油菜分子标记与转基因育种研究进展

对近几年来应用较广泛的几种DNA分子标记技术作了简要介绍。概述了其在油菜遗传多样性评估、种质资源评价、遗传图谱构建、品种保护与纯度鉴定、油菜转基因育等方面的应用。并对今后的发展趋势进行了展望。     

强筋小麦分子标记多重PCR体系的构建与应用

面筋强度与小麦高低分子量谷蛋白亚基种类(组合)密切相关。以12个已知亚基基因组成的品种为对照,选用基因(位点)Axnull、Bx7^OE、Dx5、Glu-A3d、Glu-B3i和Glu-B3的标记,构建多重PCR体系。以该体系检测对照的结果与已知基因型完全一致,一次PCR可同时间接检测7个与强筋有关基因(位点)Ax1/Ax2^*、Bx7^OE、Dx5、Glu-A3d、Glu-B3i和Glu-B3。对62个陕西小麦品种的检测结果表明,优质强筋亚基基因(位点)Ax1/Ax2^*、Dx5、Glu-A3d、Glu-B3i和Glu-B3的比例依次为56.5%、9.6%、33.9%、1.6%和64.4%,所有品种均不含Bx7^OE,携带0、1、2和3个及以上基因(位点)的品种分别占6.5%、33.9%、48.3%和11.3%。说明聚合多个强筋亚基基因(位点)的品种频率较低,通过优质亚基基因的聚合育种,可望改善陕西小麦品种的面筋品质。本研究所构建的强筋小麦分子标记检测的多重PCR体系检测结果稳定且可靠,可用于小麦种质资源的快速评价和强筋小麦分子辅助选育。     

小麦品质性状分子标记多重PCR体系的建立

小麦高分子量谷蛋白亚基组成、1B/1R易位、籽粒硬度、直链淀粉含量和穗发芽抗性等性状与加工品质密切相关，建立相关性状的多重PCR体系在小麦品质分子育种中具有重要意义。本研究利用现有品质性状基因的分子标记，建立了适合不同品质类型品种评价和分子聚合育种的3个多重PCR体系，并用已知基因的品种（系）进行验证。多重PCR体系Ⅰ包括ω-secalin（1B/1R）、Vp1B3和Pinb-D1b基因的分子标记检测，可用于一般的品质检测；体系Ⅱ包括ω-secalin、Ax2*、Bx17和Dx5 基因的检测，可望用于强筋小麦品种的选育；体系Ⅲ包括Wx-A1、Wx-B1和Wx-D1位点的检测，可用于淀粉品质或糯小麦的选育。每个体系内的引物之间不存在相互抑制作用和错配，检测品种（系）的结果可靠、重复性好，成本低。3个多重PCR体系用于小麦品质育种的亲本评价和杂交后代优质基因的聚合，将会提高优质专用小麦品种评价和选育的效率。     

同工酶分子标记研究中国和欧洲栽培油菜的遗传差异

本研究于１９９３～１９９４年在瑞典农业大学作物遗传育种研究所进行,旨在比较中国和欧洲甘蓝型和白菜型菜品种的遗传差异,现有资源的基因丰富程度及基因多样性的分布规律,为科学地评价和合理利用品种资源提供重要参考,我们分析了３６个和４１个来自中国,加拿大和欧洲国家的白菜型和甘蓝型菜品种的７种同功酶的酶谱,用淀粉凝胶和醋酸纤维薄膜电泳在白菜型油菜中得到８个同工酶基因位点３６个等位基因,甘蓝型油菜中得到１２个     

分子标记辅助选育甘蓝型黄籽波里马恢复系

将分子标记辅助选择(MAS)和一个略作修改的轮回选择育种计划结合起来,目的将来自一个春性、稳定和纯黄DH品系No.2127-17的黄籽基因转育到一个半冬性的波里马恢复系恢5148-2中,以选育黄籽波里马恢复系.在本育种计划中,首先应用142条RAPD引物扫描12个优良的黄籽DH系,获得2个与恢5148-2背景恢复率最高的DH系.此后应用显性SCAR标记SCS1130和共显性标记SCA1分别分析BC1F1和BC2F1分离群体,选择黄籽的单株.为了更快的将所选单株的遗传背景恢复到恢5148-2,在BC1F1和BC2F1分离群体中分别应用88条RAPD和60对AFLP引物进行遗传背景分析,为了节约成本和简化分析,应用两步法进行此分析,逐步缩小分析群体样本,每次选择与恢5148-2遗传距离最小的3个单株作进一步的分析.最终,经共显性标记SCA1分析,从9个纯合黄籽单株中选择5株优良的恢复系作下一步分析,背景分析表明它们与恢5148-2的遗传距离小,为0.0157～0.036 4,遗传背景得到较好的恢复.     

iPBS分子标记研究进展

DNA分子标记是一种可以直接反映生物个体DNA水平差异的优良技术,自开发以来,在基因组作图和基因定位研究、基于图谱克隆基因、物种亲缘关系和系统分类中的应用等各个领域应用广泛。近年来,随着分子技术在应用过程中的不断完善、更新和发展,不同类型的DNA分子标记层出不穷。本综述基于反转录转座子的新型分子标记i PBS技术,介绍了iPBS分子标记的开发和基本的PCR反应体系,以及其在种质资源鉴定、遗传多样性研究、DNA指纹图谱构建、植物LTR类反转录转座子的序列分离等方面的应用和最新研究进展,以期为植物分子生物学研究及植物育种和改良提供参考。     

分子标记辅助选择改良甘蓝型油菜种子油酸和亚麻酸含量

本研究以甘蓝型油菜SW HickoryxJA177产生的SJ DH群体为材料,利用混合分离群体法(Bulked Segregant Analysis,BSA)的原理快速筛选到2个SSR分子标记(BRMS007和BRGMS630)与油酸含量相关,4个SSR分子标记(sN2025,BoGMS798,Na12 D09和OI1...     

甘蓝型油菜开花时间的遗传分析及相关分子标记

为进一步明确甘蓝型油菜开花时间的遗传规律,指导早熟品种选育。以晚开花甘蓝型油菜YG-1和早开花甘蓝型油菜72-27-1-2为亲本,杂交构建6世代遗传群体(P_1、P_2、F_1、B_1、B_2和F_2),分别种植于杨凌和三原两地,记录6世代群体单株开花时间,应用植物数量性状主基因+多基因遗传模型进行遗传分析;借助SSR分子标记技术,利用F_2群体开发与开花时间相关的分子标记。结果表明:开花时间最适遗传模型在杨凌和三原分别为E-0(2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因模型)和E-1(2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因模型)。杨凌和三原两地分离世代(B_1、B_2和F_2)开花时间的主基因遗传率分别为57.12%,79.44%,66.37%和54.51%,65.43%,43.21%,多基因遗传率分别为33.80%,8.47%,25.62%和25.42%,4.70%,37.65%,环境引起变异为9.73%和23.03%。两地各分离世代(尤其B_2世代)主基因遗传率都明显大于相应多基因遗传率,表明甘蓝型油菜开花时间主要受2对主基因控制,在早期世代对理想开花时间选择有效,同时也要注意多基因和环境因素的影响。获得7个与开花时间位点相关的SSR分子标记,呈显著或极显著相关。标记引物序列在甘蓝型油菜数据库进行比对,BrgMS351和BnGMS148位于A7上,cnu_m157a、BnGMS256-1、BnGMS256-2、BnGMS327和BnGMS370-2位于A9上。表明本研究中控制开花相关的位点可能位于A7和A9上,且可能由2个QTLs共同控制,与数量模型遗传分析开花时间由2对主基因控制结果一致。     

甘蓝型油菜种质资源创新途径研究

种质基础狭窄,已成为当前油菜育种工作中十分突出的问题.笔者研究了甘蓝型油菜种质资源扩增的主要途径.基因工程已成为油菜种质资源扩增的主要途径之一,应用基因工程技术已创造出一大批优良新种质,其中包括抗病、抗虫、高油酸、高芥酸材料和新型不育材料.传统育种手段,如人工合成、远缘杂交和诱变等技术仍是重要的油菜种质资源创新的途径.     

特早熟甘蓝型春油菜恢复系核心种质构建

通过对特早熟甘蓝型春油菜恢复系种质资源进行评价和利用,降低育种工作中恢复系与不育系选配杂交组合的工作量,从而更好地为杂交种选育服务。通过对97份波里马雄性不育系的恢复系进行简化基因组（SLAF-seq）测序,开发SNP标记,进而分析群体遗传关系,构建核心种质群体。结果显示,共获得527 872个SLAF标签,842 248个有效SNP;利用有效SNP对97份种质资源进行聚类分析,可将其分为5类;利用Core Hunter构建核心种质,构建了C30核心种质29份,C40核心种质38份,C30和C40核心种质平均等位基因覆盖度分别为99.89%和99.96%,这些材料能够代表整个资源的变异程度,达到了构建核心种质的要求。     

甘蓝型油菜在镉污染土壤修复中的应用研究

中国南方土壤镉污染现象较为严重,对中国农业发展及农产品安全带来很大影响。植物修复是解决镉污染农田一个发展前景较好的方法,但缺少合适的修复植物。在本研究中,以长江中下游地区大面积种植的经济作物——甘蓝型油菜为对象,利用盆栽的方式,研究0、5、15、25 mg/kg 4个浓度梯度下,镉超标对油菜生长、菜油品质的影响。结果发现,镉超标对油菜生长有一定影响,但菜油中镉含量远低于国际标准要求,表明产自镉污染土壤的菜籽油并不影响其食用价值。且利用油菜作为修复植物,还可增加当地农民收益和中国菜油供应,缓解日益严重的食用油供给不足现状,因此油菜是一种较为理想的镉污染土壤修复植物。     

甘蓝型油菜形态标记性状研究进展

对已发现的十余种甘蓝型油菜形态标记性状及其在杂种优势利用中的应用进行了总结分析,结果表明其应用研究处于初级阶段。目前在生产上还没有广泛应用的油菜形态标记性状,多数研究只是停留在试验田。建议将新优良形态标记性状的创造和加强已有形态标记性状利用这两方面作为将来形态标记性状研究重点内容;并探讨了形态标记性状应用于不去雄直接生产油菜杂交种,机械化制种以及作为观赏油菜栽培等新的利用方式。     

甘蓝型油菜杂交种混播制种效应

利用甘蓝型油菜隐性无蜡粉遗传标记杂交组合对混播制种效应进行了研究。2002、2003、2004和2007共4个年度的研究结果表明,混播制种比行播制种产量年度平均高18．7％,杂种率高5．1％,纯杂种产量高20．1％。混播制种的增效主要得益于父本植株在田间均衡的分布和良好的个体发育。混播制种法在油菜遗传标记杂种、抗除草剂杂种、掺合杂种等方向上具有潜在应用价值。     

甘蓝型油菜萝卜质雄性不育恢复系的选育

为了获得甘蓝型油菜萝卜细胞质雄性不育(Cytoplasmic male sterility,CMS)高含油量双低品质恢复系,以Ougra-CMS不育胞质杂交种Oug-F1(S(Rfrf))为不育基因和恢复基因供体,高含油量双低亲本D89-44(N(rfrf)为受体,通过杂交、多代同交以及最后自交对恢复基因进行了定向转育...     

甘蓝型油菜紫红叶标记性状的遗传及利用探讨

通过遗传分析得出：紫红叶色甘蓝型油菜的紫红叶性状受1对显性基因控制，紫红叶色对绿色呈显性。利用紫红叶色标记性状材料作父本，绿叶核不育系作母本进行隔离制种试验，结果表明：制种中必须拔除不育系中的可育株。同时进行了紫红叶标记材料利用方法探讨。     

油菜早熟突变体成花过程中叶片多胺代谢研究

以甘蓝型油菜品种‘福油-4’、RG-8晚熟及其早熟突变体（RG-8M）为材料,研究成花过程中叶片多胺代谢的变化规律,结果表明：较低含量的多胺（主要是腐胺和亚精胺）有利于油菜花芽分化的起始,含量的增加有利于花芽的发育,抽薹越早的品种其体内多胺含量越早到达较高水平。多胺氧化酶（PAO）活性的变化趋势与多胺总量的变化较一致,它们之间呈极显著正相关,说明高活性的PAO也是有利于成花的。     

单、双低甘蓝型油菜胞质雄性不育系及恢复系选育研究

研究以秦油2号出现的不育株（简称陕ZA）为基本材料，与自育和引进的国内外单双低（低芥酸、低硫么）油菜品种（系）为父本．采用刚交、回交的方法育成了一批单双低甘蓝型油菜胞质雄性不育系及其相应的保持系，并实现了“三系”配套。在不育系的选育中发现，无论是单低或是双低不育系，其不育性的差异主要表现在不育度上，一些表现彻底不育．一些表现有微粉、这主要决定于保持系；且在这些不同的不育系之间，不同的目交方式之间所得到的自交亲和指数不同。同时还进行了新的单双低恢复系的选育研究，已取得了初步进展。