高油玉米遗传育种研究现状及展望

从高油玉米育种的特点、种质创新、油分含量的遗传研究、花粉直感效应的研究与利用以及高油玉米的分子生物学研究等方面对高油玉米育种研究的现状及进展情况进行了综述,并对高油玉米研究的前景进行了分析和展望。认为培育青贮型高油玉米是今后高油玉米育种的一个重要发展方向。利用分子生物学,研究与油分基因紧密连锁的分子标记,并利用分子标记辅助选择技术推动聚合油分基因研究,对加速高油玉米的育种进程具有重要意义。     

玉米显性高油基因存在的若干证据

通过来源不同的20个高油系和5个普通系杂交当代和后代籽粒油分花粉直感效应及遗传分离特点分析，发现N1680高油系的杂交当代籽粒和F2籽粒油分含量接近于高油亲本，表现出显性基因的遗传特征；同时，F2籽粒油分还存在明显的超高亲优势。因此推测该系可能存在显性高油基因，并与其他基因存在互作效应。     

玉米高油型诱导系CHOI1和CHOI3的单倍体鉴定效率评价

为系统评价新型高油型诱导系油份鉴定单倍体的效率,以籽粒油分含量分别为8.71%和8.72%的2个高油型诱导系CHOI1和CHOI3为父本,分别在海南省和北京市对10个普通玉米杂交种进行诱导,利用油分和R1-nj遗传标记对诱导产生的籽粒分别进行单倍体的鉴定,并对2种鉴定方法进行评价。结果表明:与遗传标记法相比,油分标记法的单倍体鉴定准确率更高,且不易受环境影响。CHOI1和CHOI3诱导杂交籽粒与其母本单倍体籽粒间的平均油分均值差异分别为2.21%和2.02%,变异范围分别为1.86%～2.63%,1.54%～2.46%;各组合诱导率平均值分别为8.30%和8.59%,变异范围分别为6.25%～10.40%,5.81%～11.19%。诱导系CHOI1作父本时,以油份均值(μ)+1.645×标准差(σ)作为区分单倍体的阈值,所测组合的单倍体鉴定准确率均高于90%,漏选率均低于10%。以4.0%的籽粒油分含量为通用阈值,所测组合均可达到90%以上的鉴定准确率。     

收获期对不同生育期高油大豆油分及产量的影响

利用不同生育期高油大豆品种的收获期试验,来研究收获期对不同生育期高油大豆品种油分及产量的影响.采用分期收获的方法对6个不同生育期高油大豆品种进行处理,利用近红外谷物品质分析仪进行油分分析,DPS数据处理系统进行数据处理.试验表明,收获期对大豆油分含量和产量有显著的影响.从初熟期开始,随着收获期的延迟,各品种油分含量呈先上升后下降有规律的变化趋势,6个品种的油分含量变化幅度为0.37-0.87个百分点,每个品种都有一个最佳的收获时期以获得最高的油分含量,但油分含量变化情况和品种的生育期相关性不大,是由品种本身的遗传特性决定的.播期对产量也有较明显的影响作用,四个生育期相对较长的品种黑农44、垦农19、合丰48号和合丰47号产量变化较.大,达到了极显著水平,而两个早熟品种的产量变化较小,不显著,产量变化总体趋势是晚熟品种>中熟品种>早熟品种.不同生育期的高油品种适期收获能获得较高的油分和产量.     

高油玉米自交系籽粒油分含量的配合力分析

以来自中国农业大学的15份高油玉米自交系为被测系,黑龙江省6个常用骨干自交系为测验种,采用NCII遗传设计,系统地比较分析了15个高油玉米自交系的籽粒油分含量配合力。结果表明:高油玉米自交系籽粒油分含量的一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)方差均存在极显著差异。高油玉米自交系GY246、GY923、GY994、BY843、GY798油分含量的GCA较高。Mo17×GY923、444×BY807、81162×GY220、444×GY220和434×BY807组合油分含量较高。     

高油、高蛋白大豆优质高效栽培技术要点

根据大豆油分和蛋白质呈负相关的关系和用途不同,把大豆专用品种为分三类,即高油、高蛋白和双高大豆品种. 高油大豆:油分含量在22%以上的为高油品种. 高蛋白大豆:蛋白质含量在45%以上的为高蛋白品种. 双高大豆:一般油分与蛋白质总量在63%以上为双高大豆品种. 根据上述高油、高蛋白品种含量及生育规律,其栽培技术要点如下:     

高油、高蛋白大豆优质高效栽培技术要点

根据大豆油分和蛋白质呈负相关的关系和用途不同,把大豆专用品种为分三类,即高油、高蛋白和双高大豆品种。 高油大豆：油分含量在22％以上的为高油品种。 高蛋白大豆：蛋白质含量在45％以上的为高蛋白品种。 双高大豆：一般油分与蛋白质总量在63％以上为双高大豆品种。     

高油玉米三利用技术的研究

试验以不育农大108×高油5580、不育农大108×高油6528、不育农大108×高油4515、不育潞玉13×高油5580、不育潞玉13×高油6528、不育潞玉13×高油4515为材料对普通玉米高油化三利用技术进行研究。不育普通玉米和高油授粉者种植行比为3∶1和3∶3。试验得到以下结果:6个组合杂交当代子粒油分含量增加明显,说明利用普通玉米高油化模式可改进普通玉米品质;以不育农大108普通玉米为母本有一组合产量增加幅度较大,但油分增加幅度不大,说明组合选择较合理,但种植行比还有一定的空间;以不育潞玉13为母本的组合产量和油分均增加,说明不育潞玉13可作为当地高油玉米三利用技术的主推品种。     

棉花3个脂肪酸碳链延长基因的cDNA克隆和表达分析

【目的】克隆棉花脂肪酸合成碳链延长的3个重要基因,分析它们的基因表达及其对逆境胁迫的反应,为棉花高油分育种和抗逆育种提供候选基因。【方法】采用同源克隆的方法,克隆陆地棉脂肪酸合成碳链延长3个重要基因GhKAR、GhHAD和GhENR的cDNA全长;应用生物信息学方法,分析克隆基因编码蛋白的特性;通过RT-PCR,分析目标基因的组织表达特征、时空表达水平和非生物胁迫条件下的表达特性。【结果】GhKAR和GhENR属于NADB Rosemann超基因家族,GhHAD属于hotdog超基因家族;GhKAR、GhHAD和GhENR的cDNA全长分别为1 119、906和1 318 bp,分别编码283、221、394个氨基酸;它们在根、茎、叶及胚珠发育不同时期均有表达。3个基因在高油材料中的基因表达水平都高于低油材料;20DPA（days post anthesis）到30DPA是高低油材料油分积累的主要时期,而30DPA到成熟期是高低油材料油分含量差距产生的关键时期。20DPA低油材料3个基因均有一个表达低值,高油材料基因表达量则持续升高;30DPA时表达量达到最高,其中,对于GhHAD和GhENR的表达量,棉花高油材料为低油材料2倍以上。不同非生物胁迫的诱导表达分析表明,GhKAR、GhHAD和GhENR都不同程度地受低温诱导,GhKAR和GhHAD在ABA诱导时上调表达,但都不受MeJA诱导表达;而GhENR在MeJA诱导2 h时上调表达,之后逐渐下调,受ABA诱导不明显。【结论】获得了GhKAR、GhHAD、GhENR 3个基因cDNA全长,通过基因表达特征分析,3个基因的表达可能对种子油分积累起着重要作用,同时在棉花抗逆方面也起一定的生理作用。     

甘蓝型油菜种子发育过程中油脂合成基因的表达

以2个高油品系(扬36、扬3052)和一个低油品系(扬6002)发育过程中的甘蓝型油菜种子为材料,利用实时荧光定量PCR技术,比较9个参与脂肪酸合成的编码酶基因和3个相关转录因子在种子发育过程中的表达模式和表达水平差异,探讨不同含油量甘蓝型油菜油脂合成代谢的差异。结果表明:除ACCase、FAD3、LEC1外,不同高油品系之间多数基因的表达模式和表达量相近,说明这2个不同遗传来源的高油品系在油分形成过程中,其油脂合成的主要基因在表达上具有较好的一致性。但高油和低油品系之间多数基因的表达模式或表达水平则存在着明显差异,其中FatA、FAD3、L1L等基因的表达量与含油量密切相关,随种子的发育其在高油品系中表达量明显高于低油品系。     

花生含油量杂种优势表现及主基因+多基因遗传效应分析

 【目的】了解是花生遗传改良主要目标含油量的杂种优势和遗传特点,指导花生育种实践。【方法】利用植物数量性状主基因与多基因混合遗传模型的P1、P2、F1、F2 4个世代联合分析方法,分析以花生野生种为高油基因源的4个组合后代群体含油量的遗传效应。【结果】4个组合均存在一定的杂种优势,中亲优势率分别为1.41%～9.42%。不同亲本组合含油量基因遗传特点差异明显。SW9721-3×特21和SW9721-12×濮花22号2个组合分离世代F2含油量次数分布均呈混合正态分布,符合主基因+多基因遗传特征。D-0模型是这2个组合含油量的最佳遗传模型,其含油量遗传受1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因控制,主基因遗传率为45.00%～47.51%,多基因遗传率为18.72%～22.75%。SW9721-23×95-3和SW9721-38×鲁花11号2个组合F2含油量次数分布均呈正态分布,符合多基因遗传特征,多基因遗传率为66.09%～66.51%。【结论】花生含油量杂种优势和超亲分离普遍存在;控制含油量性状的基因在效应上存在较大差异,有的出现主基因特性;加性基因在花生含油量遗传中起主要作用,通过高油单株定向选择育种可以实现含油量的有效改良。     

甘蓝型油菜光合基因的表达及其与含油量的关系

以双低油菜高含油品系855和低含油品系868为材料,对9个光合基因(Bna0391450、Bna0449040、Bna0104450、Bna0501620、Bna0197350、Bna0305890、Bna0087590、Bna0084310、Bna0280620)在叶片、花蕾和种子中的表达及其与油分积累的相关性进行研究。结果表明:除Bna0280620基因在高油品系855中、Bna0084310基因在低油品系868授粉后15 d的种子中基本不表达外,其他基因在叶片、花蕾和授粉后不同时期的种子中均有表达,且基因表达量均呈先上升后下降的趋势;高油品系855中的基因表达量峰值出现在授粉后20 d;低油品系868中的基因表达量峰值出现在授粉后25 d;2个品系中,光合基因表达差异集中在苗期叶片和授粉后20 d的种子中,油分积累差异主要集中在授粉后30～40 d种子中。品系855中,除Bna0197350和Bna0280620外,油分积累与光合基因表达量均呈负相关,且相关性不显著;品系868中,除Bna0501620基因外,油分积累与光合基因表达量也呈负相关,相关性不显著。说明油菜光合基因在种子中有表达,但不影响种子中的油分积累量。     

不同含油量油菜品种LECl基因表达研究

[目的]揭示不同含油量油莱品种LECl基因的遗传多样性。[方法]测定不同含油量品种不同发育时期LECl基因的表达量及含油量。[结果]甘蓝型油菜LECl基因与含油量密切相关,其相对表达量在花期和角果期均与含油量呈显著正相关,且花期的相关系数大于角果期相关系数。[结论]该研究为选育高含油量油菜品种提供理论依据。     

油菜β-CT亚基编码基因accD的SNPs分析及其分子进化

以含油量不同的32份甘蓝型油菜自交纯合系为材料,用直接测序法筛查β-CT亚基的accD编码基因DNA序列的单核苷酸多态性,包括98%的编码区序列共1380 bp。在32份材料中只在材料18和20两个材料中发现了一个相同的SNP,SNP频率为1/1380,单倍型多态性指数Hd=0.121;核苷酸多态性π=0.00009,θ=0.00018。Tajima’s D值为不显著负值,Fu&Li’s检测,各个参数均为不显著正值,Z检验结果中(dN-dS)值也为不显著正值,说明accD基因没有偏离中性进化。系统发育树表明,accD基因在所选的32个油菜材料中是高度保守的,与拟南芥的序列相似度高达95.7%,说明accD基因在物种间也是高度保守的。暗示其在种子油脂合成过程中起着不可替代的作用,此外说明,仅用β-CT亚基编码基因的单核苷酸多态性还不能解释含油量复杂的表现型,还需在更大的群体资源中扩增accD编码基因和其它亚基编码基因进行单核苷酸多态性与含油量表型的相关性研究。     

大豆ms1轮回群体品质改良效应与分离特性研究

【目的】针对大豆遗传基础狭窄的问题，研究ms1轮回群体品质改良效果与应用价值。【方法】选择23个适应当地生态类型品种材料，通过对引进的ms1轮回群体进行6年的基因导入与轮回选择，形成了适宜当地生态类型区选择的LD基础群体。利用高蛋白、高油亲本对LD基础群体进行品质改良，进而形成高蛋白（db）和高油（gy）两个亚群体。【结果】改良后的高蛋白（db）亚群体蛋白质含量比基础群体增加1.18%，达到ｔ0.2的显著水平，≥45%的个体占22.38%，高于基础群体10.99%；高油（gy）亚群体平均脂肪含量高于基础群体0.24%，达到ｔ0.4的显著水平，≥20%的个体比基础群体增加11.05%。ms1亚群体的开花期、成熟期、结荚习性、脐色等质量性状的分离范围广，分离比例趋于均衡。分枝数ms1群体变异系数为72.8%，大于常规杂交群体（57.3%），百粒重变异系数为18.1%，大于常规群体（16.5%），其它株高、单株荚数、荚粒数的变异系数没有明显差异。【结论】利用大豆ms1轮回群体进行品质改良的同时，保存了其它性状的分离变异范围与丰富的选择类型，更符合多目标育种的要求。本文还结合ms1亚群体研究实践，讨论了大豆ms1群体育种的方法、关键技术及选择效果。     

湖羊高繁殖力候选基因ESR的研究

利用 PCR-SSCP技术对高繁殖力绵羊品种湖羊雌激素受体（estrogen receptor,ESR）基因第一外显子的部分序列进行单核苷酸多态性研究。结果表明,湖羊ESR基因中存在 3 种基因型 AA,BB,AB,且A等位基因频率为0.554,B 等位基因频率为0.446。经测序,BB型与AA型相比在外显子 1 第 363 位发生 1 处C→G的碱基突变。据产羔数统计,AB 基因型和 BB 基因型的湖羊产羔数分别比 AA 基因型多0.98只（P<0.01）、1.47只（P<0.01）。说明ESR基因可能是控制湖羊多羔性能的一个主效基因或与之存在紧密遗传连锁的一个标记。     

Opaque-2突变基因(o2)对玉米组合品质的影响

[目的]探讨o2突变基因的作用方式,提高玉米品质育种研究水平。[方法]通过对18个普通玉米自交系组配的33个普通玉米组合及相应的导入o2近等基因系(o2-NILs)组配的33个含o2玉米组合品质的比较,分析了导入o2后对玉米组合品质的影响。[结果]o2-NILs组合与普通玉米组合相比,其赖氨酸、蛋白质和油份含量有大幅增加,其余14种必须氨基酸含量也发生了相应的变化,天门冬氨酸、苏氨酸、甘氨酸、异亮氨酸、组氨酸、精氨酸和脯氨酸含量提高;而丝氨酸、谷氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸含量降低。相关性分析结果表明,天门冬氨酸、精氨酸和苏氨酸变化与赖氨酸变化程度高度相关(0.8),蛋白质和油份的变化与赖氨酸变化的相关性分别为0.48和0.38,表现为中度相关。33个o2-NILs组合综合品质分析结果表明,o2组合的CAL58×吉477和CA156×196综合品质优良,产量较高,可能具有较大的开发潜力。[结论]该研究结果为今后利用o2对温带玉米种质进行品质改良,并提高改良效率提供了理论和材料基础。     

烟叶贮存外观质量及其内在品质研究

从广西中烟工业有限责任公司武鸣红岭、柳州龙腾烟叶仓库选取产自重庆、云南、贵州、湖南、湖北、广西等地的复烤片烟进行贮存外观质量调查,并对不同外观质量烟叶的化学成分及感官评吸质量进行分析。结果表明：烟叶产地、等级及仓储条件均可影响烟叶的贮存外观质量,其中云南、贵州、广西等地的烟叶变色（褐变）及油印较严重;烟叶等级越高,发生褐变及油印的程度越高;贮存在柳州龙腾仓库的烟叶褐变及油印均重于武鸣红岭仓库;严重油印及褐变的烟叶化学成分比例失调,烟叶内在质量明显下降,香气质变差,香气量减少,吃味变差,杂气、刺激性增加。建议加强产地烟叶贮存保管工作,严格控制烟叶水分,强化仓库温湿度管理,以减少烟叶变色（褐变）及油印,降低损失。