利用IF2群体定位油菜含油量和产量相关性状QTL

为探明甘蓝型油菜含油量和产量相关性状的遗传机理,利用Sollux/ Gaoyou DH群体株系间随机交配构建了包括134个组合的永久F2群体（immortalized F2 population）。采用QTL Network 20软件对含油量、千粒重和角果粒数进行了4个环境下的联合QTL定位,分析QTL的加性、显性以及相关的上位性效应。结果在7条连锁群上检测到控制上述3个性状相关QTL共 8个。除qSWC6和qSPA2,1个含油量,4个千粒重和1个角果粒数QTL与多环境下SG\|DH群体定位结果区间重叠,加性效应方向一致,效应值相仿;主效含油量QTL qOILA7和3个千粒重QTL qSWA7,qSWC2, qSWC4无显性效应;qSWC6兼具加性和显性效应,qSWC8加性为主,微效显性,显性效应均呈负向;但两个角果粒数QTL qSPA2 和qSPA6除加性主效外,还存在正向显性效应;4对上位互作QTL中,除qOILA7,其余7个位点均只有微弱互作效应。并对qOILA7和qSWA7/qSWC8连锁标记辅助选育提高油菜含油量和千粒重的育种策略进行了探讨。结果表明：油菜种子含油量和千粒重性状的遗传控制体系以加性效应为主,F1代无杂种优势,因而欲提高杂交油菜种子含油量和增加千粒重,需要培育高含油量和大粒亲本材料;而控制角果粒数基因同时具有较强的加性和正向显性效应,利用F1杂交种可望获得超双亲的杂种优势。     

甘蓝型油菜一个代表性核心种质的遴选

【目的】分析甘蓝型油菜的遗传多样性,遴选核心种质。【方法】将来自欧洲、亚洲、加拿大、澳大利亚和中国几个不同地区的甘蓝型油菜500余份,按照其品质特点、地理位置、生长习性分组并按比例取样,建立由87个品种组成的预选核心种质。采用EST-STS标记和SSR标记对其进行分析,剔除遗传冗余,选出代表该500余份资源的核心种质并进行分子标记多样性评价和表型特征分析。【结果】在相同的选择背景下,EST-STS和SSR 标记的多态性检出率相仿（39%～40%）,每对EST引物与SSR引物产生的多态性条带相近。聚类分析在遗传相似系数0.65处把87个品种分成中国和国外油菜两个类群,进一步在约0.70处类群Ⅰ和类群Ⅱ又分别产生中国“双低”、中国“双高”以及欧洲冬油菜和欧洲春油菜各两个亚组。根据遗传多样性分析,剔除遗传相似系数大于或等于0.85的遗传冗余,获得78个品种的核心种质。【结论】EST-STS是一种经济、有效具有功能信息的分子标记,功效与普通SSR标记相仿;遗传多样性和聚类分析结果为甘蓝型油菜4个组的划分提供了依据;78个品种组成的核心种质保留了预选核心种质的遗传多样性和结构,可作为本研究中500余份品种资源的核心种质加以利用和保存。     

通过条件QTL定位分析油菜不同脂肪酸组分对含油量性状的影响

利用先前构建的Sollux/Gaoyou DH群体在4种环境下的表型结果和最新遗传图谱,通过条件和非条件QTL定位剖析油菜种子4种主要脂肪酸含量与含油量之间的遗传相关.结果显示,检测到的所有主效、上位性和环境互作QTL效应值均较小,但主效QTL都达到极显著水平(P<0.01).分别检测到7、10、10和5个芥酸、油酸、亚油酸和亚麻酸QTL位点,其中位于A2、A7、A9和C1上的芥酸,C7和A9上的油酸和亚麻酸以及A4、A10、C6、C7和C9上的亚油酸位点为新检测出的微效QTL.条件QTL定位结果表明,OilA9、OilC2和OilC8-1受亚油酸影响较大.OilA4同时受油酸、亚麻酸和芥酸的影响,OilA1、OilA7和OilC8-2所在区间可能存在控制油酸含量的微效基因,对含油量起调控作用.另外,还检测出4个效应值更小的条件QTL新位点,进一步说明含油量性状的复杂性和难以操控性.检出的芥酸和3个18碳脂肪酸的QTL数量远多于已有在芥酸分离群体中定位到的QTL,但效应值均较小,表明在无主效芥酸等位基因分离情况下,使控制芥酸和3种18碳脂肪酸的众多微效基因得以表达.通过标志辅助聚合微效高芥酸等位基因可能对选育工业专用高芥酸油菜品种具有特殊意义,通过标志辅助选择OilA7和OilC8位点的高含油量等位基因可同步提高种子中油酸含量.     

利用非条件和条件QTL解析油菜产量相关性状的遗传关系

基于前期研究中构建的Sollux/Gaoyou DH群体在9个环境中的表型数据和新版遗传图谱,对油菜角果长度进行QTL定位,估测QTL的加性、上位性和环境互作效应。并通过条件QTL方法,解析角果长度与角果粒数和粒重之间的遗传关系,以期利用标记辅助,探讨通过选择角果长度基因型以增加角果粒数、提高千粒重,最终达到增加产量的可能性。结果共检测到在3个环境以上稳定表达的控制角果长度QTL 8个,加性效应值在0.09~0.26 cm之间,效应总和解释群体遗传总变异的60%。8对上位性QTL效应值在0.035~0.075 cm之间,效应总和为加性总效应的38%。QTL与环境互作效应只在少数位点和个别环境中显著。条件QTL研究表明,q SLA2、q SLC1-2和q SLC8-1位点,角果长度的变化对角果粒数影响较大;而通过选择q SLA7、q SLC1-2、q SLC8-1和q SLC8-2长角果标记基因型,可望同时提高角果粒数和千粒重。6个主效QTL 11个连锁标记基因型和表现型的关联分析,验证了条件QTL分析结果,表明通过对q SLA2、q SLA7、q SLC8-1和q SLC8-2位点6个连锁标记(ZAAS423、SUC1-3、ZAAS12a、ZAASA7-28、ZAAS433和ZAAS437)长角果基因型的聚合,可增长角果约2 cm,间接增加角果粒数2粒,同时提高千粒重0.4 g,从而可望实质性地提高油菜产量水平。     

高含油量双低甘蓝型油菜新品种浙双72

选用高产品种宁油七号为母本，双低品种马努为父本，杂交育成高产、高含油量、油用和菜用双低油菜新品种浙双72。浙江省油菜区试平均产量2059.4kg/hm^2，比对照九二58系和浙优油2号增产12％以上。原种芥酸含量0.67%，硫甙含量22.73μmol/g，含油量43.52%。     

优质油菜新品种丰产稳产适应性及产量性状的遗传效应

于1987～1988年和1989～1990年,各用9个品种,选取9个有代表性的试验点进行试验,研究了单、双低油菜品种的适应性和丰产稳产性,产量和构成因素的遗传变异及遗传相关。结果表明:①一些单、双低油菜品种的产量已达到了大面积推广应用的常规品种的水平,且适应性和稳产性也有了较大的改善;②优质油菜要获得高产和稳产,对产量构成因素的要求是:在具有单位面积内较高果数的基础上,每果粒数要稳定,尤其是千粒重要较高而稳定,这就要求品种的生育期较为适中且抗逆性较强;③进一步的产量育种目标可以是在单位面积内具有一定果数的基础上提高粒数,稳定粒重;山可以是在单位面积内有一定果数的基础上保持中等果粒数,增加粒重同时提高生长后期的抗病抗倒性。     

双低油菜新品种浙双3号的选育

浙双3号是浙江省农科院以高产、抗病品系82769为母本,扬2008×鲁6的F3为父本杂交选育成的双低(低芥酸、低硫苷)油菜新品种.具有产量高、品质优、耐寒、抗倒伏、适应性较广等特点.长江下游片3年度区试结果,平均产量2.132 t/hm2,比对照中油821增产6. 71%.2001年5月通过全国农作物品种审定委员会审定,适宜浙江省及长江中下游地区推广种植.     

甘蓝型油菜DH群体10个主要农艺性状的遗传分析

在西安与杭州两环境下,以小孢子培养产生的甘蓝型油菜SG—DH群体为材料,对油菜植株主要产量构成性状、生育特性和含油量以及蛋白质含量等性状进行遗传分析。结果显示：各性状均为多基因控制的数量性状,株高、第一分枝数、荚果长度、初花期与成熟期估计的基因对数与定位的QTL数相近,而千粒重与荚果粒数估计的基因对数少于检测到的QTL数;各性状的偏度和峰度的估算结果显示,株高、初花期、终花期基因间均表现为重叠作用。由各性状之间的偏相关分析得出：两环境中株高与荚果粒数、千粒重呈极显著正相关：3个生育期相互之间表现为极显著负相关;含油量与种子蛋白质含量呈极显著负相关。     

油菜种子硫苷含量QTL定位和低硫等位基因的发掘与应用

以中、高硫苷油菜品种‘Sollux’与‘高油605’选系‘Gaoyou’杂交F1产生的DH（doubled haploid）群体（SG,n=282）为材料,在中国和德国4种环境下对其硫苷含量进行QTL定位分析,旨在解析高硫双亲背景下的超亲分离现象,发现新的低硫苷等位基因为育种服务;并在QTL水平上通过分析硫苷含量的上位性和环境互作,揭示硫苷遗传较预期复杂的可能原因。研究结果表明,定位的8个主效QTL加性效应值在22～34 μmol·g-1,纯合并存时可影响硫苷表型44 μmol·g-1,可解释群体内遗传变异的约50%。其中3个主效QTL（GSLqA9\|1,GSLqC2和GSLqC9）可能与前人在低硫×高硫分离群体中检测到的属同位点。GSLqA9\|2,GSLqA8和GSLqC1是SG群体中新检测到的控制种子硫苷含量的QTL。通过育种手段将低硫等位基因引入目前的双低油菜品种,有望进一步降低其硫苷含量至15 μmol·g-1以下,进一步提高其饼粕饲用价值;另检测到8对上位性QTL,效应值在050～185 μmol·g-1,累计总效应2062 μmol·g-1,约为加性总效应的1/2,可能是造成该性状复杂遗传机理的原因之一;5个QTL的8个连锁标记,其标记基因型和性状表现型的符合率在60%～85%,可作为辅助手段应用于低硫苷育种材料筛选。     

油菜种子成熟度对千粒重和含油量性状的影响

2007—2008年以德国高含油量油菜品种‘Sollux’和中国高油分自交系‘Gaoyou’杂交F1组合构建的含有282个株系的DH群体为研究材料,于油菜收获季节分别以早熟和迟熟株系达“黄熟”为标准,间隔7 d(5月19日和5月26日)进行2次取样,将所有株系按照不同初花期分成4组,分析各组材料在不同成熟度下收获种子千粒重和含油量的变化以及千粒重、含油量和初花期三者之间的关系。结果表明： (1)油菜植株黄熟后延迟1周收割(枯熟期),千粒重平均下降约0.198 g,差异达显著(P=0.027),相当于单产减产5%左右;而油菜若在正常成熟前1周收割,亦可使千粒重极显著降低0.162 g(P=0.001),相当于减产约4%;(2)黄熟期前后1周取样对4组不同初花期材料含油量性状均未有显著影响;(3)在浙江省海宁种植环境下,油菜千粒重和初花期呈极显著负相关(r=－0.643),开花期平均相差4 d左右即可导致千粒重显著增减。