苯磺隆胁迫下甘蓝型油菜萌发期关联性状的QTL定位及候选基因筛选

【目的】寻找苯磺隆胁迫下油菜种子萌发性状相关的QTL及其耐性基因,为筛选与培育耐苯磺隆油菜种质以及探究油菜种子萌发过程中苯磺隆耐性分子机理奠定基础。【方法】用0.15 mg·kg^-1苯磺隆溶液处理由人工合成甘蓝型油菜10D130和甘蓝型油菜常规品种ZS11构建的包含175个株系的高世代重组自交系(RIL)群体,进行种子发芽试验,以蒸馏水为对照,分别测定其相对发芽势、相对发芽率、相对根长和相对干重。然后,利用油菜6K SNP芯片对该RIL群体进行基因分型,通过JoinMap4.0软件构建高密度遗传连锁图谱。基于该遗传图谱,利用MapQTL软件多QTL作图法对4个性状的相对值进行QTL定位,根据各QTL置信区间查找甘蓝型油菜的基因序列,并依次与拟南芥基因组序列进行BLAST,筛选可能与耐苯磺隆胁迫相关的候选基因。【结果】频数分布表明4个相对性状的变异范围较大,且呈连续性分布,符合数量性状表现特征,适宜进行QTL遗传分析。相关分析表明,相对发芽率和相对发芽势呈极显著正相关,相关系数为0.587。构建的遗传图谱包含1 897个多态性SNP标记,覆盖甘蓝型油菜基因组3 21...     

盐胁迫下甘蓝型油菜发芽期下胚轴和根长的全基因组关联分析

【目的】解析甘蓝型油菜发芽期根和下胚轴发育及耐盐性的调控位点,筛选油菜耐盐性相关的候选基因,可为油菜耐盐性改良提供依据。【方法】以317份具有代表性的甘蓝型油菜自交系为材料,在正常生长和盐胁迫条件下进行沙培鉴定,利用芸薹属60K SNP芯片和全基因组关联分析鉴定正常生长与盐胁迫下甘蓝型油菜发芽期根和下胚轴长度显著关联的SNP,并确定其连锁不平衡区间。通过区间内基因的功能注释及盐胁迫下油菜幼苗根和叶片转录组差异表达基因筛选连锁不平衡区间内的重要候选基因,并以实时荧光定量PCR分析候选基因的组织特异性和盐胁迫诱导表达模式,提高候选基因筛选的准确性。【结果】正常生长和盐胁迫下甘蓝型油菜发芽期下胚轴和根长在不同材料间变异较大,频次分布表明目标性状均为数量性状,受多基因调控。全基因组关联分析模型比较表明,MLM+P+K模型为最优模型。以此模型对目标性状进行全基因组关联分析,检测到45个显著关联SNP,其中40个与下胚轴长度显著关联,5个与根长显著关联,单个SNP解释的表型变异分别为9.12%—14.46%和7.67%—8.93%。重复检测的显著相关SNP中,值得注意的是C04染色体的rs8970,同时与4个性状显著关联,表型贡献率为7.67%—12.35%,是唯一在下胚轴长和根长间重复检测到的显著关联SNP。11个重要关联SNP中有6个位于10—442 kb的连锁不平衡区块中。转录组分析表明,11个连锁不平衡区间共包含447个基因,其中15个受盐胁迫诱导表达。转录组和基因功能注释综合分析表明,BnaSRO1、BnaPAGR2、BnaNPH3、BnaMYB124、BnaSAM-Mtase、BnaBIN2、BnaUMAMIT11、BnaEXPA7、BnaRPT3、BnaEF-hand和BnaF3H很可能为各自区间的候选基因。实时荧光定量PCR结果证实除BnaNPH3外,其他基因均在根或下胚轴中受盐胁迫诱导上调表达。组织特异性分析还发现BnaUMAMIT11、BnaPAGR2和BnaEXPA7主要在萌发的根和下胚轴中特异表达,BnaRPT3、BnaBIN2和BnaMYB124虽然呈组成型表达,但在萌发阶段的下胚轴中表达量最高,证实这些基因很可能参与油菜发芽期根和下胚轴生长发育及耐盐性的调节。【结论】全基因组关联分析共鉴定出45个控制油菜发芽期根和下胚轴发育及耐盐性的显著关联SNP。连锁不平衡、转录组和基因功能注释综合分析初步鉴定出11个重要候选基因。     

甘蓝型油菜品质相关性状全基因组关联分析

采用近红外方法,分析104份甘蓝型油菜种子中的芥酸、油酸与硫代葡萄糖苷含量;运用简化基因组技术(ddRADseq)对全部材料进行基因分型;结合性状与基因型的数据,利用Tassel混合线性模型进行全基因组关联分析。结果表明:芥酸含量与硫代葡萄糖苷呈极显著正相关,油酸含量与芥酸、硫代葡萄糖苷呈极显著负相关;群体结构分析将104份材料划分为4个亚群;通过全基因组关联分析发现,与芥酸、油酸含量显著关联的SNP标记主要分布在A08与C03染色体上,与硫代葡萄糖苷含量显著关联的标记分布在A05、A02与C09染色体上。     

油菜耐盐相关性状的全基因组关联分析及其候选基因预测

【目的】通过对甘蓝型油菜耐盐相关性状进行全基因组关联分析,寻找可能与油菜耐盐性相关的SNP位点,发掘与油菜耐盐性有关的候选基因。【方法】以1.2%NaCl溶液作为培养液,去离子水为对照,对307个不同品系的甘蓝型油菜进行发芽试验。播种后7 d测定幼苗根长、鲜重及发芽率,计算盐胁迫下各性状相对值,并作为评价耐盐的指标。结合油菜60K SNP芯片,利用SPAGeDi v1.4软件对该群体307份甘蓝型油菜进行亲缘关系分析,并计算亲缘关系值的矩阵。利用软件STRUCTURE v2.3.4对关联群体进行了群体结构分析。为有效排除假关联的影响,将群体结构和材料间的亲缘关系考虑进关联分析中,同时进行了PCA+K模型、Q+K模型以及K模型3种混合线性模型分析和比较,根据所有SNP的–lg(P)观察值和期望值,确定每个性状GWAS分析的最优模型。采用TASSEL 5.0软件,在最优模型下对307份材料耐盐各性状的相对值分别与SNP标记进行全基因组关联分析。利用油菜基因组数据库,在显著SNP位点侧翼序列200 kb范围内提取基因。根据拟南芥中已经明确功能的耐盐相关基因,筛选出目标基因组区段内与耐盐相关的油菜同源基因。【结果】全基因组关联分析共检测到164个与根长显著关联的SNP位点,23个与鲜重显著关联的SNP位点,38个与发芽率显著关联的SNP位点。其中与根长、鲜重、发芽率最显著关联的SNP位点分别位于染色体A08、A02和A06,贡献率分别为23.84%、18.59%和31.81%。在这些显著SNP位点侧翼序列200 kb范围内发掘出可能与油菜耐盐性有关的50个候选基因。这些候选基因主要包括转录因子MYB、WRKY、ABI1、b ZIP、ERF1、CZF1、XERICO等以及一些下游受转录因子调控的不同功能基因NHX1、PTR3、CAT1、HKT、CAX1、ACER、STH、STO等。在根长和发芽率2个不同耐盐性状的分析结果中均筛选出位于A03染色体上的耐盐基因BnaA03g14410D。另外,这些耐盐候选基因中包含两组串联重复基因,分别是位于A03染色体上的BnaA03g18900D和BnaA03g18910D,位于C09染色体上的BnaC09g19080D、BnaC09g19090D和BnaC09g19100D。除此之外,耐盐候选基因中还包含2个距离非常近(中间只间隔2个基因)的重复基因BnaC02g39600D和BnaC02g39630D。【结论】共检测到225个与耐盐性状显著关联的SNP位点,筛选出50个可能与油菜耐盐性有关的候选基因。     

苯磺隆诱导油菜雄性不育研究进展

化学诱导雄性不育是油菜杂种优势利用的重要途经。苯磺隆是一种重要的化学杂交剂。对苯磺隆诱导油菜雄性不育机理以及技术方法进行综述,并对其应用技术进行展望。     

油菜除草剂胺苯磺隆的应用前景分析

本文通过结合除草剂胺苯磺隆的相关知识点,并在简要阐述胺苯磺隆在防除杂草效果的基础上,详细介绍了胺苯磺隆在油菜、后茬青稞等作物中产生药害的原因和胺苯磺隆技术的使用途径,以及介绍了胺苯磺隆混合使用的应用前景。通过分析和探究,以期能够给予广大人员一些参考和帮助。     

小麦种子活力相关性状全基因组关联分析

【目的】鉴定控制小麦种子活力相关性状位点,发掘相关候选基因,为高活力品种提高理论基础。【方法】以404份遗传背景广泛的小麦为试验材料,对11个种子活力相关性状进行测定,结合基因型信息与活力相关性状参数进行全基因组关联分析。【结果】鉴定出28个与小麦种子活力相关性状的显著关联位点。【结论】发现2个控制小麦种子活力潜在新位点,在这2个位点共检测到80个与种子活力相关的候选基因,其中,TraesCS4A01G020000.1编码LEA蛋白基因和TraesCS5B01G298500.1编码解螺旋酶基因,在种子中特异表达,与种子活力高度相关。     

不同品种油菜对苯磺隆耐药性差异的鉴定

首先以中双9号油菜为试材,探索适宜油菜筛选的苯磺隆药液质量浓度和鉴定指标。叶片药害指数、叶片数减少率、叶夹角减少率与植株死亡率间均存在显著或极显著相关关系,说明这3个指标可作为早期鉴定油菜对苯磺隆耐药性的指标。用上述试验筛选出的2.0μg·mL-1苯磺隆溶液处理49个不同基因型油菜幼苗,根据叶片药害指数、叶片数减少率、叶夹角减少率、植株死亡率4个指标计算出的耐苯磺隆平均隶属函数值(AS)将参试材料分为3个等级,低度敏感材料2份(AS0.33)、中度敏感材料22份(0.33≤AS0.67)、高度敏感材料25份(AS≥0.67)。参试材料对苯磺隆抗性存在一定差异,但与小麦田推荐的苯磺隆使用质量浓度相比,油菜对苯磺隆抗性水平还很低,说明利用油菜种内基因资源,进行抗苯磺隆油菜育种潜力有限。     

苯磺隆对甘蓝型油菜的杀雄效果研究

苯磺隆是复配油菜化学杀雄剂的主要成分。叶面喷施苯磺隆在甘蓝型油菜上的杀雄效果研究结果表明:通过2次喷施苯磺隆的杀雄作用可持续22 d以上,喷施苯磺隆材料的农艺性状与喷ddH2O无明显差异,喷施苯磺隆的杂交制种纯度与pol-CMS不育系微粉控制制种纯度均高于喷ddH2O。研究结果可为苯磺隆用于油菜化学杀雄杂交制种生产提供一定的理论参考。     

苯磺隆对甘蓝型油菜的化学杀雄效果研究

为了利用化学杀雄的杂种优势,加速甘蓝型油菜育种进程,该文以常规油菜品种中双11号和沪16为材料,苯磺隆为化学杀雄药剂,设置4个浓度处理,研究苯磺隆对甘蓝型油菜的杀雄效果。结果表明,0.1mg/L对中双11号可诱导100%的全不育株率,整个花期不育,化学杀雄效果最佳;0.25mg/L浓度处理对沪16可诱导100%的不育株率,终花不育,为苯磺隆对沪16的最适宜化杀药剂处理。     

淹水胁迫条件下甘蓝型油菜发芽期耐湿性的配合力分析

【目的】研究甘蓝型油菜发芽期耐湿抗性的遗传机制,为合理选配亲本和选育耐湿品种提供理论依据。【方法】选择6个耐湿性不同的甘蓝型油菜品种配制完全双列杂交组合,在水淹胁迫条件下萌发亲本及F1代种子,测定萌芽种子的相对根长、相对茎长、相对单株鲜重、相对芽苗率、相对电导率和相对活力指数,用GriffingⅠ方法对发芽性状的一般配合力和特殊配合力进行遗传分析。【结果】在30个组合间,各性状的一般配合力方差达到极显著水平,特殊配合力方差除了单位电导率外也达到极显著水平。遗传效应分析表明:相对于其它5个性状,作为最能代表甘蓝型油菜耐湿性的相对活力指数,其狭义遗传率最大,而广义遗传率相对较小。品种中双9号和P79相对活力指数的一般配合力效应最高,具有较大的利用潜力。【结论】分析发芽期相对活力指数的配合力和遗传效应,可以有效地鉴定甘蓝型油菜种子萌发期的耐湿性,为耐湿育种进行早期世代选择提供理论依据。     

Combining Ability and Genetic Effects of Germination Traits of Brassica napus L.Under Waterlogging Stress Condition

Cross combinations from six rapeseed cultivars and lines were evaluated under waterlogging stress condition in order to understand the genetic mechanism of waterlogging tolerance of Brassica napus L.and provide reasonable improvement programs.There were six germination traits investigated on combining ability and heritability using complete diallel crossing method designed for 30 combinations from those six cultivars and lines.The traits included relative root length,stem length,fresh weight per plant,survival rate,electrical conductivity,and vigor index.After flooding treatment,the six traits of parents and F1 were analyzed.The general combining ability（GCA） and special combining ability（SCA） of germination traits were analyzed using Griffing I method.Among 30 cross combinations,the GCA was significantly different among six waterlogging resistance traits.The SCA of these traits was significantly different except the SCA of electrical conductivity.As a representative trait of waterlogging tolerance in rapeseed,relative vigor index had the highest narrow heritability and relatively low broad heritability.The cultivars Zhongshuang 9 and P79 had higher tolerance potential to waterlogging stress.It can be concluded that combining ability and genetic effects of relative vigor index during germination stage could be used to identify the waterlogging tolerance of rapeseed in breeding program.     

栽培稻芽期耐低温全基因组关联分析

【目的】水稻是重要的粮食作物,芽期是水稻生长发育过程中最脆弱的时期,直播稻遭遇冷害时发芽率大幅降低,减产严重。深入了解耐冷性的遗传机制,为培育芽期强耐受性水稻品种奠定基础。【方法】以世界范围内14个国家代表性的238份水稻种质资源为试验材料,于2021和2022年在沈阳开展表型鉴定试验,统计不同水稻品种在人工气候培养箱15℃低温条件下第1—10天的发芽率和相对发芽率,利用R语言绘制5—10 d的频率直方图,通过表型丰富度Hill值选择宜作关联分析的天数,将发芽率和相对发芽率表型数据与重测序数据相结合,进行基于混合线性模型MLM（QK）的全基因组关联分析,并对所获得的SNP位点进行耐冷候选基因的预测。【结果】发芽率频数分布直方图和表型丰富度计算结果显示第8天发芽率多态性最好,其Hill值为0.84,高于其他几天发芽率（0.48—0.83）,可用于全基因组关联分析;主成分分析结果显示,这些水稻品种可以分为indica、aus、temperate japonica、tropical japonica和aromatic 5个亚群;2个指标进行的GWAS分析检测到3个相同的显著性SNP位点,均位于第4染色体,解释表型的11.9%—25.4%;在上下游各50 kb进行基因搜索,共发现24个相关候选基因,进一步开展LD和单倍型分析,发现LOC_Os04g24840和LOC_Os04g25140的不同单倍型耐冷性之间存在极显著差异。LOC_Os04g24840被编码区SNP分为5个单倍型,且Hap_3的耐冷性显著强于Hap_1;LOC_Os04g25140被编码区SNP分为18个单倍型,且77 bp处的氨基酸变异（S>L）存在籼粳差异。结果表明,编码糖基转移酶的基因LOC_Os04g24840和编码F-box蛋白基因LOC_Os04g25140可能与水稻芽期耐冷性密切相关。【结论】在238份水稻种质资源中共检测到3个与芽期耐冷性显著关联的SNP位点,筛选出2个与水稻芽期耐冷性相关的候选基因。     

甘蓝型油菜利用自交不亲和性的杂种优势

以一个自交不亲和系1010为共同母本与6个品种杂交,产生6个F_1代.用平均优势率、超亲优势率和对照优势率测定了F_1代的优势表现。结果表明,小区产量、主花序长、叶丛期叶长叶宽及主花序角果数的优势较强.讨论了三个优势指数的关系、杂种优势形成的原因及亲子间的相关性。     

油菜主要农艺性状的配合力及杂种优势分析

用6个细胞质雄性不育系与5个恢复系配置30个杂交组合(6×5)。对这30个杂交组合及其亲本6个同型保持系、5个恢复系的16个农艺性状进行了2 a重复鉴定,发现不同性状及同一性状不同年份间,配合力表现不尽一致,综合2 a结果,父本的优劣顺序为L161>Q3>Q1>Yuyou 1>227,母本为L89>L451>L656>Zhong 2>D89>1500100285。不同性状及同一性状不同年份间,遗传力存在差异,以初花期、单株产量、主花序长度和单株角果数的遗传力比较稳定,幼苗重、主花序角果数和千粒重的遗传力变化较大。除抽薹期和开花期的超中亲优势不显著外,其他14个性状均存在一定程度的正向优势,单株种子产量和小区产量的超亲优势值最高,其次为幼苗重、分枝高度、角果数。参试组合中,有2个组合(L89×Yuyou 1、L451×Q3)的小区产量表现出较明显的超标优势(5.44%、4.87%)。种子产量的3个主要构成性状(角果数、角粒数和千粒重)中,角果数的杂种优势最大,说明单株角果数的优势是引起小区产量优势的主要原因。最后还对捷克等欧洲优质油菜的利用策略进行了讨论。     

甘蓝型油菜耐旱相关性状的主成分分析及综合评价

[目的]通过对花前和花后干旱胁迫下甘蓝型油菜形态及农艺性状多项指标的研究,筛选和鉴定甘蓝型油菜耐旱种质资源.[方法]以49份甘蓝型油菜为材料,考查花前和花后干旱胁迫及正常供水对照的侧根干重、总根干重、侧根体积、总根体积、根表面积、单株干重、茎杆干重、地上部鲜重、茎粗、绿叶数、叶面积、株高、一次分枝数、单株总角数、每角粒数、千粒重、单株籽粒产量等性状,以各性状的耐旱系数作为衡量耐旱性指标,利用主成分分析、回归分析及聚类分析对其进行耐旱性综合评价.[结果]将花前和花后干旱胁迫各15个单项指标综合成为各6个相互独立的综合指标,花前和花后耐旱性极显著正相关(r=0.593**).系统聚类将49个基因型划分为高度耐旱、中度耐早、不耐旱3类,在花前干旱胁迫中,不耐旱基因型有34个,中度耐旱12个,高度耐旱3个;在花后干旱胁迫中,不耐旱16个,中度耐旱29个,高度耐旱4个,其中,中油杂11、中双11选系在花前和花后2个时期干旱胁迫均表现高度耐旱.[结论]可利用主成分分析、隶属函数分析和聚类分析对甘蓝型油菜花前和花后耐旱性进行分类和综合评价,筛选甘蓝型油菜耐早种质.