甘蓝型油菜在海南种植的生育期、品质性状和育性分析

为进一步拓展自育早熟甘蓝型油菜新品种(系)的种植区域及多功能用途,本试验主要在海南省海口市和东方市种植并研究了63份甘蓝型油菜和3份白菜型油菜品种(系)分期播种和不同栽培方式下各材料生育期、菜籽品质和高温耐热表现的变化。结果表明,在海口市越冬种植单作甘蓝型油菜有33份品种(系)呈现早熟的特点,生育期为77～124 d,在东方市与苦瓜间作秋播的生育期在89～145 d之间,可与苦瓜套作收获的甘蓝型油菜有22份品系(苦瓜生育期≤120 d)。越冬种植和间作种植的甘蓝型油菜含油量均值为32.82%和32.35%,其中‘利油杂718’的含油量最高,为42.52%。海口越冬种植品种有4个低芥酸品种(≤3%)和17个低硫苷品种(≤30%);在东方市与苦瓜间作的29份材料中有3份低芥酸和13份低硫苷,其中越冬品种20N9-314-1和秋播品种20N9-314-2符合双低标准,不同季节或地点种植种子品质略有变化。在海口夏播参试材料中5份材料(20N9-114-1×20N9-115-1, 440-1, 20N9-356-1,‘硒滋圆2号’和21QZ-314-2)由室外移入室内培养箱后,不育转变为部分不育...     

甘蓝型油菜GZ522早花性状形成的分子基础

选择适当早花早熟的油菜资源是解决多熟制生产中冬季作物油菜与其它夏季作物接茬矛盾的关键;早花是早熟的基础,对油菜早花材料的早花形成原因开展研究,有利于通过分子育种加速选育适合生产需要的新品种.本研究选取稳定的早花早熟品系GZ522作为研究对象,以甘蓝型油菜XY15为对照,采用生物统计学和分子生物学方法对其农艺性状和早花形...     

油菜(Brassica napus L.)矮化研究进展

油菜(Brassica napus L.)是具有重要影响的油料作物.通过杂交育种在油菜上的运用,获得了相较于旧品种在生活力、生长势、抗逆性、适应力、产量、品质等方面具有更大优势的新品种,但同时也带来了油菜倒伏与机械化生产率无法提高等问题.水稻和小麦相关的矮化研究与应用是绿色革命的重要组成部分,这为人们改良油菜品种提供了...     

甘蓝型油菜开花期全基因组关联分析及开花基因标记开发

随着南方稻-稻-油三熟制种植模式的推进和油菜机械化生产的要求,选育油菜早熟品种是现阶段中国南方油菜育种的重要研究目标.本研究对100份油菜品种进行简化基因组测序并调查开花时间,利用混合线性模型进行全基因组关联分析,进行SNP等位基因间的表型差异分析.结果表明,检测到69个SNP与开花时间显著关联,可以解释13.42％～...     

甘蓝型油菜桔黄花色基因的QTL-seq遗传分析及InDel分子标记开发

本研究以甘蓝型油菜黄色花株系16G097和桔黄色花株系J为亲本,回交获得BC1F1世代花色分离群体。对该分离群体的花色差异单株,通过混池分离分析法(BSA)与全基因组重测序(QTL-seq)技术,对桔黄色花性状调控基因进行初步的遗传分析。结果表明,一个主要的候选区域位于甘蓝型油菜的C09染色体区域(C09:4.64~8.28 Mb)。根据该区域的插入/缺失(InDel)变异位点,开发InDel分子标记,经过筛选获得与桔黄色花性状连锁的共显性分子标记2个(BnaC0919, BnaC0934),这个结果也验证了桔黄花色调控基因的候选区域。这些研究结果有利于进一步分离桔黄花色调控基因的候选区段,并为甘蓝型油菜遗传学研究和分子育种提供有价值的资源。     

甘蓝型油菜隐性核不育两用系S45AB中与MS2Bnap基因同源片段的克隆及序列分析

以甘蓝型油菜隐性核不育两用系S45AB的可育株和不育株为材料, 提取减数分裂期与单核期的花粉mRNA, 反转录合成cDNA, 并以其为模板扩增花粉特异基因MS2Bnap. 结果减数分裂期能扩出产物, 而单核期无任何产物. 将减数分裂期的扩增产物克隆、测序. 同源性分析表明: 在S45AB上克隆的MS2Bnap基因与Gene Bank公布的拟南芥控     

油菜Pol-CMS Rfp候选基因区域SSR标记开发与应用

波里马细胞质雄性不育系(Pol-CMS)的育性受环境温度影响较大,在杂交制种过程中易自交结实产生假杂种,从而影响杂交种的纯度质量,在生产上对母本假杂种的检测是杂交种纯度鉴定的关键。本研究利用已公布的Pol-CMS候选恢复基因Rfp编码序列,通过在白菜型油菜和甘蓝型油菜基因组进行同源序列比对,然后基于Rfp候选基因区域同源序列开发恢复基因的特异SSR标记,并应用于油菜杂交种纯度鉴定研究。研究结果表明,利用已公布Pol-CMS恢复基因1 953 bp编码序列获取Rfp在基因组所在区段,在该区域及上、下游15K区域共获得32个SSR位点;其中,1个位点在供试的Pol-CMS不育系和恢复系间具有多态性,该标记为共显性标记,在不育系中的扩增产物大小为162 bp,在恢复系中为184 bp;与不育系相比,恢复系的扩增序列存在一个15 bp和一个7 bp的片段插入;在‘沣油737’的F2分离群体中,该标记与育性恢复性状呈共分离遗传;利用该标记对‘沣油737’、‘沣油320’和‘沣油958’杂交制种样品的纯度鉴定结果与田间育性鉴定结果一致,表明本研究开发的SSR标记为Rfp基因紧密连锁的共显性标记,在...     

低温胁迫下甘蓝型冬油菜蛋白质组学及光合特性分析

为了探明低温胁迫对甘蓝型冬油菜光合特性的影响,本研究采用抗寒性不同的两种甘蓝型冬油菜,在低温(-4℃)处理下对其蛋白质组学进行分析.结果 表明,低温处理下,甘蓝型冬油菜叶片萎蔫下垂,叶绿体膜质出现不同程度的破裂,叶绿体基质出现断裂,保卫细胞淀粉粒由多变少、由大变小.气孔处于关闭或半关闭状态,胞间二氧化碳浓度(Ci)增加,气孔导度(Gs)、净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)减小,相较于强抗寒品种,冷敏感品种受害症状更明显.2-DE和PDQuest8.0.1软件对强抗寒品种分析表明,低温胁迫下具有显著差异蛋白点414个,对表达变化量在2倍丰度以上的24个蛋白点进行质谱分析鉴定.成功鉴定出的20个蛋白参与能量代谢、氧化磷酸化、氨基酸代谢、光合生物的固碳作用和光合作用蛋白等过程.综上,低温胁迫下,冷敏感品种气孔关闭,叶绿体受损,进而使其净光合速率下降,淀粉积累量减少,导致其越冬困难;强抗寒品种气孔不完全关闭,叶绿体受损较小,且与光合作用相关的蛋白上调表达,净光合速率下降较小,淀粉粒积累较多,能安全越冬.本研究揭示了甘蓝型冬油菜低温胁迫下光合适应机制,为强抗寒甘蓝型冬油菜育种提高理论依据.     

118份春性甘蓝型油菜恢复系的桔红花色位点鉴定

甘蓝型油菜桔红花色恢复系在杂交制种过程中起到指示作用,可去除杂株,因此培育出桔红花色优良恢复系是十分有必要的。本研究利用已开发的与桔红花色位点Bnpc1和Bnpc2紧密连锁的4个分子标记对118份春性甘蓝型油菜恢复系的桔红花色位点基因型进行鉴定,从中筛选出Bnpc1位点为显性,Bnpc2位点为隐性(BnPC1 BnPC1 Bnpc2 Bnpc2)或Bnpc1位点为隐性,Bnpc2位点为显性(Bnpc1 Bnpc1 BnPC2 BnPC2)的纯合黄花资源,从而可以利用这两种基因型恢复系相互杂交,选育出桔红花色优良恢复系。这为培育出桔红花色优良恢复系提供了一种简单有效的方法,同时也为花色选育提供了优良桔红花色遗传资源。     

利用野生甘蓝抗性遗传资源获得高抗菌核病甘蓝型油菜的抗性与分子标记初步分析

茵核病是甘蓝型油菜最严重的病害之一,自身抗性低,而甘蓝野生资源中存在高抗遗传资源.以部分抗性的甘蓝型油菜中双9号和高抗性的甘蓝野生资源为亲本杂交得到F1 (ACC),F1连续用中双9号回交6代,得到育性基本恢复正常植株自交,培育成了高抗茵核病材料,命名为F6.染色体计数显示,F6有38条染色体,和甘蓝型油菜(AACC,2 n=38)一致.茵核病抗性鉴定实验结果说明F6对茵核病的抗性高于中双9号而弱于甘蓝.通过在亲本和子代间比较229个分布于甘蓝型油菜19个遗传连锁群的SSR分子标记以及16个与甘蓝抗茵核病特异性位点有关的SSR分子标记,发现甘蓝抗茵核病主要特异性区段9号连锁群已渗入甘蓝型油菜基因组中.     

甘蓝型油菜BnFAD2-C1基因全长序列的克隆、表达及转录调控元件分析

脂肪酸去饱和酶基因(FAD2)是控制植物体中油酸含量的关键基因,在甘蓝型油菜中有4个FAD2基因的拷贝,分别定位在A1、C1、A5、C5染色体上。本文克隆了1个FAD2拷贝基因,依据油菜基因组数据库信息,将其定位到C1染色体上,命名为Bn FAD2-C1,其开放阅读框为1155 bp。采用RACE(rapid-amplification of c DNA ends)技术获得了175 bp的5?UTR序列和212 bp的3?UTR序列。采用荧光定量PCR技术研究发现,Bn FAD2-C1在根、花和角果皮中仅保持本底水平的表达,在种子发育中期呈现高效表达,具有种子特异性诱导表达的特征。根据甘蓝和油菜基因组数据库信息,同源克隆到Bn FAD2-C1基因的启动子(promoter)和内含子(intron)序列,并通过PLACE和Plant CARE网站分析,初步预测到调控该基因转录的潜在顺式作用元件。通过茉莉酸诱导处理,Bn FAD2-C1基因表达量发生变化,推断茉莉酸在Bn FAD2-C1基因的表达过程中可能发挥一定的调控作用。     

甘蓝型油菜BnFAD2基因的克隆、表达及功能分析

高油酸油具备较高的营养价值,在甘蓝型油菜中,脂肪酸去饱和酶基因(FAD2)是控制油酸含量的关键基因。本研究克隆了甘蓝型油菜A5、C5、A1连锁群上3个BnFAD2基因的全长cDNA序列,分别命名为BnFAD2-A5、BnFAD2-C5和BnFAD2-A1,各自编码384、384、136个氨基酸。分别使用TMHMM、Clust X软件分析FAD2基因的跨膜结构域和酶活中心表明,BnFAD2-A1不具备脱氢酶活性。采用酵母功能互补实验对4个基因(含已发表的BnFAD2-C1)进行功能验证,发现BnFAD2-A5和BnFAD2-C5基因去饱和能力接近,均大于BnFAD2-C1基因。采用qRT-PCR分析4个基因在甘蓝型油菜不同组织中的表达规律及血凝素标签法分析BnFAD2-C1、BnFAD2-A5和BnFAD2-C5的蛋白稳定性,表明BnFAD2-A5和BnFAD2-C5是影响油菜种子油酸积累的主效基因。     

甘蓝型油菜BnDGAT3基因克隆与载体构建及其生物信息学分析

二酰甘油酰基转移酶(DGATs)是肯尼迪途径中三酰甘油合成的限速酶,DGAT3基因是DGAT基因家族重要成员之一,参与植物体内油脂代谢。为进一步探索甘蓝型油菜BnDGAT3基因功能,本研究通过查找拟南芥AtDGAT3 (AT1G48300),并在Brassica Database数据库检索到2条甘蓝型油菜DGAT3序列,以此为参考序列设计引物,在甘蓝型油菜W0111中克隆了大小均为1 071 bp的BnDGAT3两个拷贝,分别命名为BnDGAT3-1、BnDGAT3-2;经双酶切技术,构建pBI101-DGAT3-35S载体,并转化根癌农杆菌GV3101。2条BnDGAT3序列经生物信息学预测结果显示:BnDGAT3编码的氨基酸均为356,理论分子量约38 442.55 Da;BnDGAT3蛋白的二级结构大致相同且无跨膜结构,由具有TRX-like Fds及含有类似TRX-like Fd结构域的蛋白组成,属于TRX-like Fdfamily超基因家族;BnDGAT3均含有相同数目的外显子和内含子,分别位于A08、C08染色体上。本研究克隆的BnDGAT3经生物信息学分析表明该基因是DGAT3基因家族成员,为进一步探索甘蓝型油菜BnDGAT3基因功能及油菜分子育种提供帮助。     

甘蓝型油菜(Brassica napus L.)千粒重性状遗传体系分析

通过遗传差异较大的2个甘蓝型油菜（Brassica napus L.）纯系亲本组合（HSTC14×宁油7号）衍生后代的世代家系群体分析，应用主基因+多基因家系世代联合分离分析方法研究油菜千粒重的遗传体系。结果表明，甘蓝型油菜HSTC14×宁油7号组合千粒重遗传体系系由一对主基因+多基因构成，主基因中只有加性效应(d = 0.1062),不存在显     

甘蓝型油菜PEPC基因保守序列的克隆和种子特异性ihpRNA表达载体的构建

为了通过转基因途径获得油菜种子中PEPC基因发生转录后基因沉默,通过PCR扩增分别分离得到了甘蓝型油菜种子特异性表达的Napin启动子序列（1138bp）和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）基因保守序列（181bp）,将它们分别克隆到pMD18-T载体中,利用中间载体pBS-NEI构建了PEPC基因的反向重复框。再将PEPC基因片段以正向的方式连接到一个可剪切的内含子5＇末端,以反向的方式连接到该内含子的3＇末端;然后将Napin启动子序列克隆到植物表达载体pCAMBIA1391的pUC18多克隆位点上,获得了种子特异表达的载体pCAMNapin;再将PEPase基因的反向重复序列克隆到pCAMNapin载体Napin启动子的3＇末端,构建了具有种子特异性表达的PEPC基因的ihpRNA表达载体pCAMNapin-B2-NEI-B1。通过限制性内切酶酶切对载体作了鉴定分析。     

一个甘蓝型油菜细胞质雄性不育相关基因克隆和表达分析

利用甘蓝型油菜与播娘蒿融合杂种中的不育株与甘蓝型油菜杂交、回交,得到细胞质雄性不育系NJ65A。根据pol和nap雄性不育高度相关的基因orf224和orf222设计兼并引物,从NJ65A植株中克隆得到一个长度为675bp的基因,命名为orf224-NJ65A。该基因编码224个氨基酸,氨基酸序列与orf224、orf222和orf220序列相似性分别为：70％、53％、60％。RT—PCR表达分析表明：orf224-NJ65A在所检测的组织中都有表达,但在花、花蕾和茎中的表达量较大。推测orf224-NJ65A与细胞质雄性不育有关。     

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。     

油菜胞质不育类型相关基因研究进展

细胞质雄性不育在油菜杂种优势利用中具有重要作用,研究细胞质雄性不育的不育机理对有效利用杂种优势,实现三系配套及创造强优势组合具有重要意义。介绍Ogu CMS,Pol CMS,Nap CMS等目前国际上主要的甘蓝型油菜细胞质雄性不育类型,综述了线粒体基因组上与CMS性状相关基因的位点或片段的最新研究进展,并讨论当今学术界有关CMS产生机理的主要论点。     

甘蓝型油菜芸薹素唑耐受因子(BnaBZR1/BnaBES1)全长CDS克隆与生物信息学分析

芸薹素唑耐受因子(brassinazole-resistant, BZR)是油菜素内酯信号转导过程中的关键转录因子, 目前已知BZR1与BZR2 (BES1)两种亚型。本文在甘蓝型油菜湘油15号cDNA中克隆到3个BZR全长编码序列(coding sequence, CDS), 经比对鉴定分别为定位于A07染色体的1拷贝BZR1和定位于A06染色体的2拷贝BES1, 分别命名为BnaBZR1_A07、BnaBES1_A06F和BnaBES1_A06R, 序列长分别为996、993和996 bp, 各自编码331、330、331个氨基酸。这3个基因编码蛋白具有典型植物BZR/BES结构域, 亚细胞定位预测主要位于细胞核。多序列比对和进化分析表明, BnaBZR1/BnaBES1基因编码蛋白与甘蓝、白菜、拟南芥、亚麻芥等BZR/BES蛋白具有较高的同源性, 且同源物种间BZR1或BES1相似度高于同一物种或者近缘物种中BZR1与BES1间相似度, 表明BZR1与BES1分化是一个早期进化事件。湘油15号中这3个基因表达规律相似, 苗期和花期具有高水平的BnaBZR基因表达, 抽薹期和角果成熟期表达稍低; 且BnaBZR基因表达水平在地上部分的叶、茎、花和角果中相对于地下部分的根中较高。