双低、抗病等优异性状的种质材料为育种亲本,以显性细胞核雄性不育基因为桥梁,构建了一个随机交配轮回选择群体。针对群体的产量、品质、抗病性等性状进行了多次轮回选择,结果表明经过6轮选择后,群体的主要性状得到改良,产量增加11.3%,每轮遗传增益为1.88%;芥酸和硫苷含量每轮遗传增益达到10.12%和6.37%,改良效果明显;但菌核病的抗性改良效果不明显。经过多轮选择后群体的遗传离散度仍然较高（0.338 3~0.377 7）,表明遗传多样性并没有明显下降。从不同轮次群体中选择优异单株,经系谱选择后育成了中双5号、中双6号和中双10号等优良品种,在生产上应用广泛,表明轮回选择在油菜品种改良方面具有巨大潜力。     

抗黄曲霉毒素单链抗体基因的克隆与表达

为降低黄曲霉毒素大量样品的制备成本,在实验室已有的抗黄曲霉毒素单克隆抗体8F6的基础上,成功克隆得到了该单克隆抗体的重链（VH）和轻链可变区（VL）基因片段。通过重叠延伸PCR的方法将轻、重链可变区基因连接,并引入连接肽(Linker) 编码序列,构建VH-Linker-VL结构的单链抗体(ScFv)基因, 并将该基因克隆到噬菌体表达载体pCANTAB 5E 上,使单链抗体以噬菌体展示形式在大肠杆菌TG1 中表达。间接竞争ELISA方法检测到该ScFv对黄曲霉毒素B1的抑制率（IC50）值为0.57ng/mL,表明该单链抗体与亲本鼠单抗有相同的抗原结合特异性,且具有很高灵敏度。     

不同贮藏方式对油菜种质资源生活力和农艺性状的影响

为了解保存在长期库、冰柜和干燥器中的种质,其田间出苗率、主要农艺性状和含油量如何变化,调查了三种贮藏方式下的53份油菜。结果表明储藏11～14年之间的种质田间出苗率平均值都高于储藏19～25年之间的种质,长期库和冰柜中保存的种子出苗率高于干燥器中保存的,表明干燥器不利于种子的长期保存。在长期库、冰柜和干燥器三种保存方式下,11个农艺性状的平均值一致表现为长期库优于冰柜,更优于干燥器;其中全株角果数、单株产量、单株重和分枝高度在三种保存方式下变异较大,变异系数在20％以上;角果宽度和含油量变异较小,变异系数在9％以下,说明不同保存方式不但影响种子活力和田间出苗率,还影响农艺性状。相关分析表明,因保存方式不同,出苗率表现不一致,与之相关的农艺性状也不同;在不同的储藏年限间,出苗率与株高、一次分枝数、全株角果数、主序角果数、单株产量均呈显著正相关。干燥器中保存的种质,因为活力丧失严重,整体出苗率较低,很难判断出苗率与农艺性状间的相关性。     

甘蓝型油菜AnnBn1基因的克隆和表达分析

利用电子克隆和RT-PCR技术从甘蓝型油菜抗旱品系Q2中克隆了膜联蛋白(annexin)基因,命名为AnnBn1（GenBank登录号HM244482）,并对其进行了表达分析。AnnBn1的开放阅读框长度为954bp,编码317个氨基酸。序列分析显示,推测AnnBn1基因编码的氨基酸序列含有4个重复的结构域及钙离子结合位点,与拟南芥、番茄、棉花和玉米等物种的膜联蛋白具有较高的同源性。荧光定量PCR结果发现AnnBn1基因在Q2的根、茎、叶、芽等组织中均有表达,而且表达量基本相同。对3叶期幼苗进行10%PEG（聚乙二醇）溶液模拟干旱时发现,干旱胁迫后30h内,AnnBn1基因在茎、芽中的表达量升高了2～4倍,而在叶、根中显著升高了10倍以上。AnnBn1基因表达峰值也具有时空特点,干旱胁迫后20h茎和芽中表达量高,而在30h之后叶和根中表达量高。     

甘蓝型油菜蕾薹期抗旱相关性状的QTL分析

蕾薹期是甘蓝型油菜对干旱最为敏感的时期之一。以抗旱品系QY8-1和干旱敏感品种沪油16构建的含183个家系的F2∶3群体为研究材料,在现蕾至抽薹期进行干旱胁迫处理,正常灌溉为对照。结果表明,与对照相比,干旱胁迫后群体的抽薹高度、单株鲜重和叶片萎蔫指数平均下降了52.6%~55.3%,而且三个指标高度正相关。利用335个SRAP标记构建了一个长度为1661.9 c M的遗传图谱,通过复合区间作图法共检测到28个QTL,分布在14个连锁群上,可解释1.1%~36.6%的表型变异。其中,利用抽薹高度共检测到10个QTL,位于第15连锁群的q SH-D-5可解释36.6%的表型变异,为主效QTL。该区间还检测到其它3个QTL(q SH-DRI-1、q SH-D-5和q LWI-D-1),在抗旱分子标记辅助选择中应予以重点关注。同样,在第16连锁群(标记区间Em01/Me12-1—Em01Me09-1)也检测到4个重合的QTL,贡献率为1.1%~8.1%,为微效QTL。     

芝麻栽培种与野生种(Sesamum indicatum)杂种F_1的获得及特性鉴定

【目的】通过远缘杂交获得芝麻栽培种与野生种的杂交后代,改良芝麻栽培种对茎点枯病的抗性。【方法】对野芝3号(S.indicatum)(P_3)和芝麻栽培种中芝14(P_1)、中芝14同源四倍体(P_2)进行正反种间杂交,通过幼胚培养技术获得杂种F1植株。首先利用SSR分子标记、细胞学、形态学方法进行后代真实性鉴定,筛选出真杂种。后对种间杂交的3个亲本(野芝3号、中芝14及其同源四倍体)以及杂种后代F1株系进行茎点枯病人工接种鉴定。【结果】种间正反交组合后代的幼胚成苗率有明显差异,在接种的773个幼胚中,有155个幼胚发育成苗,平均幼胚成苗率为20.05%。种间正交组合(P_3×P_1、P_3×P_2分别为32.75%和21.11%),高于反交组合(P_1×P_3、P_2×P_3分别为8.84%和13.41%)。说明亲本的基因型在很大程度上影响远缘杂交的成苗率。P_3×P_1、P_1×P_3组合F1植株染色体数目为42条;P_3×P_2、P_2×P_3组合F1染色体数目为55条,正反交杂种F1株系大部分花粉粒形态独特,形状规则但多无内含物,为高度不育类型;部分F1株系有少量的可育花粉,为部分不育型。选用多态性较好的HS142引物在亲本中芝14中能清晰的扩增出2条特异性条带(约460和500 bp),在野芝3号则扩增出1条特异性条带(约380 bp)。然后对12个后代进行鉴定,其中有10个杂种F1植株同时具有3条父、母本特异条带,另2株仅出现母本或父本带为假杂种。以高抗种质野芝3号为母本的种间杂交P_3×P_1、P_3×P_2后代染病的病斑长度分别为9.35和6.65 cm,反交组合后代的病斑长度分别为9.90和8.90 cm;所有杂交组合的后代对茎点枯病抗性均高于其栽培种亲本(P_1 14.30 cm和P_2 11.46 cm),但低于野生种亲本(P_3 4.80 cm)。【结论】通过种间杂交结合幼胚培养可以筛选出茎点枯病抗性明显高于芝麻栽培亲本的新种质。