甘蓝型油菜含油量性状的QTL定位

【目的】开发与含油量相关的分子标记,发掘与该性状相关的基因。【方法】以Springfield-B和ymnm-8作为亲本构建F2群体,利用SRAP分子标记构建甘蓝型油菜遗传连锁图谱。【结果】该遗传图谱含有52个标记位点,图谱全长1 039.6 c M,含有15个连锁群,标记间的平均遗传距离为19.9 c M。分析与含油量相关的QTL位点,获得了2个与含油量相关QTL位点。其中q OC1位于连锁群LG1:EM9ME6-EM17ME24标记区,q OC15位于连锁群LG1:EM3ME5-EM4ME22a标记区间,其表型变异解释率分别为11.23%和4.12%,加性效应值分别为0.48和3.56。【结论】获得了2个与含油量相关QTL位点,为研究甘蓝型油菜含油量奠定了一定的基础。     

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     

大豆蛋白质和油分含量QTL定位及互作分析

【目的】定位大豆蛋白质和油分含量QTL及互作分析,为大豆品质性状QTL精细定位和分子辅助育种提供基础。【方法】以Charleston和东农594为亲本,构建了含147个株系的重组自交系,以F2:19-F2:20代重组自交系为试验材料,利用Windows QTL Cartographer V. 2.5软件的复合区间作图法和多重区间作图法,对该群体的蛋白质和油分含量进行QTL定位分析,并利用QTL Network 2.1软件分析QTL间的上位性效应及环境互作效应。【结果】采用CIM和MIM 2种算法在2011和2012年哈尔滨、红兴隆、佳木斯和牡丹江每年3个地点共6个种植环境下共定位了9个蛋白质和11个油分含量QTL。蛋白质含量QTL分布在6个连锁群,分别在A1、C2、D1a、G、H和O连锁群上,对表型效应的贡献率为5.3%-18.6%,在H连锁群上的qPro-H-1贡献率最大,为18.6%,在D1a连锁群上的qPro-D1a-2贡献率最小,为5.3%,在单种植环境下有5个蛋白质含量QTL被2种算法同时检测到,分别是qPro-O-1、qPro-A1-1、qPro-D1a-1、qPro-D1a-2和qPro-C2-2。油分含量QTL分布在8个连锁群,分别在A1、A2、B1、C2、D1a、E、L和M连锁群上,对表型效应的贡献率为7.1%-24.4%,在B1连锁群上的qOil-B1-2贡献率最大,为24.4%,在C2连锁上的qOil-C2-3贡献率最小,为7.1%,在单种植环境下有2个油分含量的QTL被2种算法同时检测到,分别为qOil-C2-1和qOil-M-1。另外,有2个油分含量QTL在2个以上种植环境重复检测到,为2011年哈尔滨和2011年红兴隆2个种植环境下同时检测出的qOil-A1-1,2011红兴隆、2011牡丹江和2012哈尔滨3个地点同时被检测出的qOil-B1-2。在互作效应分析中,共检测出3对蛋白质上位效应QTL和4对油分上位效应QTL,在蛋白质上位性分析中,上位效应值在0.2068-0.3124,贡献率在0.0227%-0.0265%,分布在A1、C2、D1和E连锁群上,其中,qPro-A1-3与qPro-C2-1效应值为负,其余2对效应值为正,连锁群A1,D1a均有2个QTL发生互作。在油分上位性分析中,上位效应值在0.0926-0.1682,贡献率在0.0294%-0.0754%,分布在A1、C2、I、J、N和O连锁群上,其中,qOil-C2-4与qOil-N-1效应值为负,其余3对效应值为正,在N连锁群的qOil-N-1同时与2个QTL发生互作,分别是C2连锁群上的qOil-C2-1和qOil-C2-4。在与环境互作中,qPro-D1a-3与qPro-E-1在2012年佳木斯地点没检测出,其余6对都检测出与环境的互作效应,贡献率分别为0.0001%-0.0378%,互作效应都较小,明显小于自身的加性效应。【结论】定位到9个蛋白质相关QTL和11个油分相关QTL,并发现3对蛋白质含量上位性效应QTL和4对油分含量上位性QTL。     

利用BC_3F_1群体定位和分析甘蓝型油菜A7-含油量QTL

【目的】通过构建BC3F1群体对第7连锁群上一个影响油菜籽油分含量的主效QTL(A7-QTL)进行定位确认。【方法】在用SG-DH群体初定位基础上以欧洲品种Sollux为轮回亲本、目标区段含中国亲本Gaoyou等位基因片段的DH系为供体构建近等基因系。用1700个BC3F1单株基因型和其种子(BC3F2)表现型,采用WinQTLCartographer2.5和SPSS11.5软件对A7-QTL进行精细定位以及标记和性状的关联分析。【结果】含油量QTL的置信区间在标记ZAAS849s-R131之间,范围在21.7cM左右,其LOD峰值为9.71,距离两侧最近标记RPSaA3和ZAAS839分别为0.9和2.1cM,QTL的加性效应值是0.75;QTL区段内的单标记方差分析表明:目标区段内4个标记各3种基因型的含油量之间存在极显著差异,标记ZAAS839处的差异最显著(P=1.2×10-10);通过比较含油量和4个标记之间的对应关系,进一步推断QTL最可能位于标记RPSaA3和ZAAS839之间或临近。【结论】用BC3F1群体定位的QTL区间与DH群体分析结果相重叠,但置信区间明显缩小;定位结果进一步确认了A7连锁群上存在油分QTL的真实性,增加了在该区域存有参与控制油菜含油量基因的可靠性;QTL可能存在于标记RPSaA3和ZAAS839临近区域,两标记间距约3cM。     

通过条件QTL定位分析油菜不同脂肪酸组分对含油量性状的影响

利用先前构建的Sollux/Gaoyou DH群体在4种环境下的表型结果和最新遗传图谱,通过条件和非条件QTL定位剖析油菜种子4种主要脂肪酸含量与含油量之间的遗传相关.结果显示,检测到的所有主效、上位性和环境互作QTL效应值均较小,但主效QTL都达到极显著水平(P<0.01).分别检测到7、10、10和5个芥酸、油酸、亚油酸和亚麻酸QTL位点,其中位于A2、A7、A9和C1上的芥酸,C7和A9上的油酸和亚麻酸以及A4、A10、C6、C7和C9上的亚油酸位点为新检测出的微效QTL.条件QTL定位结果表明,OilA9、OilC2和OilC8-1受亚油酸影响较大.OilA4同时受油酸、亚麻酸和芥酸的影响,OilA1、OilA7和OilC8-2所在区间可能存在控制油酸含量的微效基因,对含油量起调控作用.另外,还检测出4个效应值更小的条件QTL新位点,进一步说明含油量性状的复杂性和难以操控性.检出的芥酸和3个18碳脂肪酸的QTL数量远多于已有在芥酸分离群体中定位到的QTL,但效应值均较小,表明在无主效芥酸等位基因分离情况下,使控制芥酸和3种18碳脂肪酸的众多微效基因得以表达.通过标志辅助聚合微效高芥酸等位基因可能对选育工业专用高芥酸油菜品种具有特殊意义,通过标志辅助选择OilA7和OilC8位点的高含油量等位基因可同步提高种子中油酸含量.     

NlRS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2116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1288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0．9503．相对误差小于3．5％．用凯氏定氮法测试了637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。30份样品检测模型，NIRS测试值与凯氏定氮法测试的油菜籽饼柏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。     

甘蓝型油菜芥酸含量的遗传与QTL定位

以低芥酸油菜品系APL01与高芥酸品种M083杂交获得的6个基本世代(P1、P2、F1、B1、B2和F2)为材料,利用主基因 多基因混合遗传模型对油菜脂肪酸组成中的芥酸含量进行遗传分析。结果表明:芥酸含量由2对加性-显性主基因控制,2对主基因的加性效应值分别为-12.27和-8.83,显性效应值分别为0.35和1.69,加性效应显著大于显性效应;芥酸含量的主基因遗传率较高,为92.54%~96.72%。以(APL01×M083)BC1F1为作图群体,利用251个分子标记,构建了由19个连锁群组成的分子标记遗传图谱,并利用W inQTLCart 2.0对种子芥酸含量进行QTL扫描,获得2个与芥酸含量相关的QTL,其中qER8位于N8连锁群的m11 e37b~A0226Ba267区间,效应值为-8.32,可解释芥酸含量表型变异为16.74%;qER13位于N13连锁群的A0301Bb398~m18 e46区间,效应值为-9.12,可解释芥酸含量表型变异为31.32%。qER8和qER13两侧分子标记m11 e37b、A0226Ba267、A0301Bb398和m18 e46可用于芥酸含量的标记辅助选择。     

陆地棉棉籽油分和蛋白质含量QTL的定位

以陆地棉杂交组合DPLSP3×盐城115(群体A)和Humcopedixi14wtr5×盐城90-110(群体B)构建的2个陆地棉种内F2群体为材料,发掘稳定的棉籽油分含量及蛋白质含量QTL,为标记辅助选择提供依据。利用覆盖棉花基因组的SSR标记对陆地棉油分和蛋白质含量数量性状位点进行筛选。基于该群体,以2009和2010年油分和蛋白质含量为指标,复合区间作图分析结果表明,2年2个群体共检测到4个QTL。其中,在群体A中,定位到1个较稳定的控制油分含量的QTL,该QTL位于染色体13上DC20120-NAU2893标记区间,在F2及F2:3群体中分别可以解释9.21%和12.01%的遗传变异;另外,在F3世代检测到1个蛋白质含量QTL。在群体B的F3世代,检测到1个位于NAU2932-NAU2503标记区间的油分含量QTL和1个蛋白质含量QTL,分别可以解释24.67%和10.1%的遗传变异。这些稳定遗传的QTL可以用于辅助陆地棉品质改良。     

油菜株高QTL定位、整合和候选基因鉴定

【目的】通过对油菜株高进行多环境QTL定位并与已报道的油菜株高QTL和植物株高基因分别进行整合和比对分析,揭示油菜株高的遗传结构和候选基因并为其分子改良提供依据。【方法】以油菜优良品种中双11(测序)和No.73290(重测序)衍生的含184个单株的Bna ZNF2群体为试验材料。首先,对Bna ZNF2群体进行基因型分析,利用Joinmap 4.0软件构建了一张含803个分子标记的高密度遗传图谱。其次,对F2:3和F2:4家系进行连续两年(2010—2011)两点(武汉和西宁)田间试验和表型鉴定。然后,利用Bna ZNF2群体的基因型数据和F2:3以及F2:4家系的株高表型数据,采用Win QTLCart 2.5软件的复合区间作图法进行QTL检测。最后,利用元分析的方法采用Bio Mercator软件对不同环境中检测到的株高QTL进行整合。【结果】对两年两点环境下分别检测到的株高QTL进行整合总共得到5个株高QTL的位点:q PH.A2-1、q PH.A2-2、q PH.C2-1、q PH.C3-1和q PH.C3-2,分布于A2、C2和C3染色体上,解释2.6%—55.6%的表型方差。其中,q PH.A2-1和q PH.A2-2只在武汉检测到,而q PH.C2-1、q PH.C3-1和q PH.C3-2只在西宁检测到。位于C2连锁群的主效QTL-q PH.C2-1只在西宁被重复检测到,而且LOD值、加性效应和贡献率(分别为23.4、-16.0和55.6%)均高于前人报道,是目前发现的效应最大的一个油菜株高QTL。基于油菜基因组物理图谱对本研究和已报道的油菜株高QTL和植物株高基因分别进行整合和比对分析,获得了一个由183个QTL和287个候选基因组成的相对完整的油菜株高遗传结构图。其中,有18个株高QTL簇能在不同研究中被共同检测到,分布在A1、A2、A3、A6、A7、A9、C6和C7染色体上。另外,本研究定位到的5个油菜株高QTL的物理位置和已报道的油菜株高QTL均不重叠,因而是新的株高QTL位点。其中,q PH.A2-2、q PH.C3-1和q PH.C3-2物理区间内总共找到了15个株高同源基因,而11个在2个亲本中存在序列变异,被选作候选基因进行进一步研究。【结论】QTL定位和整合获得5个油菜株高QTL,均为首次报道而且都只在武汉或西宁被检测到。其中位于C2连锁群的主效QTL效应值超过以往报道,表现出极强的QTL与环境的互作。通过与已报道的油菜株高QTL和植物株高基因分别进行整合和比对分析,较为全面地揭示了油菜株高的遗传结构和候选基因,生物信息学分析还鉴定到11个位于本研究定位到的3个株高QTL区间内的候选基因。     

Heterosis for Seed Yield,Oil Content and Other Characters in Rapeseed （Brassica napus L.）

Nine inbred lines of rapeseed (Brassica napus L.) used as male were crossed to five recessive genetic male sterile (RGMS) lines used as female to produce 45 single crosses. The crosses, their parents and a check hybrid were tested at two locations during 2007 to 2008 for testing the performance and heterosis of hybrids for seed yield and other characters. Results showed that variations for seed yield, oil content, days to flowering and days to maturity were significant. Mean squares for hybrids were significant for all characters. High heterosis (–4.5%-88.3%), heterobeltiosis (–15.6%-81.1%) and standard heterosis (–34.8%-33.1%) were found for the seed yield. The highest heterosis and heterobeltiosis were found in the cross QH303-4A×1190. The highest standard heterosis was found in the cross Qianyou8A×Q034. Both positive and negative heterosis of single crosses were detected for the oil content. Small heterosis was found for days to flowering and days to maturity. Among parents, Ⅲ188, Ⅲ224, and Q034 were proved to be the superior for seed yield when used as parents in most of the hybrid combinations. 2365, Ⅲ224, and QH303-4AB were good for high oil content breeding. Ⅲ176, 2313 and Qianyou3AB were good for the early hybrid breeding. Total 11 hybrids yielded higher than 2 500 kg·hm -2 and also gave significantly positive heterosis, heterobeltiosis and standard heterosis. Among them, 10 crosses gave higher oil content than that of check. These crosses can be used in the future breeding program for the seed yield and the oil content. Two crosses including Qianyou3A ×Ⅲ224 and Qianyou3A×2313 can be used for the early breeding program.     

甘蓝型油菜耐旱机理研究进展

干旱严重影响甘蓝型油菜(Brassica napus L.)的生长发育、产量和品质。着重阐述了干旱胁迫对甘蓝型油菜生长发育的影响和植物耐旱机制,脱落酸(ABA)参与信号传导、气孔调控、促进脯氨酸的合成等方面的研究进展,提出了进一步强化植物耐旱机制研究的必要性。     

Heterosis for Seed Yield,0il Content and Other Characters in Rapeseed(Brassica napus L.)

Nine inbred lines of rapeseed(Brassica napus L.)used as male were crossed to five recessive genetic male sterile(RGMS)lines used as female to produce 45 single crosses.The crosses,their parents and a check hybrid were tested at two locations during 2007 to 2008 for testing the performance and heterosis of hybrids for seed yield and other characters.Results showed that variationsfor seed yield,oil content,days to flowering and days to maturity were significant.Mean squares for hybrids were significant for allcharacters.High heterosis(-4.5%-88.3%),heterobeltiosis(-15.6%-81.1%)and standard heterosis(-34.8%-33.1%)were found forthe seed yield.The highest heterosis and heterobcltiosis were found in the cross QH303-4A×1190.The highest standard heterosiswas found in the Cross Qianyou8A×Q034.Both positive and negative heterosis of single crosses were demcted for the oil content.Small heterosis was found for days to flowering and days to maturity.Among parents,Ⅲ188,Ⅲ224,and Q034 were proved to be thesuperior for seed yield when used as parents in most of the hybrid combinations.2365,Ⅲ1224,and QH303-4AB were good for high oilcontent breeding.Ⅲ176,2313 and Qianyou3AB were good for the early hybrid breeding.Total 11 hybrids yielded higher than 2 500kg·hm-2 and also gave significantly positive heterosis,heterobeltiosis and standard heterosis.Among them,10 crosses gave higher oilcontent than that of check.These crosses Can be used in the future breeding program for the seed yield and the oil content.Two crossesincluding Qianyou3A×Ⅲ224 and Qianyou3A×2313 can be used for the early breeding program.     

甘蓝型油菜自交亲和性的遗传分析

通过四个杂交组合的四世代和三个杂交组合的六世代的遗传分析表明:甘蓝型油菜的自交亲和性(SC)至少受两对基因控制,其遗传力约50％或更低;SC的遗传效应中主要是加性效应,同时也存在显性效应和上位性效应。     

甘蓝型黄籽油菜遗传转化体系初探

以甘蓝型黄籽油菜GH01的下胚轴为材料研究了抗生素浓度、农杆菌感染浓度和时间对甘蓝型黄籽油菜遗传转化的初步影响。试验结果表明,卡那霉素(Kan)和头孢霉素(Cef)对芽的分化有一定的抑制作用,其合适的浓度为10mg/L的Kan,500mg/L的Cef;农杆菌的浓度和侵染时间也影响转化效率,在甘蓝型黄籽油菜的下胚轴转化中,适合用低浓度的菌液较长时间地感染。     

用ISSR标记技术分析中国和瑞典甘蓝型油菜的遗传多样性

 利用ISSR(inter simplesequencerepeats)技术比较了 2 4份中国半冬性、瑞典冬性和瑞典春性油菜的遗传多样性。 2 0个引物扩增出了 12 5条多态性带。UPGMA聚类分析将 2 4份材料分为 3组。第一组为 6份瑞典冬性和 8份中国半冬性材料 ,第二组为 2个中国半冬性材料湘油 15号和保 81,第三组为 8份瑞典春性材料。主成分分析结果与聚类分析结果相似 ,表明研究所用中国半冬性、瑞典冬性和瑞典春性 3类材料彼此间区分明显 ,中国半冬性油菜与瑞典冬性油菜的遗传关系比与瑞典春性油菜的关系近。结果显示 ,ISSR技术是估计油菜种质资源遗传多样性的有效手段     

利用染色体片段置换系定位水稻米糠油含量的QTL

染色体片段置换系由于减少了个体间遗传背景的干扰,已经成为鉴定复杂性状QTL的新型遗传材料。本研究以9311为受体、日本晴为供体的119个染色体片段置换系为试验材料,借助近红外广谱分析技术,对米糠油含量进行了测定,通过差异显著性测验及代换作图,鉴定了置换片段上米糠油相关的QTL。以P≤0.001为阈值,共检测到4个米糠油相关的QTLs,其加性效应值的变化范围为0.91%~1.48%,加性效应百分率的变化范围为3.96%~6.46%。     

油菜N13和N18上含油量QTL作图区间相关候选基因克隆

以前人报道的SG-图谱和DH群体为材料,利用拟南芥脂质基因库和芸薹属EST库信息资源,选择与拟南芥中诠释的重要油脂合成相关基因高度同源的甘蓝型油菜EST和其他具有基因信息的EST序列为标记来源,发展功能基因标记加密SG图谱;对定位在N13和N18连锁群上含油量QTL区间的相关基因片段进行克隆、测序和生物信息学分析,以期获得可能与种子含油量QTL有关联的侯选基因。结果表明:在2条连锁群的3个含油量QTL区域内共连锁上6个功能基因,其中与拟南芥同源的3个基因在油脂合成途径中发挥重要作用;其双亲差异片段经克隆测序和比对分析,发现有2个在双亲间存在氨基酸水平差异;将获得的基因片段和拟南芥同源基因序列比对结果显示,二者间内含子部分核苷酸序列相似率平均为57.7%,外显子区域为86.7%,氨基酸水平上则达到89.2%。