利用DH和IF_2群体检测油菜籽粒油酸、亚油酸、亚麻酸含量QTL

以德国冬性甘蓝型油菜Express和中国半冬性甘蓝型油菜SWU07为亲本构建包含261个株系的DH群体和包含234个株系的IF2群体,检测不同年份条件下油菜籽粒油酸、亚油酸、亚麻酸含量相关的QTL。在DH群体4年环境下共检测出71个QTL,在IF2群体2年环境下共检测出4个QTL。去掉在不同年份和群体中置信区间相互重叠的QTL之后,共得到3个品质性状的51个QTL,其中有15个在2年以上环境中被检测到。这些QTL分别分布在13个连锁群上,其中与油酸含量相关的18个,分布于A01、A02、A04、A05、A07、A09、C01连锁群,揭示3.44%～13.97%的表型变异;与亚油酸相关的12个,分布于A02、A06、A09、C01、C02连锁群,揭示3.84%～19.51%的表型变异;与亚麻酸相关的21个,分布于A01、A02、A03、A04、A05、A08、A09、C01、C02、C03、C06连锁群,揭示2.86%～11.91%的表型变异。这些结果将为油菜脂肪酸品质改良提供更多遗传信息。     

油菜耐盐相关性状的全基因组关联分析及其候选基因预测

【目的】通过对甘蓝型油菜耐盐相关性状进行全基因组关联分析,寻找可能与油菜耐盐性相关的SNP位点,发掘与油菜耐盐性有关的候选基因。【方法】以1.2%NaCl溶液作为培养液,去离子水为对照,对307个不同品系的甘蓝型油菜进行发芽试验。播种后7 d测定幼苗根长、鲜重及发芽率,计算盐胁迫下各性状相对值,并作为评价耐盐的指标。结合油菜60K SNP芯片,利用SPAGeDi v1.4软件对该群体307份甘蓝型油菜进行亲缘关系分析,并计算亲缘关系值的矩阵。利用软件STRUCTURE v2.3.4对关联群体进行了群体结构分析。为有效排除假关联的影响,将群体结构和材料间的亲缘关系考虑进关联分析中,同时进行了PCA+K模型、Q+K模型以及K模型3种混合线性模型分析和比较,根据所有SNP的–lg(P)观察值和期望值,确定每个性状GWAS分析的最优模型。采用TASSEL 5.0软件,在最优模型下对307份材料耐盐各性状的相对值分别与SNP标记进行全基因组关联分析。利用油菜基因组数据库,在显著SNP位点侧翼序列200 kb范围内提取基因。根据拟南芥中已经明确功能的耐盐相关基因,筛选出目标基因组区段内与耐盐相关的油菜同源基因。【结果】全基因组关联分析共检测到164个与根长显著关联的SNP位点,23个与鲜重显著关联的SNP位点,38个与发芽率显著关联的SNP位点。其中与根长、鲜重、发芽率最显著关联的SNP位点分别位于染色体A08、A02和A06,贡献率分别为23.84%、18.59%和31.81%。在这些显著SNP位点侧翼序列200 kb范围内发掘出可能与油菜耐盐性有关的50个候选基因。这些候选基因主要包括转录因子MYB、WRKY、ABI1、b ZIP、ERF1、CZF1、XERICO等以及一些下游受转录因子调控的不同功能基因NHX1、PTR3、CAT1、HKT、CAX1、ACER、STH、STO等。在根长和发芽率2个不同耐盐性状的分析结果中均筛选出位于A03染色体上的耐盐基因BnaA03g14410D。另外,这些耐盐候选基因中包含两组串联重复基因,分别是位于A03染色体上的BnaA03g18900D和BnaA03g18910D,位于C09染色体上的BnaC09g19080D、BnaC09g19090D和BnaC09g19100D。除此之外,耐盐候选基因中还包含2个距离非常近(中间只间隔2个基因)的重复基因BnaC02g39600D和BnaC02g39630D。【结论】共检测到225个与耐盐性状显著关联的SNP位点,筛选出50个可能与油菜耐盐性有关的候选基因。     

陆地棉GhLipase基因的克隆、特征分析及定位

利用已构建陆地棉7235纤维cDNA文库测序, 结合5′RACE技术从陆地棉 (Gossypium hirsutum L) 7235纤维中获得了1个1 286 bp的cDNA。序列分析结果表明, 该cDNA 包含一个编码368个氨基酸的开放读码框, 5′非翻译区和一个带有Poly (A) 的3′非翻译区区域。与已报道的其它植物的脂肪酶基因具有较高的氨基酸序列同源性, 命名为GhLipase,提交到GenBank, 登录号为EU273298。RT-PCR分析表明, GhLipase在棉花的胚珠及纤维细胞中优势表达。Southern blot分析结果表明, GhLipase在陆地棉基因组可能存在两个拷贝。将该基因定位在四倍体棉花遗传图谱的A13染色体上。     

棉花6个小分子质量热激蛋白基因的序列、表达与定位

利用棉花纤维cDNA文库, 分离到6个小分子质量的热激蛋白基因。序列结构分析发现, 它们分别属于3种不同类型的小热激蛋白。RT-PCR分析表明, 它们在棉花体内具有不同的转录表达特征, 可能行使不同的功能, 它们的转录与棉花特定的发育阶段相关, 线粒体小热激蛋白和细胞质I类小热激蛋白基因受纤维启始和分化的调控, 而细胞质II类小热激蛋白与棉花叶片的生长发育相关。利用本实验室的四倍体棉花遗传图谱, 对这6个小热激蛋白基因进行定位, 其中3个被定位在A4、D8和A6染色体上。     

拔尖创新人才培养背景下“植物生理学”教学改革思考

拔尖创新人才培养是我国高等教育发展的必然要求。分析了“植物生理学”教学现状与拔尖创新人才培养内涵间的差距,提出了“植物生理学”教学改革的思路,以期为拔尖创新人才培养的“植物生理学”教学改革奠定基础。     

早衰和正常小麦近等基因系旗叶光合特性与产量比较研究

本试验以小偃54×8602高代分离品系中的早衰与对照品系近等基因系为试验材料，研究了早衰对小麦旗叶光合速率、籽粒灌浆速率及产量的影响。结果表明，早衰小麦旗叶叶绿素含量较低，而且在生育后期下降较快；在整个灌浆期，旗叶光合速率、PSⅡ最大光化学效率F_v/F_m均低于对照；光饱和点低而光补偿点高，     

利用DH和IF2群体检测甘蓝型油菜株高相关性状QTL

株高是油菜重要的农艺性状之一。以油菜品种Express、SWU07构建的包含261个株系的DH群体和由其构建的包含234个株系的IF₂群体为材料, 分析2年环境下株高及其相关性状QTL表明, 在2个群体的各年份环境中总共检测到41个株高及其相关性状QTL, 分布于甘蓝型油菜的13条染色体上, 其中9个与株高相关的QTL, 分布于A02、A09、C01、C02和C06连锁群, 分别揭示了3.85%~13.34%的表型变异, 15个与主花序长度相关的QTL, 分布于A01、A02、A05、A08、A09、C01、C03和C05连锁群, 分别揭示了3.82%~9.52%的表型变异; 11个与第1分枝高度相关的QTL, 分布于A01、A03、A09、C01和C03连锁群, 分别揭示了4.01%~16.54%的表型变异; 4个与分枝区段长相关的QTL, 分布于甘蓝型油菜的A07、A09、C03和C04连锁群, 揭示了4.79%~8.10%的表型变异; 2个与平均节间长相关的QTL, 分布于A07和C05连锁群, 分别揭示了4.29%~6.04%的表型变异。其中5个QTL在不同年份环境或不同群体中被重复检测到。这些QTL为油菜株高的遗传改良提供了有用的信息。     

甘蓝型油菜耐盐和耐旱相关性状的QTL分析

盐胁迫和干旱胁迫是非生物胁迫中影响作物产量的重要因素,检测与耐盐和耐旱相关的QTL,可为抗逆油菜品种的选育提供理论依据。本研究利用德国冬性甘蓝型油菜Express和中国半冬性甘蓝型油菜SWU07为亲本构建的包含261个株系的双单倍体(doubled haploid,DH)群体,分别以1.2%NaCl溶液和20%PEG-6000溶液作为培养液模拟盐胁迫和干旱胁迫,去离子水为对照,对2个亲本和DH群体进行发芽试验。播种后7 d测定幼苗根长、鲜重及发芽率,计算各性状在盐胁迫和干旱胁迫下的相对值,并作为评价耐盐和耐旱的指标。根据已构建的遗传连锁图谱进行QTL定位。盐胁迫下,在3次重复中共检测到与盐胁迫相关的QTL 12个,分布在A02、A03、A05、A09、C01和C09染色体上,单个QTL可解释的表型变异为3.61%~10.59%,其中5个QTL在不同的重复中被检测到。干旱胁迫下,共检测到与干旱胁迫相关的QTL 9个,分布在A01、A02、A03、A05、A09、A10和C03染色体上,单个QTL可解释的表型变异为3.94%~12.90%,其中2个QTL在不同的重复中被检测到。此外,在A02和A03染色体上检测到与2种胁迫都相关的相互交叠的QTL。这些结果可为油菜耐盐和耐旱性改良提供更多遗传信息。     

一个甘蓝型油菜胚珠败育突变体的形态鉴定及生理特性分析

【目的】油菜胚胎的发育与油菜产量的构成因子、粒重和每荚果粒数密切相关。通过对油菜胚珠发育障碍突变体的形态鉴定和生理特性分析,揭示油菜胚胎的发育机制。【方法】对一个胚珠发育障碍的突变株OVA047的胚珠发育进行了组织解剖学观察,并对可能影响败育的硼营养以及发育中的温度变化等因素进行了分析。采用醋酸洋红染色法鉴定OVA047的花粉育性,选取OVA047植株上即将开放的花蕾,人工去雄授粉后,每隔4 h剥取子房,观察花粉管伸长情况。对正常材料和突变体OVA047一个月龄的幼苗进行叶面施硼处理,调查营养生长情况,花粉育性和结实率。对OVA047人工剥蕾去雄并授粉,标记授粉时间,分别在授粉后不同时期观察统计败育率,记载日均温度和每日最高温度,调查温度与败育率的相关性,用SAS进行统计分析。【结果】突变体OVA047的雄蕊和雌蕊发育正常,花粉可染率95.90%。花粉管萌发正常并能到达胚珠,授粉后7 d和14 d胚珠解剖观察均发现其发育良好,授粉20 d后胚胎出现败育,尤其主花序顶部败育严重,授粉35 d后该部位平均每果有效胚珠数为0.8,为对照的4％。在相同硼肥量的处理中,正常材料与OVA047叶片硼含量均随着施硼量的增加而增加,OVA047叶片的硼含量与正常材料无显著差异;在不同施硼处理间,OVA047的败育程度无显著变化,施硼处理后OVA047依旧败育,平均每果有效胚珠数仅为3.2,平均败育率为60%左右,而对照材料不论施硼处理与否均结实正常,平均每果有效胚珠数为29。2年观察结果均显示突变体OVA047在重庆种植时,主花序顶部、中部、基部胚珠的大规模败育现象均发生在温度显著上升时期,胚珠发育后期随温度升高而败育加剧,不同组织部位的胚珠败育率与日最高气温相关联。【结论】突变体OVA047的败育并非源于受精障碍,与硼营养障碍无关,但可能受环境温度的影响。     

甘蓝型油菜与甘蓝杂交的亲和性分析简

甘蓝型油菜是由甘蓝与白菜型油菜杂交,染色体自然加倍而成.与甘蓝亲本相比,甘蓝型油菜的遗传资源狭窄,利用甘蓝资源是拓宽甘蓝型油菜遗传背景的方式之一,但是甘蓝与甘蓝型油菜杂交存在生殖隔离.利用29份甘蓝与1份自然甘蓝型油菜杂交;利用12份自然甘蓝型油菜,8份人工合成甘蓝型油菜,48份新型甘蓝型油菜和95份人工合成甘蓝型油菜同自然甘蓝型油菜杂交的DH系与1份甘蓝杂交,期望筛选出亲和性高的甘蓝或者甘蓝型油菜.对7份甘蓝与甘蓝型油菜柱头识别反应和胚珠发育观察,发现甘蓝花粉能够在甘蓝型油菜柱头上正常萌发、伸长和生长,但是授粉10d后胚珠开始败育,直到30d完全死亡.尽管29份甘蓝与甘蓝型油菜杂交平均结实率低(36.00%),但是一份野生甘蓝K8934与甘蓝型油菜的结实率能达到148.60%.4种不同类型的甘蓝型油菜与甘蓝杂交均表现低的可交配性,平均结实率差(10.90%).说明了从变异广泛的甘蓝材料中,可能筛选到与甘蓝型油菜杂交亲和性高的甘蓝材料.