应用近红外(NIRS)技术分析小样品油菜籽粒含油量及硫甙含量

[目的]对193份甘蓝型油菜籽粒进行常量样品(3.0 g)及小量样品(0.3 g)含油量及硫甙含量近红外光谱分析技术(NIRS)分析和回归模型研究,以期在育种过程中建立实用的油菜小样品含油量及硫甙含量测定数学模型.[方法]利用NIRS对甘蓝型油菜籽粒进行含油量及硫甙含量测定,并进行回归分析.[结果]在众多回归模型中,对于小量样品籽粒含油量及硫甙含量,二次模型均为最优拟合模型,回归方程式分别为:y=40.190+0.892x-0.007x2(R2=0.970);y=-92.040+0.748x+0.002x2(R2=0.960)(y为常量测量结果,x为小量测量结果).[结论]获得的二次回归方程式可以很好地将小量样品测定数据转化为常量样品分析结果,为高含油量和低硫甙油菜品种的选育奠定基础.     

NIRS定量分析油菜种子含油量、蛋白质含量数学模型的创建

 用近红外光谱 (NIRS)分析油菜品质。采用残余法测试了近 2 116份甘蓝型油菜品种资源种子的含油量 ,用近红外仪采集数据 ,选择 12 88份代表性样品 ,建立了数学模型。用该模型测试 96份待测样品 ,其NIRS的测试值与残余法测试的油菜种子含油量实测值相关系数为 0 .950 3 ,相对误差小于 3 .5% ,用凯氏定氮法测试了 63 7份油菜籽饼粕的蛋白质含量 ,选择 168份代表性样品 ,建立数学模型。 3 0份样品检测模型 ,NIRS测试值与凯氏定氮法测试的油菜籽饼粕蛋白质含量的实测值相关系数为 0 .9515,相对误差小于 6%。结果表明 ,这 2个数学模型已经可用来准确、快速、无污染、低消耗的测试油菜种子含油量和蛋白质含量     

甘蓝型优质油菜籽粒含油量和千粒质量相关性分析

检测了2004—2005年国家油菜区域试验8个区的甘蓝型油菜品种(系)的籽粒含油量与千粒质量,并进行相关性分析,结果表明,长江上游区(1,2组)、长江中游区(A,B,R组)、黄淮区和长江下游区(C,D组)共计8个区的甘蓝型油菜品种(系)的籽粒含油量与千粒质量的相关系数分别为-0.011 3,0.357 9,-0.268 4,0.194 6,0.150 0,0.523 0,-0.326 6和0.205 3,即除了黄淮区的油菜籽粒含油量与千粒质量呈中度相关外,其它7个区都呈弱度相关或基本无相关性。     

近红外光谱法在测定油菜籽含油量及脂肪酸组成中的应用

用傅立叶变换近红外技术非破坏性测定油菜籽的油酸、芥酸和含油量,并建立数学模型.内部交叉验证表明:该方法测定上述3个品质参数的定标方程决定系数分别为0.979 2、0.992 4和0.974 9, 均方差依次为1.96、1.56和0.67,与化学测定方法有类似的准确性和精确性.外部检验结果表明,油酸、芥酸和含油量的近红外测定值与化学测定值之间相关系数分别为0.99,0.99和0.97,平均绝对误差和相对误差分别为2.31%、0.29%、0.76%和4.21%、3.40%、1.90%.装样质量对近红外测定值精度影响试验结果表明:当装样质量为0.50 g时,对测定值影响较大;当装样质量为1.00～1.50 g时,对测定结果影响较小;当装样质量大于1.50 g时,近红外测定值与化学测定值基本一致.重复性分析结果表明,近红外光谱分析法重复性好,达到国标要求.近红外光谱分析技术完全可以用来快速、简便、非破坏性测定育种材料,是油菜低世代材料品质筛选的重要手段.     

油菜样品前处理方法对近红外品质分析结果的影响

采用模拟的方法制造出油菜“异常”样品 ,并通过其与正常样品的近红外分析结果的比较 ,探讨样品量、芽粒率、瘪粒率、含水量以及浸泡处理模拟雨淋后的油菜籽对近红外品质分析结果的影响。结果表明 :样品量、含水量以及芽粒率对近红外测定结果有很大的影响 ;瘪粒率的影响较小 ;而浸泡处理对近红外品质分析结果没有影响。     

甘蓝型油菜粒色与含油量的研究

采用传统方法对甘蓝型油菜种皮色泽进行粒色分级,测定其皮壳率、籽粒含油量、皮壳含油量、胚含油量,并进行相关性分析,以籽粒含油量为目标性状进行通径分析。结果表明:甘蓝型油菜粒色与籽粒含油量呈极显著负相关(r=-0.8519**),与皮壳率呈极显著正相关(r=0.9208**);粒色与籽粒含油量的直接通径系数为-0.71169。甘蓝型黄籽油菜含油量明显高于黑籽油菜的含油量;皮壳率对含油量具有显著的影响。     

近红外光谱（NIRS）分析技术及其在农业中的应用

论述了近红外光谱（NIRS）分析技术的原理、技术发展进程及其应用现状、发展前景。     

近红外反射光谱（NIRS）分析技术及其在农业上的应用

论述了近红外光谱（NIRS）分析技术的原理、技术特点,介绍了近红外光谱仪、光谱预处理方法以及化学计量学研究的发展过程,最后重点论述近红外反射光谱技术的应用现状及其发展前景。     

不同环境下甘蓝型油菜含油量的杂种优势及配合力分析

用6个含油量不同的甘蓝型油菜品系,按照Griffing方法Ⅰ配制30个正反交组合,加上6个自交系亲本,共36个组合,在四川雅安和安县两个试验点进行随机区组试验,对油菜籽含油量杂种优势及配合力进行分析,并观察环境效应。结果表明：含油量在两个不同环境下大多数组合都具有明显的中亲优势,多数组合表现出超亲优势,含油量杂种优势在不同环境下表现有差异,但出现杂种优势的组合具有较高一致性。含油量的广义遗传力大于90％,狭义遗传力大于70％。各材料间的含油量一般配合力和特殊配合力均存在极显著的差异,配合力也受环境的影响,但在不同环境下配合力的表现总体上一致。含油量反交效应达极显著。分析表明,高含油量杂交油菜选育应以高一般配合力的亲本选配为主。     

油菜含油量性状QTL关联分析及有利等位基因在品种中的构成分析

【目的】验证不同遗传背景下7个含油量QTL的稳定性、通用性和实用性,检测QTL连锁标记辅助选择提高含油量的可行性,发掘可能实质性影响油菜含油量性状的候选基因。【方法】利用已发表的SG群体在11种环境下的QTL结果,在7个主效QTL峰值或置信区间内选择14个油脂形成相关候选基因标记对81份核心种质两年度的含油量数据进行关联分析,并鉴定各QTL位点高油等位基因在不同品种中的分布。【结果】4个QTL（OilA1、OilA5、OilA7和OilC8-1）位点的6个连锁标记在81个品种高、低2种等位基因间平均含油量差异达到显著或极显著;对其中4个标记Ra2E04、ZAAS919、ZAAS828和ZAAS441的跟踪选择和聚合,可相应提高含油量5个以上百分点;根据标记基因型推测,OilA1和OilC8-1位点,超过80%的欧洲春、冬油菜品种中已含Sollux高油等位基因,但中国品种中则80%和60%的品种含低油等位基因;OilA5和OilA7位点上,几乎所有被检欧洲材料均不含Gaoyou高油等位基因,而中国双低和双高品种中也只有约20%-30%含此有利等位基因。【结论】与4个QTL连锁的6个拟南芥油脂相关同源基因（At3g51830、At2g42450、At2g44620、At1g73600、At1g73480和At1g13560）有可能实质性参与油菜种子油分累积;当聚合了包括OilA7在内的3个或3个以上QTL位点高油等位基因时,含油量可相应提高5个百分点;所揭示的4个QTL高油等位基因在中国尚有较大利用空间而OilA5和OilA7的Gaoyou等位基因可能尤为欧洲油菜育种家们关注。     

高含油量油菜品系遗传多样性分析

为研究和揭示高含油量油菜品系资源的遗传多样性,研究通过多态性丰富的8对SRAP引物组合对不同来源的54份甘蓝型油菜高含油量品系进行了遗传分析。8对引物组合的有效等位基因数(Ne)、Nei’s基因多样性指数(H)、 Shannon’s信息指数(I)和多态性信息含量(PIC)平均值分别为1.74、1.46、 0.27和0.4;该结果表明SRAP技术对高含油量油菜品系的多样性分析具有较高的检测率。聚类结果分析显示品系间的最大遗传相似系数为0.98,最小为0.71,具有较高的遗传多样性。在遗传相似系数为0.78时可将所有品系分为6大类群,Ⅰ-Ⅳ由23569等来自加拿大和我国不同油菜生态区的6份材料组成,Ⅴ和Ⅵ类则由38份和10份材料构成,占绝大多数。其中第Ⅴ类将黄色、中间色和大多数含油量高的品系聚在一起;黑色、中间色和相对较低含油量的材料则聚在第Ⅵ类中;同时,Ⅴ和Ⅵ也可分成3个和2个亚类。高油种质资源聚类与粒色、含油量关系密切,而与地理来源、芥酸、硫苷等关联性较小,各类群材料与地域来源、含油量、粒色、品质等性状没有单一的指向性关系,相互独立又相互渗透。     

油菜籽含油量和蛋白质含量的种子胚与母体植株QTL定位

【目的】利用甘蓝型油菜TN DH群体分别与双亲Tapidor和Ningyou7回交构建的BC1F1 1和BC1F1 2两个群体,分析油菜籽含油量和蛋白质含量的种子胚和母体植株两套不同核基因组的QTL及其遗传效应,以明确QTL在不同遗传体系中的分布状况以及连锁的分子标记,研究环境互作效应对不同遗传体系QTL定位的影响,探讨相应品质性状分子标记辅助选择的最优策略和方法。【方法】按照常规田间试验方法种植202个TN DH群体材料与双亲,采用2年、2次重复、随机区组试验设计,开花时通过双向回交构建BC1F1 1和BC1F1 2两个群体,收获双亲和回交群体的种子。利用可分析含油量和蛋白质含量的近红外分析模型和方法测定油菜籽含油量和蛋白质含量。结合甘蓝型油菜分子标记连锁遗传图谱以及新创建的双子叶作物种子品质性状两套遗传体系的QTL定位方法和作图软件,对不同年份BC1F1 1和BC1F1 2油菜籽含油量和蛋白质含量进行QTL定位分析。【结果】共检测到7个与油菜籽含油量和蛋白质含量相关的QTL,分布在A1、A4、A6、A7、C2和C5连锁群上,其中,4个与含油量相关的QTL和3个控制蛋白质含量的QTL对表型的总贡献率分别为49.1%和59.6%。检测到的QTL均具有极显著的胚加性主效应和母体加性主效应,其中4个QTL具有显著或极显著的胚显性主效应、2个与含油量相关的QTL具有极显著的环境互作效应。qOC-6-3和qPC-4-1作为控制含油量和蛋白质含量的重要QTL,分别能解释36.3%和37.9%的表型变异;而qOC-4-2和qPC-4-1均被定位在甘蓝型油菜A4连锁群相同的位点上,位于分子标记HS-K02-2和HBR094之间,QTL峰值位置为18.5 cM,置信区间为17.5-19.4 cM。【结论】甘蓝型油菜籽含油量和蛋白质含量的表现会同时受到种子胚和母体植株两套不同遗传体系核基因组QTL表达效应的影响,其中环境互作效应对含油量表现的作用更为明显,而控制蛋白质含量表现的QTL在不同环境条件下的表达较为稳定。在A6和A4连锁群上检测到的qOC-6-3和qPC-4-1是2个控制含油量和蛋白质含量的主效QTL,同时2个控制蛋白质含量的QTL尚未见报道。     

近红外光谱分析技术在油菜品质育种中的应用

近红外光谱分析技术较之传统品质分析方法具有快速、简便、样品用量少且不破损样品、无药品污染的特点,其准确度、稳定性良好,是油菜品质分析的一种理想的方法。     

甘蓝型油菜含油量及皮壳率的QTL分析

【目的】通过构建甘蓝型油菜遗传连锁图谱，对含油量及皮壳率进行QTL分析。【方法】以黄籽亲本GH06和黑籽亲本P174杂交得到的F2:6家系的188个株系为作图群体，利用SRAP、SSR、AFLP及TRAP四种标记构建遗传连锁图谱，在此基础上采用复合区间作图法（CIM）对含油量及皮壳率两个性状进行QTL分析。【结果】图谱包含19个连锁群、300个标记位点，总长为1 248.5 cM。共得到7个与含油量相关的QTL，单位点遗传贡献率在3.73%～10.46%之间；4个与皮壳率相关的QTL，单位点遗传贡献率在4.89%～6.84%之间。【结论】黄籽油菜具有高含油量的优势；皮壳率对含油量有显著影响；SRAP标记具有较好的检测QTL位点的能力。     

"渝黄1号"高含油量栽培综合农艺措施优化分析

以密度、氮素、磷素、钾素等为参试因子,采用四元二次回归正交旋转组合设计,对新型甘蓝型黄籽油菜杂交种"渝黄1号"高含油量栽培的综合农艺措施进行了研究.结果表明:在相同或相似条件下,种子含油量大于45.11%的适宜农艺措施组合为:密度以13.0～14.0万株/hm2为适宜,氮素(纯N)以117.3～132.7 kg/hm2为佳;磷素(纯P)以133.8～149.6 kg/hm2为适宜;钾素(纯K)以109.0～136.9 kg/hm2为佳.主要农艺措施对种子含油量增减作用的大小依次为:磷素》氮素》密度》钾素.     

基于近红外分析的样品预处理对油菜种子品质指标的影响

为了弄清样品量、水分含量、发霉率、芽粒率和成熟度对油菜种子品质指标的影响,采用近红外分析方法,对其进行试验分析。结果表明:样品量为5g、3.5g和3g时,2个品种(油研50和盛油15)的芥酸、含油量、硫甙、蛋白质和水分含量间的差异不明显;为1.5g和1g时,2个品种各指标含量差异随着样品量的减少而呈上升趋势。随着样品含水量的下降,2个品种的芥酸、含油量和水分含量呈明显的下降趋势,而硫甙和蛋白质含量则呈明显的上升趋势。随着发霉种子比例的增加,2个品种的芥酸、硫甙和水分含量呈逐渐上升的趋势,而含油量和蛋白质含量则呈逐渐下降的趋势。随着芽粒率种子比例的增加,2个品种的含油量和蛋白质含量呈明显的下降趋势,而硫甙含量则呈明显的上升趋势。随着成熟度的增加,2个品种的芥酸、硫甙和水分含量呈逐渐下降趋势,而含油量和蛋白质含量则呈逐渐上升的趋势。结论:样品量低于3g、含水量低于7%,发霉率和发芽率超过20%以及收获不够成熟的种子均不能反应待测样品真实的品质指标。     

整合关联分析和共表达网络分析挖掘甘蓝型油菜籽粒质量候选基因

甘蓝型油菜是中国重要的油料作物,籽粒质量是油菜产量构成的重要因素。本研究利用A-D Test模型对496份油菜的籽粒质量进行全基因组关联分析,共检测到19个显著位点,联合解释34.1%的表型变异。整合A-D Test及前期混合线性模型和一般线性模型结果后得到71个位点,联合解释50.1%的表型变异。在22个位点置信区间内找到ARF2、NPC6、TTG2和WRI1等已被报道的拟南芥中的籽粒质量基因的同源基因。同时,利用大粒品种中双11和中小粒品种中油821的籽粒和角果皮转录组数据进行加权基因共表达网络分析,构建了13个共表达模块,其中紫色(purple)和洋红色(magenta)模块与籽粒质量表型显著相关。GO富集分析结果表明,2个模块在L-苯丙氨酸氨基转移酶活性、硫双加氧酶活性、焦磷酸酶活性和RNA解旋酶活性等显著富集。2个模块中的枢纽基因BnaA06g00850D、BnaA01g00990D、BnaC06g10000D和BnaC02g44260D等的同源基因为ETHE1、DAR1、GLN1;1和SMG7等拟南芥籽粒质量已知基因。整合全基因组关联分析和加权基因共表达网络分析的分析结果,...     

不同环境下油菜主要品质性状与含油量的相关及通径分析

[目的]探讨油菜含油量与主要品质性状的相关性及各主要品质性状对含油量的直接效应和间接效应。[方法]以521份油菜自交系为材料,对不同环境下油菜的10个品质性状与含油量进行相关及通径分析。[结果]在不同环境下,含油量与花生烯酸均呈极显著或显著正相关,与蛋白质含量、棕榈酸、硫苷和亚油酸呈显著或极显著负相关。通径分析表明,不同环境下,黄籽度和亚麻酸对含油量均有较大的直接正作用,蛋白质含量、棕榈酸和硫苷对含油量有较大的直接负作用。其余5个品质性状对含油量的直接作用因环境的不同有所差异,需进一步研究。[结论]油菜高油优质品种的选育过程中应关注选择籽粒偏黄品种,适当降低棕榈酸和硫苷,同时充分考虑亚麻酸对含油量的直接正作用,在可接受的亚麻酸范围内选择合适的育种材料。