油菜重要性状功能基因研究进展

为实现从传统育种向以基因（或基因组）信息为依据的分子育种转型,研究油菜功能基因组是重要的基础和前提。本文综述了近几年异源四倍体油菜功能基因组研究进展,重点概述了油菜雄性不育、产量、品质和养分代谢等重要性状的功能基因研究结果,并针对我国油菜功能基因组研究和生产育种现状,提出推进功能基因组研究成果应用于育种体系,培育我国自主的高效型油菜重大品种的有关建议,以增强我国生物技术育种的国际竞争力。     

芥菜型油菜多室角果的解剖特征及遗传分析

采用石蜡切片、杂交和回交技术研究了芥菜型油菜多室材料J163角果的形态特征、单株产量性状构成和遗传控制机制。结果表明,J163的角果由4心皮发育而来,4个果瓣包围种子,2个假隔膜平行,将角果分隔成3个腔室;假隔膜发育稳定,无假隔膜发育障碍或中途退化而形成多室与两室角果嵌合现象;尽管多室材料的千粒重和单株有效角果数均小于两室材料,但多室材料每角粒数和单株产量显著提高,说明多室性状(每角粒数多)有利于提高油菜产量;J163多室性状受隐性核基因控制,无细胞质效应,J163和两室材料J248间在多室位点上存在2对基因差异,但J163的多室性状基因是否为2对独立隐性基因还需进一步研究。根据上述特点可认为J163是新型芥菜型油菜多室材料。     

芥菜型油菜FAE1基因序列特征及其与芥酸含量关系的初步分析

采用同源序列法对6个芥菜型油菜(Brassica juncea)品种(高芥酸、中芥酸、低芥酸)、2份白菜型油菜品种(高芥酸和低芥酸)和1份黑芥品种的FAE1基因进行克隆和测序表明,9个品种的FAE1基因编码区全长均为1522bp,不含内含子,均编码507个氨基酸残基。序列比较表明,芥菜型油菜中有两种FAE1基因序列(BjFAE1.1和BjFAE1.2),其亲缘种白菜型油菜和黑芥中各有一种FAE1基因序列(BrFAE1和BnFAE1),BjFAE1.1对应于白菜型油菜的BrFAE1,BjFAE1.2对应于黑芥的BnFAE1;BjFAE1.1和BjFAE1.2之间存在71bp处核苷酸变异和Hind III不同的酶切位点(第1415位和第1144位),蛋白质水平上存在15处氨基酸变异。比较不同芥酸含量品种的FAE1基因序列表明,BjFAE1.1基因存在2个SNP位点(第968位和第1265位),BjFAE1.2基因也有2个SNP位点(第49位和第237位),这4个SNP位点中有3个位点(第49位、第968位和第1265位)导致蛋白质水平上氨基酸的差异。其中BjFAE1.1基因第968位的碱基变化(C→T)引起的第323位氨基酸变化(Thr→Ile),能够解释芥菜型油菜和白菜型油菜高芥酸到低芥酸(中芥酸)的转变;第1265位的碱基变化(T→C)引起的第422位的氨基酸变化(Phe→Ser),能够部分解释芥菜型油菜的高芥酸到低芥酸(中芥酸)的转变,白菜型油菜的高芥酸和低芥酸品种在该位点的碱基没有变化。BjFAE1.2基因第49位的碱基变化(T→C)引起的第17位氨基酸的变化(Phe→Leu),可以解释芥菜型油菜的中芥酸变成高芥酸(低芥酸)。陕北黄芥低芥酸突变株1278-3的FAE1基因序列和国外低芥酸品种比较,只在第1265位出现变异。     

芥菜型油菜多室基因Bjmc2的精细定位

芥菜型多室油菜的产量比普通两室油菜更高,定位乃至克隆多室基因可为油菜遗传改良及解释多室角果形成机制创造条件。本研究通过验证JD11-2家系衍生群体仅在BjMc2位点上存在差异,可用于BjMc2的定位。采用AFLP结合BSA法分析BC₅和BC₆群体,筛选到1个与BjMc2连锁的AFLP标记并转化为SCAR标记SC1。基于该AFLP标记序列信息,利用白菜同源序列设计SSR引物和SCAR引物,获得11对SSR标记和1对SCAR标记。通过在芥菜型油菜BAC文库中的挑选,获得2个覆盖目标区域的单克隆,由此开发1个SSR标记。将获得的SCAR和SSR标记扫描BC₇群体,构建了两室性状基因BjMc2的遗传连锁图,两侧最近标记ZX17和BACsr96与目标基因之间的遗传距离分别为0.048 cM和0.340 cM,并定位到白菜A7 scaffold000019的946~1014 kb之间,约68 kb物理距离。     

甘蓝型油菜抗裂角品种(系)的筛选与分析

利用随机碰撞测试方法, 对229份自交纯合的甘蓝型油菜品种(系)进行了抗裂角指数测定, 以期筛选出抗裂角种质。结果表明, 抗裂角性状在现有品种(系)中存在广泛变异, 变异系数达114.4%。发现了2份抗裂角的品种(系), 占0.9%; 较抗的资源占3.93%; 处于中间状态的品种(系)占8.73%; 易裂角资源占27.07%, 极易裂角的品种(系)占59.39%。选择6个品种(系)进行了连续3年的测试, 表明抗裂角性状由品种(系)的遗传特性决定, 但受环境条件影响; 随机碰撞法具有较好的重现性。简单相关分析显示, 抗裂角指数与角果密度呈显著负相关, 与角皮厚度、角果长度、角果宽度、角喙长度、角粒数呈显著正相关, 但相关系数都很小。     

甘蓝型黄籽油菜研究进展

介绍了甘蓝型黄籽油菜的特点、粒色遗传和生理生化研究进展。总结了6种主要的甘蓝型黄籽油菜选育途径。综述了甘蓝型黄籽油菜的分子生物学研究最新进展，包括黄籽性状的分子标记、分子标记辅助选择和比较基因组学研究等。最后对甘蓝型黄籽油菜的研究提出展望。     

3种甘蓝型油菜雄性不育系花药发育的细胞学研究

采用石蜡制片方法，对3种甘蓝型油菜雄性不育系及其恢复系的小孢子发生和花粉发育过程进行比较解剖学观察，以确定其花粉败育的时期和细胞学特点。研究结果表明：波里马雄性不育系花药发育受阻于孢原细胞分化期，雄蕊不能分化形成花粉囊。S43A雄性不育系花粉败育的时期发生在小孢子四分体至单核花粉期，败育的特点为小孢子细胞质液泡化，逐渐变形解体，不能进行有丝分裂形成二胞花粉，同时绒毡层细胞过度液泡化，并提早解体死亡。G022A不育系的花药在小孢子发生的不同阶段均出现败育现象，最早的败育表现为花粉母细胞的退化解体；有些因花粉母细胞减数分裂异常不能形成小孢子四分体；还有的因小孢子在四分体中不能正常释放而败育，并伴随着绒毡层细胞的畸形化、异常生长等现象。     

甘蓝型油菜显性核不育基因及与恢复基因的等位性分析

 【目的】弄清2个不同来源的甘蓝型油菜显性核不育系609AB和Rs1046AB显性核不育的遗传模式及其不育基因的等位性。【方法】采用临保系测验法和不育系可育株与临保系的杂交回交，分析恢复基因与不育基因和2个不育基因的等位关系。【结果】筛选得到28个甘蓝型油菜恢复系，确认其中15个恢复系恢复基因与609A不育基因等位，进一步证实了甘蓝型油显性核不育的复等位基因遗传，原来视为2对显性基因遗传的纯合型不育系Rs1046AB，其可育株携带的恢复基因与不育基因等位，Rs1046B的恢复基因与609A的不育基因等位。【结论】Rs1046AB和609AB均符合复等位基因遗传模式，2个不育基因等位，不育系不育株的基因型为MsMs，可育株的基因型是MsMf。     

甘蓝型油菜CO 同源基因功能初步研究

CONSTANS（CO）基因是植物光周期途径中重要的转录调控因子。为了探究甘蓝型油菜CO 同源基因的 功能，以拟南芥CO 基因的CDS序列为参考序列，从甘蓝型油菜品种Westar的cDNA中分离得到CO 的两个同源基因 （基因编号：BnaC09g41990D 和BnaA10g18430D），命名为BnaC09CO 和BnaA10CO。构建双35S超表达载体转化哥 伦比亚拟南芥，得到超表达转基因株系，观察表型并进行定量分析。结果表明超表达转基因株系的开花时间比野 生型早3~5 d，BnaC09CO、BnaA10CO、FT 与SOC1 表达量较野生型显著升高。说明在长日照条件下甘蓝型油菜 BnaC09CO 和BnaA10CO 基因起到了与CO 基因类似的作用，能够引起拟南芥FT 和SOC1 的上调表达，从而促进拟南 芥的开花。     

甘蓝型油菜隐性核三系保持系新材料遗传机理初探

绵阳市农业科学研究院于1993年发现了油菜(Brassica napus L.)核三系保持系新材料绵7MB,在其自交以及兄妹交后代分离群体中,育性分离比例均不符合孟德尔遗传规律,呈现出偏分离现象。通过对绵7MB田间遗传分析和细胞学分析,对其遗传机理进行了初步的探索。结果表明,偏分离现象可能是由于绵7MB在雄配子传递过程中引起的。绵7MB偏分离现象的产生不是由于减数分裂异常,可能由于部分基因型的合子死亡,导致后代比例出现异常。