芝麻优良种质资源的深化鉴定与综合评价

“八五”期间，在不同生态区的１４个试验点，连续三年对“七五”筛选出的各类优良资源２２５份进行了深化鉴定与综合评价，评选出稳定优异资源５５份。其中具有稳定高耐渍、高抗茎点枯病和高抗枯萎病的多抗性资源１份（ＷＺＭ１５２３缅甸黑芝麻）；某一优良性状稳定且产量较对照种平均增产１０％以上，可直接在生产上推广利用的优异资源９份（高耐渍高产资源３份；ＺＺＭ１４０８、ＺＺＭ２８７１、ＺＺＭ２８７５，高抗枯萎病高产资源４份：ＺＺＭ０２４３、ＺＺＭ０５７４、ＺＺＭ０８６６、ＷＺＭ３１１３，高油分高产资源２份：ＺＺＭ２５４１、ＺＺＭ２５４５）；具有某一优良性状但产量较低，可间接作育种亲本材料利用的４５份。     

结合PCA和GWAS解析甘蓝型油菜株型相关性状的遗传调控位点

作物株型改良是提高收获指数和产量的重要途径,为了解其复杂的遗传调控机制,以373份甘蓝型油菜组成的自然群体为基础,对4个株型相关性状(株高、第一分枝高度、有效分枝数和主花序长度)进行多环境下表型鉴定,组合利用全基因组关联分析(GWAS)和主成分分析(PCA)方法对株型的遗传调控进行解析。研究表明,PCA可以合理地解释株型的相关表型,基于主成分的GWAS和基于单个性状的GWAS的结果可互相验证和互为补充,挖掘更多的调控位点和信息。进一步,从染色体A01、A10和C06中筛选到19个株型相关的候选基因,其中,位于染色体C06上的两个候选基因跟PC1-GWAS鉴定到的新位点相关。此方法和结果为株型等复杂性状的形成机制解析提供了新的思路和策略。     

简易超干燥芝麻种子贮藏方法的研究

采用木柜、干燥器和冰箱贮藏方法，对芝麻种子贮藏的效果进行了研究，结果以冰箱低温贮藏效果最佳，但成本高；其次是干燥器贮藏，干燥器内贮藏１７年的种子，含水量稳定在２．３％左右，粗脂肪、粗蛋白和脂肪酸组成含量未发生明显变化；田间种植出苗率仍在５０％以上，且能正常生长，无形态上的变异。     

甘蓝型油菜分枝数QTL定位及其候选基因预测

分枝数是影响油菜产量的重要株型性状之一。为了有助于油菜分枝数的分子标记辅助育种,以甘蓝型油菜品系888-5(多分枝)和M083(少分枝)杂交形成的重组自交系(RIL)群体为材料,通过利用第一张油菜60KSNP芯片对群体进行高通量SNP分型,并结合单环境和多环境2种QTL检测方法对RIL群体在4个环境(武汉-2012、武汉-2013、扬州-2012和扬州-2013)下分枝数进行QTL定位。结果表明:共检测出18个分枝数QTL,分布于A2、A6、A7、C1和C4连锁群。其中11个QTL在2个以上环境下可重复检测到;有2个QTL与环境之间存在互作效应。主效QTL 2个(qBN2-3和qBNE2-1),分别在3个、4个环境下重复检测到,可解释的表型变异为13.12%~20.60%,2.80%~30.10%。qBNE2-1与环境存在互作效应。另外,通过利用SNP标记侧翼序列和油菜基因组比对作图,从3个QTL(qBN2-1、qBN7-6和q BN7-8,三者可解释的表型变异分别为19.40%~17.30%、5.70%~12.21%和7.88%~10.32%)的基因组区段内(分别为279kb、165kb和562kb)共筛选出4个与分枝数有关的候选基因,它们的拟南芥同源基因(分别为CUC2、PIN3、F23N20.8和PIN4)均参与拟南芥分枝数的分化或形态建成。     

2009-2012年全国区域试验冬油菜品种菌核病抗性评价

2009-2012年,利用菌核病田间人工病圃对当年参加全国油菜新品种区域试验(区试)的品种(系、组合)进行了菌核病抗性鉴定,以中油821为抗病对照,将参加区试的品种分为抗、感病两种类型,高、中、低抗和高、中、低感六个等级.本文对其中91份综合性状较好、连续两年参加了区试的材料(建议报审的材料)进行了菌核病抗性分析,结果表明:91份材料中抗(耐)性品种仅有31份,并且全部表现为低抗;按参试区域,长江上、中、下游及黄淮组和早熟组的参试品种中抗(耐)性品种所占比例分别为22.73％、37.5％、50％、28.57％和0;按类型,参试的10份常规双低类型材料中抗(耐)病品种有4份;81份杂交双低油菜品种中抗性品种所占比例仅为33.33％.以上研究结果说明,我国亟需加快油菜抗病育种的进程,培育更多适应性广、抗性强的新品种.     

甘蓝型油菜对核盘菌及其毒素的抗性遗传分析

采用Griffing双列杂交第四类遗传试验设计,运用朱军发展的加性-显性遗传模型,直接估算了甘蓝型油菜抗核盘菌及其毒素草酸的遗传方差、遗传力和基因效应.抗病性鉴定采用温室病圃和草酸浸根鉴定法,它们分别鉴定了对核盘菌和草酸的抗性.结果表明,油菜对核盘菌及草酸的抗性加性方差和显性方差均极显著(P＜0.01),抗病性主要由加性和显性基因控制,且对核盘菌抗性的加性方差大于显性方差,而对草酸抗性则是显性方差大于加性方差.油菜对核盘菌和草酸的广义遗传力分别为0.750和0.576,狭义遗传力分别为0.403和0.236.高遗传力表明可通过适当的抗病性鉴定方法有效地培育抗病品种(系).基因效应评价结果表明,抗、感亲本的基因效应是不同的,其中抗病亲本783-3具有较理想的加性效应值,同时在多数组合中有较低的显性效应值,是抗病育种的优良亲本,而感病亲本相反.抗×感病的后代既可能为抗病,也可能为感病.     

油菜F-box-LRR基因全基因组鉴定与核盘菌诱导应答分析

由核盘菌引起的菌核病是一种重要的真菌性病害,筛选菌核病抗病基因对抗病育种具有重要意义。F-box基因多参与植物抗逆反应,LRR作为抗病基因的重要结构域,在植物抗病防卫中起着重要的作用。本研究通过生物信息学方法在甘蓝型油菜基因组中对F-box-LRR基因进行了全基因组鉴定,基于已发表的中双11组织表达数据以及油菜不同品种中油821（抗病）和Westar（感病）接种核盘菌前后的转录组数据,对可能响应核盘菌诱导的BnF-box-LRR基因进行筛选,并结合荧光定量PCR进行验证。共鉴定到161个BnF-box-LRR基因,从系统进化树上可分为4个亚类（FBXLRR1,FBXLRR2,FBXLRR3和FBXLRR4）,其中第四亚类FBXLRR4在蛋白保守序列分布以及基因结构方面,与其它三个亚类具有较大差异,且与拟南芥参与植物抗逆的同源基因聚为一类,因此推测该分支可能主要参与植物胁迫响应。表达分析表明FBXLRR4家族基因在根和叶中有较高的表达水平,且在核盘菌诱导后具有明显的表达变化,暗示这些基因可能参与油菜菌核病抗性功能。     

中国芝麻资源主要性状特性分析

中国芝麻种质资源以分枝、三花、四棱蒴为主，茎秆茸毛量以中等较多，花色以淡紫、种皮色以白色为主。平均生育日数为１０１．５天，千粒重为２．６６ｇ；含油量、蛋白质含量分别为５３．５９％和２２．１２％，棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸含量分别为８．５６％、４．９２％、４２．２０％和４４．３３％。高耐渍、高抗枯萎病和茎点枯病材料分别有１９８、３５２和１５９份，占鉴定总数的４．８％、８．５％和３．８％。筛选出了一批优质、多抗资源。     

甘蓝型油菜株高性状的全基因组关联分析

适当的株高不仅是抗倒性和机械化收获的需要,而且是建立高产理想株型的需要。本研究测定来自世界油菜主产国的371份种质资源材料构成的自然群体的株高,利用60K SNP芯片对该群体进行基因型检测,获得了21 856个SNP,利用这些SNP和株高数据进行全基因组关联分析,结果表明:(1)检测到4个与株高显著关联的SNP,即Bn-A07-p3583161、Bn-scaff_22790_1-p1271170、Bn-scaff_20735_1-p42779和Bn-scaff_18702_1-p589589,分别分布于A07、C01和C02染色体;它们对表型变异的解释率分别为11.33%、11.75%、12.31%和10.97%;(2)参考基因组信息,在上述前3个SNP附近的492.0、9.5和69.5 kb处分别找到一个与株高性状相关的候选基因;(3)4个显著SNP各自的等位基因间表型均值差异分别为11.09、15.12、10.48和8.93 cm,双尾t测验结果表明各等位基因组间差异显著。     

基因库芝麻种子繁殖更新方法研究

以4种不同类型的品种为材料，研究了在保证芝麻亲子代遗传最大相似性的前提下有效的群体种植方法和群体大小。结果表明，大田高杆作物隔离种植方法因遮光和易引诱昆虫传粉，不宜作为芝麻种子繁殖更新的方法；大田非隔离种植在去杂提纯的条件下能较好地保证芝麻亲子代遗传相似性。有效群体一般为种植群体的50％，隔离种植群体以大于50株为宜，非隔离种植群体以大于25株为宜。