油菜开花期QTL定位和候选基因分析

为辅助选育早熟油菜品种、克隆油菜开花期基因及开发花期分子标记,以已测序的油菜品种中双11 (Z) 和重测序的油菜品系No.73290 (N)为亲本构建的含184个单株的BnaZNF2群体为材料,通过分析该群体的基因型数据和F2:3家系连续三年（2010-2012）在武汉的表型数据,对开花期QTL进行检测和整合,定位到分布在11个连锁群上的14个开花期QTL。其中只有5个QTL能在3年中重复检测到,分别是qDtF.A2-1、qDtF.A6-2、qDtF.C2-1、qDtF. C2-2 和qDtF.C3-1,贡献率在7.1%～21.1%之间。通过查阅文献和在拟南芥、水稻等作物网站上搜索,搜集到442 个与植物开花期有关的基因。基于油菜基因组物理图谱,通过生物信息学分析,在本研究定位的QTL区间上筛选到54个可能的候选基因,可以用于开花期基因的克隆。在5个主要QTL区间内分别定位到8、5、4、2和4个候选基因,其中有15个双亲中存在序列差异,可以开发开花期的功能标记用于分子标记辅助选择育种。     

甘蓝型油菜角果皮叶绿素含量的QTL分析

利用甘蓝型黄籽油菜GH06和甘蓝型黑籽油菜P174为亲本,通过“单粒法”连续自交6代构建重组自交系群体,进而构建的遗传连锁图谱,对2007年和2008年群体中每个株系的角果皮叶绿素含量进行QTL分析。复合区间作图法分析结果共检测到9个QTL,单位点贡献率在5.75%～10.82%之间,其中在第7连锁群有QTL重叠的区域。本研究认为油菜角果叶绿素含量属于典型的数量性状,受环境影响很大,与这些QTL紧密相关的分子标记可以对油菜角果叶绿素及其相关光合性状的研究奠定基础。     

甘蓝型油菜分枝角度QTL定位及候选基因分析

分枝角度是油菜重要株型性状.为筛选和发现适度紧凑的分枝角度调控基因,以提高产量利于机械化收获,以分枝角度差异显著的油菜品种Holly和APL01为亲本构建的重组自交系(RIL)群体为材料,在2个环境中对分枝角度进行QTL定位及候选基因分析.结果表明,RIL群体分枝角度表现出连续变异且呈正态分布.利用前期构建的高密度SN...     

油菜开花期的遗传调控及ＱＴＬ研究进展

油菜开花期影响油菜的成熟期和产量,是重要的农艺性状。目前国内外学者对油菜开花期已经展开了深入研究。本文主要从模式植物拟南芥开花期的遗传调控、油菜开花期性状QTL定位群体种类、油菜开花基因QTL定位及克隆等方面阐述研究进展,并指出目前存在的问题和对油菜开花期性状研究进行展望,以期对开花期进一步的QTL精细定位、基因克隆和分子标记辅助选择提供理论依据。     

甘蓝型油菜主花序有效角果数QTL定位

为分析甘蓝型油菜主花序有效角果数的遗传标记,以ZY036×51070杂交构建的双单倍体(DH)为材料,采用2010-2012年在武汉、阳逻、青海和襄阳三年四点五个试验的检测数据,运用WinQTL Cartographer 2.5软件进行主花序有效角果数QTL定位分析。研究共检测到10个与主花序有效角果数相关的QTL,表型变异是9.33%～31.60%,LOD(极大似然函数比的常用对数)值是2.51～5.37,加性效应是2.71～8.09。而且在染色体A1、A5、C1和C9上的4个QTL都可以在2个不同的试验中重复检测到。试验还得到QTL区间的16个连锁标记,其中有8个距离QTL的最大峰值不足1cM。     

甘蓝型油菜株高发育动态QTL分析

矮化育种是解决油菜丰产、稳产、适宜机械化栽培重要途径之一。为进一步分析油菜株高调控的动态特征,寻找发育阶段的株高相关QTL,以一个由189个重组自交家系组成的甘蓝型油菜群体为材料,测定群体在2020年贵阳环境下5个生长阶段的株高净增长量和成熟期最终株高,分析表型变异和相关性,基于已构建的高密度分子标记遗传连锁图谱定位QTL,并在全基因组范围内鉴定阶段特异性表达的QTL,通过基因注释初步筛候选基因。结果表明,5个生长阶段群体的株高增长量均存在较大变异;株高增长量以前期（即进入抽薹期后的第一周）最大,随时间推移逐渐减小并趋于稳定;每个生长阶段株高净增长量都与前一个阶段呈显著正相关。在5个发育阶段共检测到60个QTL,包含4个主效QTL,8个QTL分别在两个不同生长阶段稳定表达,其余QTL只在某一个生长阶段特异性表达。在成熟期鉴定共到6个QTL,包含1个主效QTL。比较分析发现,成熟期的6个QTL在5个发育阶段并未检测到。本研究鉴定的5个主效QTL未曾报道。结合基因功能注释,初步筛选到15个株高相关候选基因。这些结果期待能有利于深化对株高发育的认识,为培育半矮秆油菜新品种提供依据。     

甘蓝型双低油菜数量性状的遗传力及基因效应

３个双低油菜细胞质雄性不育系和５个双低恢复系为材料，按不完全双列杂交方式配制杂交组合，采用ＡＤＭ模型估计数量性状的基因效应和遗传力。结果表明：芥酸含量、株高、角果长度等性状以基因加性效应为主，狭义遗传力较高，早代选择效果较好。主花序角果数、硫甙含量、二次分枝角果数等性状以显性效应为主，狭义遗传力低，不宜早代选择。单株产量、千粒重等性状由加性、显性和母体效应共同决定，遗传力中等，也不宜在早代而应在中世代以后选择。     

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。     

甘蓝型油菜萌发期耐盐性QTL定位及耐盐种质资源筛选

油菜是修复利用盐碱地的优势大田作物,为解析油菜耐盐性的遗传基础、获得耐盐新种质,本研究利用不同浓度的NaCl溶液（200、250、300 mmol/L）对前期构建的重组自交系群体（RIL）的种子进行处理,分别统计第3 d和第7 d的发芽率,结合高密度SNP遗传图谱,进行QTL定位及候选基因分析。结果表明,RIL群体在不同盐浓度下的发芽率呈连续分布。QTL定位结果显示,6个处理条件下共定位了17个QTL,单个QTL解释的表型变异范围为3.75%～17.57%,其中4个位于C3染色体的QTL(cqST.C3-1、cqST.C3-2、cqST.C3-3和cqST.C3-4)解释的表型变异率大于10%,且能够被重复检测到,是本研究定位的主效QTL。根据RIL群体两个亲本的重测序结果,结合拟南芥同源基因的功能注释,在4个主效QTL置信区间内,筛选获得了5个与耐盐性相关的候选基因。此外,根据发芽率的鉴定结果,认为250 mmol/L NaCl溶液处理7 d的发芽率,可作为油菜种子萌发期耐盐性鉴定的指标,并在此条件下筛选获得了5份耐盐优异种质,发芽率为82.2%～100.0%。     

甘蓝型油菜多主花序性状的表型特点与遗传分析

为改良油菜株型以提高产量和适应机械化,分析多主花序油菜的表型特点和遗传规律,利用1个甘蓝型油菜多主花序突变体和1个单主花序普通材料,通过扫描电镜观察甘蓝型油菜多主花序材料顶端分生组织发育过程,认为多主花序性状的形成与顶端分生组织的异常发育有关。对F1、RF1以及分离群体做表型鉴定,结果表明：多主花序性状在两个供试亲本材料间存在1对显性基因的差异,无细胞质效应。利用油菜60K SNP芯片结合分子标记技术,初步构建多主花序基因MI 的遗传连锁图谱,两侧最近标记L04-2和L06-14与目标基因的遗传距离分别为4.4 cM和9.3 cM,物理距离为2.5 Mb。     

甘蓝型油菜遗传转化的研究进展

综述了近10多年来甘蓝型油菜各种遗传转化方法的主要研究进展，并对遗传转化在甘蓝型油菜重要性状改良方面的应用进行了系统总结。     

大豆开花期性状QTL定位和候选基因挖掘

大豆对光周期极为敏感,单一品种的适应范围狭窄。大豆品种在不同纬度间的适应性与开花期密切相关。为了获得更多的大豆开花期相关QTL,了解在豆适应机制,利用开花主效位点E1~E4基因型均相同的滑皮豆和齐黄26（E1e2asE3-HaE4）杂交衍生的重组自交系群体及前期基于特异长度扩增片段测序（Specific Length Amplified Fragment-sequencing, SLAF-seq）构建的高密度遗传图谱,对大豆开花期性状进行了QTL定位。共获得了分布在7条染色体上的11个QTL位点,其中4个位点（qFT8,qFT20-2,qFT14和qFT16）为本研究新发现的QTL。同时,研究发现6个QTL（qFT6-1,qFT8,qFT11-1,qFT19,qFT20-1和qFT20-2）在2013年和2014年两个环境中稳定存在。对稳定QTL位点间的基因进行生物信息学分析,筛选出4个可能参与开花期调控的候选基因。本研究结果能够为阐明大豆适应性分子机制和广适性分子育种提供一定的理论基础。     

甘蓝型油菜叶绿素含量与产量关系研究及叶绿素主效QTL位点cqSPDA2连锁标记开发

本研究前期以中双11（ZS11）作母本、QU作父本通过小孢子培养构建了一个包含282个株系的DH群体,并通过两环境表型考察及DH基因型分型,对甘蓝型油菜叶片叶绿素含量（SPAD值）进行分析和定位,在A2染色体21.87~22.91 Mb区间获得一个主效QTL,为了进一步明确甘蓝型油菜叶绿素含量与产量的关系,通过分子标记和KASP技术以ZS11作轮回亲本构建了叶绿素主效QTL单位点的近等基因系群体,基于DH群体和单位点近等基因系群体为研究材料,对苗期叶片叶绿素含量和产量性状的相关性进行了分析。结果表明：在西宁和互助两个环境中,DH群体叶片SPAD值呈正态分布,双亲SPAD值呈极显著差异,F₁的SPAD值呈偏高值分布,表明该性状为部分显性,且不同环境条件下,同一群体叶绿素的含量不同,高海拔和低温条件下SPAD偏高;在一定范围内,叶绿素SPAD值与单株产量正相关,且相关系数随样本量的减少而增加;单株产量在两组不同基因型近等基因系中均存在极显著性差异（P<0.01）。根据遗传连锁图置信区间,开发了2个多态性较好的共显性InDel标记和基于KASP技术的6个分型较好的SNP标记作为分子标记辅助选择育种筛选的候选标记。本研究为油菜高叶绿素性状的分子标记辅助选择提供了标记基础,为高光效新品种的选择提供了理论依据。     

甘蓝型油菜（Brassica napus L.）RIL群体抗倒伏及其相关性状的QTL分析

油菜倒伏严重影响了油菜的产量和品质,为了定位甘蓝型油菜（Brassica napus L.）与抗倒伏性状相关的QTL,用抗倒伏品系浙平1号和易倒伏品系高芥1号组合重组自交系（RIL）家系为材料,通过两年两点试验,对该RIL群体的F2:6和F2:7家系抗压力性状进行了QTL分析,并应用一年两点数据对该群体F2:6家系结角层性状进行了QTL分析。结果表明,在4个试验中共检测到11个家系抗压力QTL,可解释4.41%～52.64%的表型变异,LOD值范围是2.68～26.58。其中qRP16-1可以在3个不同的试验中（南京-2012、溧水-2012和南京-2013）重复检测到,qRP1、qRP4和qRP8-1同时在2个不同的试验中（溧水-2012和溧水-2013）重复检测到。qRP2-1、qRP2-2、qRP8-2、qRP8-3、qRP16-2、qRP3和qRP8-4等7个QTL只能在特定的试验中检测到。同一地点不同年份间家系抗压力性状QTL相对同一年份不同地点间易被重复检测到。在2个试验中共检测到2个结角层厚度QTL,位于第15连锁群的qTPL15在2个试验中重复检测到。     

甘蓝型油菜优良亲本对杂种后代产量性状的遗传效应分析

采用MINQUE(1)统计方法及AD模型,对11个甘蓝型油菜优良亲本和F1的12个主要产量性状进行遗传分析。结果表明：12个产量性状存在着极显著的加性效应和显性效应,且都存在与环境的互作;千粒重的广义遗传率和狭义遗传率都是最高。产量性状的平均优势表现较好,其中株高、有效分枝部位、一次有效角果数、角果粒数和理论产量表现好。在超亲优势方面,除株高和有效分枝部位为正向优势外,其它产量性状都表现为负向优势。亲本产量性状的遗传效应差异较大,选用合适亲本可明显改善杂种后代的产量性状。     

春性甘蓝型油菜EMS突变体库的构建与筛选

创制突变体库是甘蓝型油菜品种选育和重要性状遗传解析的重要基础。春性甘蓝型油菜开花不需漫长的春化过程,生育期短,在创制突变体库方面具有独特优势。本研究采用甲基磺酸乙酯（EMS）诱变春性油菜862种子,以构建春性油菜EMS诱变突变体资源库。通过比较8种不同浓度EMS（0~1.4%,间隔0.2%）对发芽率的影响,最终确定使用0.8%的EMS作为最佳处理浓度,发芽率为37.2%。田间种植筛选与表型统计初步鉴定了M2代1823个单株的形态学性状,突变频率为3.91%,主要包括叶色、叶形、株高、株型、角果长短、种粒大小、种皮颜色、种子含油量以及其它性状变异等,突变类型十分丰富。该突变体库的构建为油菜功能基因组学研究和分子育种提供表型多样的种质资源。