甘蓝型油菜SnRK基因家族生物信息学分析及其与种子含油量的关系

蔗糖非发酵相关蛋白激酶(sucrose non-fermenting-1-related protein kinase, SnRK)是植物中广泛存在的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,它们参与调控植物的信号传导、逆境响应和种子生长等生物学过程。为了解析甘蓝型油菜(Brassica napus L.)中SnRK基因家族的性质及其对种子含油量的影响,本研究对BnSnRK基因家族的系统进化、基因结构、蛋白质理化性质、保守基序、蛋白质二级结构、顺式作用元件和亚细胞定位预测等进行分析,并通过候选基因关联分析、单倍型分析和qRT-PCR筛选影响种子含油量的BnSnRK基因。结果显示,鉴定得到92个BnSnRK成员,分为3个亚族,分布于甘蓝型油菜19条染色体上,亚族之间蛋白质理化性质差异显著。多数基因拥有7～14个外显子;同一亚族的motif分布情况更相似。BnSnRK家族主要在细胞质中表达,蛋白质二级结构主要以α-螺旋和不规则卷曲为主。关联分析筛选出与油菜种子含油量相关的12个家族成员,基因BnaC02g10730D可能负向调控甘蓝型油菜种子含油量,基因BnaA07g12290D、BnaA10g22850D...     

甘蓝型油菜自交不亲和系杂种纯度鉴定

利用共显性分子标记技术SSR、显性形态标记性状花叶及显性生化标记种子芥酸含量鉴定甘蓝型油菜自交不亲和系SI-1300与恢复系花叶恢杂种F1种子纯度.结果表明,3种方法鉴定结果基本一致,F1杂种种子纯度达到91%以上;不同SSR引物鉴定结果完全相同,一对SSR引物即可用于鉴定F1杂种纯度.SSR扩增产物具有很高的多态性和严格的保守性,不仅可以用于油菜杂种纯度鉴定,亦可以用于不同品种(组合)真实性鉴别.研究结果还表明,自然条件下放养蜜蜂用于自交不亲和系杂种制种是一种稳妥、切实可行的方法.     

甘蓝型油菜“棒状”突变体的发现及初步研究

新近,傅廷栋院士在5148-2与黄籽DH系YN90-1016的杂交F1代经小孢子培养获得的DH系群体中,发现了一个“棒状”突变体。其表现为矮杆、株型紧凑、主花序及分枝短小簇生、角果不易炸裂、花期集中,非常适合高密度种植和机械化收获。利用SSR技术,我们对其进行了分子鉴定,并对其遗传规律进行了初步分析。     

油菜细胞质雄性不育与线粒体基因组研究进展

细胞质雄性不育作为杂种优势利用的重要途径之一,为芸薹属植物杂交育种提供了简单、高效的制种途径。近年来,在油菜中已经发现和报道的细胞质雄性不育胞质类型已有十余种,很多不育胞质的线粒体基因组测序工作已经完成。目前,对不同细胞质雄性不育基因的研究、线粒体基因组测序和胞质类型的分类研究都有一定的进展。本文主要对油菜不同胞质类型线粒体基因组的测序及应用和细胞质雄性不育机理的研究进行了总结与展望。随着分子生物学和测序技术的发展,对不同胞质类型的分类和不育机理的研究将帮助我们更好地认识和利用细胞质雄性不育。     

利用SNP芯片构建我国冬油菜参试品种DNA指纹图谱

以2016?2017年度187份国家油菜参试品种及2015?2016年度33份续试品种为材料, 利用油菜60K Illumina Infinium SNP (single nucleotide polymorphism)芯片进行基因分型, 得到52 157个SNP标记。按照分型为AA和BB频率不为0、最小基因型频率(minor freq)大于0.05、SNP得率(call freq)大于0.80、样品缺失率小于5%及分型明晰的要求筛选出5374个SNP标记。这些标记的PIC (polymorphism information content)均值为0.27, PIC值大于0.25的SNP标记占55.94%。其中有5143个SNP标记能对应到A1~A10、C1~C9连锁群上, 且比较全面地覆盖了油菜的基因组。用PowerMarker、MEGA等软件对224份样品的5374个标记分析, 结果显示: (1)设置8个品种重复2次点样对照, 得出Infinium芯片的技术误差为0.36%, 与Illumina公司公布的0.1%的技术误差十分接近。(2) NJ (Neighbor-joining)聚类分析中, 97.86%的区试品种的相似系数小于95%、87.88%的续试品种相似系数大于95%, 相似系数95%可作为品种特异性及一致性鉴定的阈值。这5374个SNP标记在油菜全基因组上分布均匀、多态性高、区分度好, 可用于甘蓝型油菜品种特异性和一致性的鉴定分析及甘蓝型油菜品种DNA指纹图谱构建的研究。     

甘蓝型油菜杂种优势及产量性状的遗传改良

对不同来源的3个甘蓝型油菜自交不亲和系与22个父本品种的遗传距离及它们以NCII法配制的66个杂交组合的产量、物候期性状进行了分析.结果表明,尽管3个自交不亲和系与父本品种间的遗传差异较小,但它们与国外品种间的杂种F1产量性状平均优势均较强.杂种生育期及初花至成熟期日数均介于双亲之间,但前者偏向晚熟亲本,而后者却偏向早熟亲本.与其它产量构成因子相比,一次分枝及其角果数不仅对单株产量贡献率最大,且对单株产量杂种优势贡献率亦最高.在油菜产量性状的遗传改良中,特别是在杂种优势利用中,首选目标性状应为一次分枝及其角果数.在保证一次分枝及其角果数前提下,提高角粒数、千粒重亦是一条有效途径.     

甘蓝型油菜自交不亲和临保性及其连锁AFLP标记

甘蓝型油菜自交不亲和临保材料在杂种优势利用和芸薹属自交不亲和性的机理研究方面具有重要的价值。以自交不亲和系SI1300为受体、临保系97-wen238为供体,通过不亲和植株与供体连续回交构建BC₆、BC₇和BC₈群体对临保性的遗传进行了初步的分析,并检出与其连锁的分子标记。SI1300×97-wen238     

我国油菜生产、改良与食用油供给安全

通过比较大宗食用植物油的品质特性,以及分析我国食用植物油的消费与供给、油菜的生产现状及存在问题与发展潜力,明确了我国油菜生产在我国植物油供给中的重要地位,发展油菜生产是保障我国食用油供给的根本途径。并由此提出了发展油菜生产的主要措施：加强油菜相关研究,着实解决我国油菜生产上存在的问题;规范种业市场,促进我国油菜种业健康发展;加强油菜籽的加工研究与利用,提高附加值。     

甘蓝型油菜子叶黄化致死突变体ytl的表型分析和基因定位

甘蓝型油菜子叶黄化致死直接影响油菜出苗率和成苗率,深入研究子叶黄化致死的分子机制可为探究植物生理相关的基础研究提供便利。本文报道了甘蓝型油菜子叶黄化致死突变体ytl(yellow to lethal)的基因定位及候选基因预测结果。该突变体来自恢复系轮回选择群体的自交后代株系,发芽出土后子叶一直处于黄化状态,播种9～15 d后死亡。与野生型相比,突变体ytl的叶绿素、叶黄素含量显著降低。透射电镜观察显示,突变体叶绿体发育仍处于质体阶段,类囊体基粒片层模糊。遗传分析表明,该突变体由一对隐性核基因控制。利用油菜60K SNP芯片结合分子标记技术将该基因定位于C09染色体的标记SSR-140和标记PBZIN-1之间198 kb的物理区间。该研究为进一步克隆基因BnaC09.YTL及后续的功能研究奠定了基础。     

Bna-novel-miR311-HSC70-1模块调控甘蓝型油菜响应热胁迫的机制

HSP70(heat shock protein 70)参与植物热胁迫应答,增强植物耐热性,但目前油菜中尚无miRNA调控HSP70基因的报道。本研究novel-miR311是利用高通量技术在甘蓝型油菜茎尖中筛选出的新miRNA。novel-miR311存在于油菜而不存在于拟南芥中, 5’-RACE技术证实其2个靶基因属热应激同源蛋白基因HSC70-1 (HSP70家族),在甘蓝型油菜体内被剪切。构建novel-miR311超表达载体,转化拟南芥和甘蓝型油菜,其转基因阳性苗中HSC70-1基因表达量显著下降。高温胁迫试验表明,拟南芥和甘蓝型油菜热胁迫后,其阳性苗的生长势和存活率显著低于其对应的对照。qPCR结果显示,油菜中HSC70-1基因表达量热胁迫后较热胁迫前上升。上述结果表明,油菜novel-miR311介导HSC70-1基因的剪切降低了拟南芥和甘蓝型油菜耐热性。