不同海拔高度甘蓝型油菜农艺性状和品质性状变化分析

以‘大地95’、‘京华165’、‘山油2号’3个甘蓝型油菜品种为材料,比较分析不同海拔条件对油菜农艺性状和品质性状的影响。结果表明：随海拔高度的增加,油菜全生育期延长,株高、分枝高度、分枝数、单株角果数、每果粒数减少,单株产量和产量降低,千粒重增加;蛋白质含量降低,含油量增加,硫甙和芥酸在不同品种间表现不一致。相关性分析表明：海拔高度与生育期显著正相关,与株高和单株产量显著负相关,相关系数分别为0.519、-0.548、-0.528;海拔高度与蛋白质显著负相关,与含油量、硫甙、芥酸正相关,相关系数分别为-0.590、0.262、0.161、0.138。     

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QTL12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A0...     

Traits related to drought resistance in common bean

Common bean (Phaseolus vulgaris L.) is grown in regions where water deficits during reproductive development significantly reduce yield. The purpose of this study was to evaluate the association of specific phenological and physiological traits with drought resistance in common bean. Five genotypes were grown under and near a rain shelter in 1988, and an additional 16 progeny lines were included in 1990. Drought stress determined by the drought intensity index was severe (0.78) in 1988 and more moderate (0.63) in 1990. Water stress reduced the expression of most traits with the exception of days to flower and leaf moisture retention capacity. Seed yield among genotypes was reduced from 22 to 71% due to drought. Yield under stress was correlated with yield under nonstress in 1990 and negatively correlated with the drought susceptibility index in 1988. Yield components which exhibited the largest differential genotypic responses to stress were pod and seed number, whereas seed size was more stable. Genotypic variation was detected in all the partitioning indexes, chiefly harvest index and relative sink strength, and the heritability estimates for these traits were high. The limited genetic variability observed among water relations traits and their role in water conservation would restrict their potential use in the selection for drought resistance in common bean. The differential correlations between phenological, biomass and partitioning traits and the indexes for yield and drought susceptibility would suggest that the most effective approach in breeding for drought resistance in common bean would be based first on selection for high geometric yield followed by selection among the high-yielding individuals for low to moderate levels of the drought susceptibility index. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

Genetic variation of yellow-seeded rapeseed lines (Brassica napus L.) from different genetic sources

In order to breed yellow-seeded rapeseed, 16 yellow-seeded lines of Brassica napus L. derived from eight genetic sources were used. The genetic variation of the seedcoat ratio, the cellulose content of the seedcoat, the oil content of the seedcoat and of the embryo, and also the correlations between these characters of the yellow- and brown-seeded plants from the same line, were analysed by variance analysis and path analysis. The results show that the seedcoat ratio and cellulose content of brown seeds are 4.2% and 17.74%, respectively, higher than that of yellow seeds and the oil content of the seedcoat of brown seeds is 3% lower than that of the yellow seeds, these differences all being highly significant. However, the differences between yellow and brown seeds in 1000-seed weight and oil content of the embryo were very small. Both characters are determined mainly by the genetic background and not by seed colour or seedcoat thickness. The correlation analysis revealed that the seedcoat thickness has a highly significant positive correlation with the cellulose content of the seedcoat and is highly significantly negatively correlated with the seedcoat oil content and the 1000-seed weight. The oil content of the embryo alone has a highly significant negative correlation with 1000-seed weight. In yellow seeds, the seedcoat thickness has a large and directly positive effect on the oil content of the embryo whereas the 1000-seed weight has a negative one; the opposite was found in brown seeds. Selection objectives in breeding yellow seeds in Brassica napus are also discussed.     

不同熟期“川油”系列甘蓝型油菜品种主要性状与产量的相关分析

探讨在成都地区气候条件下不同熟期甘蓝型油菜产量的主要影响因素,以期为油菜抗性育种提供理论基础。采用相关分析、通径分析和主成分分析等方法,分析不同熟期甘蓝型油菜主要农艺性状、茎秆抗折力和菌核病发病率等与产量的关系。相关分析结果表明,早熟品种产量与单株有效角果数、每果粒数和茎秆中上部抗折力均呈显著或极显著正相关,中熟品种产量与株高、一次分枝高度、单株有效角果数、茎秆下部和茎秆中下部抗折力均呈极显著正相关。通径分析结果表明,早熟和中熟品种主要性状中,单株有效角果数对产量的直接作用最大。主要性状中,每果粒数对早熟品种产量的间接综合效应最大,中熟品种间接综合效应最大的是茎秆下部抗折力。主成分分析结果表明,早熟品种主要性状分为抗倒性状、株型性状、产量构成性状和抗病性状等4类性状。中熟品种为产量构成性状、株型性状和抗倒性性状等3类性状。研究表明,在四川省自然气候条件下,无论是早熟品种还是中熟品种选育,应在保证产量性状的同时,加强植株株型、抗倒性和抗病性的选择。     

甘蓝型油菜GPDH基因克隆及其生物信息学分析

为了进一步研究甘蓝型油菜GPDH基因,通过从拟南芥GPDH基因与甘蓝型油菜的共线性分析发现:拟南芥GPDH基因(At2g41540)在甘蓝型油菜A基因组和C基因组中有4个拷贝,分别为:GSBRNA2T00132785001、GSBRNA2T00024258001、GSBRNA2T00058395001、GSBRNA2T00019118001。从Gen Bank分别下载了它们的DNA序列和c DNA序列,c DNA序列依次命名为GPDH1、GPDH2、GPDH3、GPDH4。根据序列信息设计了4对不同的引物,从甘蓝型油菜湘油15号c DNA全长序列中扩增出了4条片段,分别命名为Bn GPDH1、Bn GPDH2、Bn GPDH3、Bn GPDH4。利用生物信息学软件和在线系统进行核苷酸序列分析和蛋白进化分析。结果显示:4条片段大小依次为1 395,1 395,1 389,1 536 bp。其中,Bn GPDH4翻译成氨基酸时序列中间出现终止密码子,不能合成有效蛋白。3个Bn GPDH蛋白的氨基酸数目为464,464和462个,理论分子量为51.584 4~51.829 7 k Da,二级结构α螺旋和无规则卷曲所占比例在42%左右,其次是延伸链所占比例约为15%。三者的跨膜结构总体来说是相同的。3个蛋白都由保守结构Gps A、NADB_Rossmann superfamily和NAD_Gly3P_dh_C superfamily组成,属于GPDH超基因家族。同源建模分析表明3个蛋白均能适用甘油3磷酸脱氢酶(Glycerol-3-phosphate dehydrogenase,GPDH)模型。对其进行亚细胞定位预测在细胞质膜的概率为79.0%。从序列分析、核苷酸聚类、理化性质预测、二级、三级结构预测、亚细胞定位预测、氨基酸聚类分析得出结论,它们具有GPDH基因家族的特征,为甘蓝型油菜GPDH基因家族中的成员。     

甘蓝型油菜早熟性状QTL定位及候选基因筛选

目前对于油菜早熟的研究主要围绕开花期性状进行,虽然开花期与生育期呈显著正相关,但却并不完全一致。对于油菜开花后一系列生长发育进程相关性状的遗传研究和QTL定位鲜有报道。本研究以成熟期差异较大的2个油菜品种‘花前早’和‘Global’构建的DH群体为材料,对影响油菜全生育期的各个发育阶段(开花期、花期持续时间、角果期持续时间和全生育期等)进行表型调查和QTL定位分析。共检测到30个早熟相关性状QTL位点,其中开花期、花期持续时间、角果期持续时间和全生育期等分别检测到12、5、4和9个QTL位点,解释了5.8%~22.4%的表型方差。发现4、2和1个全生育期QTL置信区间分别与开花期、花期持续时间、角果期持续时间位点置信区间完全或部分重叠。筛选到29个可能与油菜早熟性状相关的候选基因,它们通过调控花期或籽粒发育等生长发育进程影响油菜早熟。因此,在早熟性状的研究中,可以同时从开花期和籽粒发育过程入手,不但有利于使熟期进一步提前,也可减缓早熟油菜品种过早开花导致的冬前低温寒潮天气的不利影响。     

甘蓝型油菜千粒重全基因组关联分析

千粒重是油菜产量构成的重要因素之一。本研究利用高通量SNP芯片对496份具有代表性的油菜种质资源进行基因型分析,考察群体在3个环境(14NJ、15TZ、16TZ)中的千粒重表型,利用混合线性模型(mixed linear model,MLM)和一般线性模型(general linear model,GLM)进行全基因组关联分析。结果表明,本群体在3个环境中千粒重的广义遗传力为63.12%。MLM模型检测到6个显著位点,解释28.92%的表型变异;GLM模型检测到61个显著位点,解释47.08%的表型变异。合并共同位点后得到62个显著位点,联合解释47.31%的表型变异。这些位点分布在基因组所有染色体上,在A07、A03和C06染色体上分别检测到数目最多的9、8和7个位点。其中效应最大的位点Bn-scaff_17526_1-p1066214位于C09染色体,在MLM和GLM模型中表型贡献值分别为5.55%和15.26%。21个位点与前人报道的QTL重叠,其中8个位点得到至少2个群体的验证。其余41个位点为新鉴定的位点,其中多个位点效应高且在多环境中被检测到,如位点Bn-A03-p560769、Bn-scaff_15743_1-p599416和Bn-scaff_15743_1-p590955等。在11个位点附近找到DGAT、EOD3、AGL61、WRI1、DA2、RAV1等拟南芥已报道千粒重基因的同源基因。本研究结果有助于解析甘蓝型油菜千粒重的遗传基础,为研究千粒重的调控机制、指导千粒重的遗传改良奠定基础。     

人工合成甘蓝型油菜抗旱性及DNA甲基化水平分析

甘蓝型油菜是具有重要经济价值的多倍体物种,是优质食用植物油和饲料蛋白质的重要来源之一。但是其驯化历史较短,遗传背景狭窄,且在整个生命周期中都对干旱胁迫敏感,因此培育高产耐旱品种是甘蓝型油菜的重要育种目标之一。本文用15%PEG-6000模拟干旱胁迫,对人工合成甘蓝型油菜不同世代(S1～S4)及其二倍体亲本进行不同时间的胁迫处理,并结合表型观察,以及叶片中丙二醛(MDA)、可溶性蛋白含量、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)等生理指标的测定,初步了解上述材料的抗旱性差异。结合表型观察和叶片中相对含水量分析,发现人工合成甘蓝型油菜S1～S4及其亲本的抗旱性表现为甘蓝 Bn-S3 Bn-S4 Bn-S1 Bn-S2白菜型油菜。干旱胁迫后Bn-S3、Bn-S4的POD及SOD活性较高,MDA含量较低,表明Bn-S3和Bn-S4能更加有效地清除活性氧(ROS),对过氧化损伤的防御能力更强。通过HPLC分析发现所有材料的甲基化水平在胁迫12 h时最高,其中亲本白菜型油菜Br的甲基化水平最高, Bn-S1和Bn-S4介于两亲本之间,而Bn-S2和Bn-S3低于两亲本。甲基化敏感多态性分析也显示人工合成甘蓝型油菜在干旱胁迫后,甲基化和去甲基化水平均发生了明显的变化,表明植物的甲基化变化可能有利于提高其抗旱能力。     

甘蓝型油菜每角粒数的全基因组关联分析

每角粒数是油菜重要的产量构成因子,增加每角粒数有助于提高油菜的籽粒产量。利用Illumina 60K SNP芯片对496份具有代表性的油菜资源进行基因型分析,考察该群体在2个环境中的每角粒数,利用MLM和GLM模型进行全基因组关联分析。结果表明,本群体在2个环境中每角粒数的广义遗传力为57.7%。利用MLM和GLM模型分别检测到9个和20个位点,所有MLM位点均得到GLM结果的验证。6个位点与前人定位的QTL重叠,其中2个位点得到2次验证,其余14个是新位点。在7个位点附近找到了候选基因,其中在C09染色体的位点Bn-scaff155761-p74980附近找到已克隆的油菜每角粒数基因BnaC9.SMG7b,在其余6个位点附近找到GRDP1、SPATULA、HVA22D、DA2等已知的拟南芥每角粒数基因的同源基因。本研究结果有助于解析油菜每角粒数的遗传基础及其调控机制,为每角粒数的遗传改良奠定了基础。     

甘蓝型油菜主要农艺性状的主成分分析

为了研究甘蓝型油菜各农艺性状之间的相互关系,提高油菜新品种的选育效率,对229份DH纯系材料进行农艺性状（包括株高、分枝高度、一次分枝数、主花序长度、主花序角果数、单株经济学产量和单株生物学产量等）的相关性和主成分分析。结果表明,株高、分枝高度、主花序长度、单株生物学产量和单株经济学产量等5个性状偏向于父本,而一次分枝数和主花序角果数偏向于母本。相关性分析显示,株高、分枝高度、主花序角果数、单株经济学产量和单株生物学产量之间均呈现极显著正相关,一次分枝数与株高和分枝高度之间呈负相关。主成分分析可将农艺性状综合为株高因子、一次分枝数因子、主花序角果数因子和分枝高度因子,累计贡献率达90.0%,基本涵盖了农艺性状的全部信息。     

大麦种质资源成株期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选

干旱是影响大麦生产的主要因素之一。在鉴定大麦种质资源成株期抗旱性的基础上,筛选抗旱指标,可为培育抗旱品种提供依据。本研究在2016和2017年在大麦生长主要需水期平均降雨量不足40 mm的甘肃省武威市进行田间试验,以30份大麦种质资源为研究对象,设置正常灌水和干旱胁迫处理,测定大麦株高、穗长、分蘖数、单株粒数、单株粒重、穗粒数、千粒重和产量,采用抗旱性度量值(D)、综合抗旱系数(CDC)、加权抗旱系数(WDC)、相关分析、频次分析、主成分分析、灰色关联度分析、隶属函数分析、聚类分析和逐步回归分析相结合的办法,对其进行抗旱性鉴定及抗旱指标的筛选。干旱胁迫对测定的各指标均有极显著影响。频次分析表明,各指标对干旱胁迫反应的敏感程度依次为产量、株高、单株粒重、穗长、单株粒数、分蘖数、穗粒数和千粒重。相关分析表明,产量与株高、穗长、分蘖数、单株粒数和单株粒重呈极显著正相关,与穗粒数呈显著正相关、与千粒重呈不显著正相关。主成分分析表明,5个主成分可以代表大麦抗旱性86.39%的原始数据信息量。基于D值、CDC值和WDC值的大麦种质资源抗旱性排序基本一致。灰色关联度分析表明,各指标单项抗旱系数值与D值间的关联度依次为产量、单株粒重、单株粒数、穗长、株高、分蘖、穗粒数和千粒重,各指标DC值与WDC值间的关联大小依次为单株粒重、产量、单株粒数、分蘖、穗长、穗粒数、株高和千粒重。根据D值进行聚类分析,将供试大麦种质资源依据抗旱性从强到弱分为5个抗旱等级,其中1级5份、2级1份、3级11份、4级10份、5级3份。除分蘖和千粒重外,其余指标的隶属函数值、CDC值、D值和WDC值均随着抗旱级别的升高而增大。回归分析表明, 5个测定指标均与D值密切相关。干旱胁迫对大麦种质资源成株期各指标均有极显著影响。确定了D值为适宜的抗旱鉴定指标。筛选出成株期抗旱性强的大麦种质资源甘啤7号、Z06-278-9、MERIT、NEVADA和西藏25,可为大麦抗旱育种、抗旱机制以及干旱调控缓解机制的研究提供技术支持。穗长、单株粒数、单株粒重、穗粒数、产量可作为大麦种质资源成株期简单、直观的抗旱评价指标。     

甘蓝型油菜杂种优势和过氧化物酶的关系分析

对3个甘蓝型油菜杂交组合和亲本的农艺性状表现及其与过氧化物酶活性的关系进行了浅析,研究结果表明：杂种的产量性状,如单株粒重、单株有效角果数、有效分枝数、主花序有效角果数等,比其双亲有明显的优势;杂种花期的过氧化物酶活性高于双亲,与株高、有效分枝数、有效角果数、千粒重等性状具有显著的相关性;杂种的过氧化物酶同工酶谱表现为双亲的互补型。     

甘蓝型油菜白花突变体的遗传研究和白花胞质雄性不育系的选育

用白花突变体和白花不育突变体分别选育白花品系G95150和白花胞质不育系7600 A。遗传研究表明,白花对黄花由一对不完全显性基因控制。7600A在农艺性状上与其保持系G95150完全一致：叶色浓绿,植株较矮（163.5 cm）、生育期较长（243天）、抗寒能力较差（冻害率100%,冻害指数33.8）。7600A花色纯白、花瓣皱缩、花药小、低温存在微量花粉。G95150和7600 A的芥酸含量为0.8854 %,硫甙含量70.5461μmol/g。     

油菜不同产量类型品种氮素吸收与利用特性研究

摘要: 【研究目的】探讨甘蓝型油菜不同产量类型品种氮素吸收与利用特性。【方法】在不同土壤肥力条件下以甘蓝型油菜品种（2006-2007年度73个、2007-2008年度98个）为材料,成熟期测定各器官干物重、氮素含量,采用组内最小平方和动态聚类方法对供试品种产量进行聚类。研究不同产量类型品种氮素积累与分配差异。【结果】结果表明：供试品种间产量差异很大,类型间差异显著。随着产量增加,氮素吸收总量、氮素籽粒生产效率增加,籽粒氮素积累量增加,茎枝、果壳氮素分配比例下降,籽粒氮素比例增加。土壤肥力高,植株吸氮总量增加,氮素籽粒生产效率降低。【结论】增加氮素吸收总量,促进氮素向籽粒中输送,使得高产和高氮素利用效率统一。     

Genetic analysis of rapeseed self-incompatibility lines reveals significant heterosis of different patterns for yield and oil content traits

Self‐incompatibility is one of the most effective approaches to utilizing heterosis in oilseed rape around the world. To evaluate the heterosis of double low self‐incompatibility, the possibility of combining seed yield and oil content, and the genetic effects of parents on their hybrid progenies, a 2‐year field trial using a 3 × 22 NC II mating design was conducted during the 1999‐2001 growing seasons in Wuhan, China. Significant differences in seed yield per plant and seed oil content were observed among the F1 hybrids and between F1 progenies and their parents. However, the heterosis for seed yield per plant was much greater than that for seed oil content. Mid‐parent heterosis and high‐parent heterosis of seed yield per plant ranged from 5.50 to 64.11% and from –2.81 to 46.02%, while those of seed oil content ranged from –1.55 to 7.44% and –3.61 to 6.55%, respectively. Non‐additive genetic effects were a major mechanism that accounted for the yield heterosis in addition to additive effects. In contrast, seed oil content heterosis was mainly dependent on an additive genetic effect. General combining ability (GCA) determined the stability of hybrid cultivars. In hybrid breeding, parental materials might be selected by the sum of GCAs and variances of special combining abilities (SCAs) of female and male parents for traits affected by both additive and non‐additive effects, and by the sum of GCAs of two parents for traits controlled mainly by additive effects. Primary branches and their siliques were the most important yield traits.     

新型抗广谱性除草剂草甘膦转基因油菜的创制及其鉴定

草甘膦是世界上应用最广泛的广谱性除草剂,目前我国还没有自主知识产权的抗草甘膦油菜品种。本研究利用农杆菌介导的油菜下胚轴遗传转化方法,将新型抗草甘膦基因I.variabilis EPSPS转入甘蓝型油菜品系J9707中,获得了126株阳性转化株,阳性率为97.0%。这些转化单株中的T-DNA插入以单拷贝为主(占44.8%)。通过反向PCR确定了EPS-2、EPS-6和EPS-7等油菜转化体中T-DNA插入位置,并设计转化体特异性引物对它们的T0~T3代材料进行检测,证明了它们的T-DNA在基因组水平上整合的稳定性。RNA和蛋白水平的表达分析证实,I.variabilis EPSPS转基因及其蛋白产物在各转化株系不同世代能够稳定表达。苗期进行不同剂量的除草剂喷施处理发现,EPS-1、EPS-2、EPS-5、EPS-6和EPS-7等株系可耐受4倍田间推荐使用剂量的草甘膦。本研究所创建的新型抗草甘膦油菜种质资源将为我国抗除草剂油菜品种培育奠定了重要基础。     

甘蓝型油菜花叶性状的遗传及基因定位

为明确甘蓝型油菜花叶性状的遗传特点,开发与花叶性状连锁的分子标记。以甘蓝型油菜品系2205(圆叶)、1423(花叶)为亲本,构建了3个世代群体:F1、BC1和F2,探讨花叶性状的遗传规律;利用分子标记技术对花叶基因进行定位。结果表明,F1植株叶形表现为花叶,BC1(F1×2205)和F2中花叶与圆叶的植株分离比分别符合1∶1和3∶1,说明甘蓝型油菜的花叶性状受1对不完全显性基因控制。利用集团分离法(BSA)筛选637对SSR引物,共筛选到了3个与花叶基因紧密连锁的SSR标记:CB10079、BNGMS114和BNGMS385。连锁分析发现,这3个连锁标记均位于花叶基因的一侧,其中BNGMS114与花叶基因的遗传距离最近,其遗传距离为2.5 c M。将这3个连锁标记的序列与白菜基因组的序列进行比对,结果发现它们与白菜A10染色体的序列共线性较好,花叶基因位于A10染色体的15.70 Mb下游区段。上述标记的获得为油菜花叶性状的分子标记辅助选择育种以及花叶基因的克隆奠定理论基础。