白菜型冬油菜在北方寒旱区的适应性分析

采用多点试验,对白菜型冬油菜在北方地区的越冬率、生育期及产量进行比较,以分析其适应性.结果表明,不同冬油菜品种越冬率存在较大差异,依次表现为陇油6号＞陇油7号＞陇油8号＞陇油9号＞天油2号(CK)＞天油5号＞天油8号＞天油7号,其中陇油6号和陇油7号越冬率最高,分别为86.40％和85.53％,明显高于CK,而天油7号与天油8号的越冬率仅分别为54.07％和55.50％,均低于CK;同一参试品种在不同试点生育期差异较大,如陇油6号在秦王川试点,生育期长达300 d,而在和田,其生育期仅为251 d,较秦王川试点提前49 d;不同冬油菜品种间生育期差异也较大,在秦王川,陇油6号和陇油7号的生育期最长,为300 d,陇油8号为295 d,而其它各参试品种的生育期均为290 d,较陇油6号缩短了10 d;在不同试点,冬油菜农艺性状和含油率均存在较大差异.综合分析,陇油8号、陇油7号、陇油6号的丰产性和稳定性最好,其次为陇油9号;不同生态区区域适宜种植的冬油菜品种也有差异,其中陇油6号、陇油7号可成为北京及周边地区、新疆乌鲁木齐以西地区、甘肃中北部与河西走廊以及陕西靖边周边地区的主栽品种,而新疆乌鲁木齐以南地区应以陇油8号与陇油9号为主栽品种,天油2号、天油5号及天油8号也适宜在该地区种植.     

北方白菜型冬油菜BrFLC家族的全基因组鉴定、克隆及表达分析

春化过程是冬性植物抽薹开花前的主要阶段。FLC（FLOWERING LOCUS C）基因在春化过程中可以整合上游信号调控植物开花。为了解白菜型冬油菜中FLC基因的特征及其春化功能,以6个拟南芥FLC基因为索引从白菜型冬油菜基因组中鉴定得到10个BrFLC基因,其中8个均含有7个外显子。10个BrFLC分布于4条染色体上,存在明显的基因复制现象。进化及保守结构分析显示聚为一类的成员蛋白质保守Motif分布相似。基因上游1500 bp的启动子区域均含有光应答元件,其中BrFLC4、BrFLC5和BrFLC6含低温响应元件,BrFLC3、BrFLC4、BrFLC7、BrFLC9含激素响应元件。比对发现,位于A02上的BrFLC6基因序列与大白菜中已注释的Bra031886差异性较大。克隆到陇油6号、陇油17、天油2号和天祝小油菜中的BrFLC6基因,序列相似性达99.5%。分析其中序列差异最大的BrFLC6基因,qRT-PCR检测发现它可在根、茎、叶、花蕾及花中表达;春化处理后则表达下调,不同品种间下调幅度有差异。结合春化率的观察,认为春化过程抑制了BrFLC6的表达,且基因表达水平与白菜型冬油菜通过春化所需的时间有关。     

白菜型油菜春化基因BrFLCsBrFLC序列变异分析

为寻找与冬春性关系密切相关的变异,为开发冬春性品种的鉴定开发分子辅助标记提供理论依据。本研究,采用巢式和半巢式扩增法对感温性和抗寒性强弱不同的5个白菜型油菜品种的BrFLCsBrFLC基因的第4外显子至第7外显子进行了特异性扩增。除BrFLC5无扩增结果外,其余三个基因均得到扩增序列。序列比对结果发现,3个BrFLCsBrFLC在第4外显子至第7外显子均存在有不同程度的等位变异,发生的主要等位变异有SNP和Indel两种类型。BrFLC1主要变异与冬春性相关性不大,与冬春性关系密切的变异主要发生在BrFLC2和 BrFLC3上。BrFLC2中检测到1个Indel类型和5个SNP类型变异位点与冬春性有关。BrFLC3中检测到1个Indel类型和16个SNP类型变异位点与冬春性有关。       

白菜型油菜春化基因BrFLC序列变异分析

为寻找与冬春性相关的变异,以开发冬春性品种分子辅助标记,采用巢式和半巢式扩增法,对感温性和抗寒性强弱不同的5个白菜型油菜品种的Br FLC基因的第4外显子至第7外显子进行了特异性扩增。除Br FLC5无扩增结果外,其余3个基因均得到扩增。序列比对结果发现,3个Br FLC在第4外显子至第7外显子均存在有不同程度的等位变异,发生的主要等位变异有SNP和Indel两种类型。Br FLC1变异与冬春性相关性不大,与冬春性关系密切的变异主要发生在Br FLC2和Br FLC3上。Br FLC2中检测到1个Indel类型和5个SNP类型变异位点与冬春性有关。Br FLC3中检测到1个Indel类型和16个SNP类型变异位点与冬春性有关。     

白菜型冬油菜和春油菜杂交后代抗寒性与植物学特性

对强抗寒性白菜型冬油菜陇油7号和陇油9号与优质白菜型春油菜品种Parkland杂交后代群体的感温性(冬春性)、植物学特性、越冬率等进行了初步分析研究。结果表明:(1)两个杂交组合的F1代植株全部表现为冬性,可见冬性为显性,F2代和BC1冬春性发生分离,F2代冬春性均符合4∶1的分离,而BC1中以Parkland为轮回亲本时,后代冬春性符合1∶1的分离,以陇油7号和陇油9号为轮回亲本时,后代冬春性之比为4∶1。(2)以越冬率为抗寒指标分析发现陇油7号×Parkland杂交后代的抗寒性比陇油9号×Parkland杂交后代抗寒性强,这与冬性亲本抗寒性强弱一致,各世代抗寒性强弱依次是:以冬性为轮回亲本的BC1F2F1春性为轮回亲本的BC1。(3)相关性和灰色关联分析表明,越冬率与冬春杂交后代主要生物学特性紧密相关,相关程度依次为:心叶色生长习性冬春性叶色。分析得出,植株形态特征与抗寒性有密切的关系,一般心叶为紫色、叶色深绿或浅绿、匍匐或半直立生长的幼苗,其越冬率较大,抗寒性较强。     

低温胁迫下白菜型冬油菜差异蛋白质组学及光合特性分析

分离鉴定白菜型冬油菜低温差异表达蛋白质, 从蛋白质组角度揭示白菜型冬油菜抗寒机理奠定基础。以强抗寒白菜型冬油菜陇油7号为材料, 采用双向电泳和质谱分析技术, 比较低温(4°C、–4°C)和常温(25°C/20°C)下叶片蛋白质组差异;对差异蛋白进行KO和KEGG功能分析。结果表明,低温下陇油7号生长点下陷、植株匍匐, 气孔处于关闭或半关闭状态。2-DE和PDQuest8.0.1软件分析表明, 常温和4°C低温下叶片蛋白质斑点数分别726、738;相对于常温处理, 4°C低温下陇油7号叶片10个蛋白点特异表达、5个蛋白点未表达;MALDI-TOF-TOF MS质谱分析鉴定出11个蛋白质, 参与碳水化合物代谢、糖代谢、氨基酸代谢、有机酸代谢、核酸代谢、信号转导与细胞通讯等细胞过程。冰晶形态显微观察结果表明低温处理后陇油7号叶片蛋白质提取液中含有高活性抗冻蛋白(antifreeze proteins, AFPs)。鉴定的11个蛋白质中, 有5个蛋白质点与光合作用有关, 低温下陇油7号叶片1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(RuBPCase)活性和净光合速率Pn下降。叶片Pn下降与RuBPCase表达抑制和活性降低有关, 非气孔限制是Pn下降的主要因素;高活性抗冻蛋白在白菜型冬油菜抗寒中发挥重要作用。     

低温胁迫下甘蓝型冬油菜抗寒性与叶片激素含量的关联性

为探究不同抗寒性甘蓝型冬油菜在应对低温胁迫时内源激素含量的变化,并阐明其抗寒性与叶片激素含量的关联性,选用感温性差异较大的4个甘蓝型冬油菜品种(品系),分别于4℃及0℃处理不同时间后测定植株叶片内玉米素(Zeatin, ZT)、赤霉素(Gibberellin A₃,GA₃)、水杨酸(Salicylic acid, SA)、生长素(Indole-3-acetic acid, IAA)和脱落酸(Abscisic acid, ABA)5种内源激素的含量,并联系抗寒性评价指标进行相关性分析。结果表明,与对照(24℃)相比,低温处理后甘蓝型冬油菜叶片中IAA、ZT、GA₃含量显著降低,ABA含量较对照(24℃)上升2～3倍,不同品种(品系)SA含量增幅差异较大。相关性分析结果表明,ABA、IAA、GA₃、SA含量的耐寒系数与抗寒性呈显著负相关。总之,内源激素含量会随外界温度变化而变化,且强抗寒性甘蓝型冬油菜品种(品系)叶片中激素含量的变化(上升或下降)幅度小于弱抗寒性品种(品系)。     

北方寒旱区冬油菜花芽分化过程观察

以强冬性白菜型冬油菜陇油6号、天油4号、甘蓝型冬油菜07-G01为材料,对不同抗性冬油菜在中国西北寒旱区的生长发育进行研究。研究结果表明,在西北寒旱气候条件下冬油菜花芽分化始于冬前-2℃左右至-10℃左右时,花芽分化仍在继续,此时已进入花瓣原基和雄蕊原基分化期。当气温降至-15℃时,花芽分化减缓或停止。冬后气温升至-4℃~10℃左右时,花芽分化重新开始,且随着气温的升高花芽分化速度加快。经过10 d左右即可完成一个花器的分化。花芽分化与品种抗寒性强弱有关,抗寒性强的陇油6号花芽分化早,但花芽分化速度较慢。甘蓝型冬油菜的花芽分化晚于白菜型冬油菜,一般在返青后才开始花芽分化。根据观察结果将白菜型冬油菜花芽花器分化按向心分化顺序划分为3时段7时期,即冬前花芽分化启始期、越冬休眠期与冬后花芽快速分化期3个时段,快速分化时段又可划分为7个时期。     

北方旱寒区冬油菜抗寒性相关指标的QTL定位

以抗寒性不同的白菜型冬油菜品种陇油7号与陇油9号为亲本构建的F2群体为材料,对白菜型冬油菜抗寒性相关的生理指标进行了QTL定位分析。在白菜型油菜的10条染色体上定位了SOD活性、POD活性、CAT活性、MDA含量、游离脯氨酸含量和可溶性蛋白含量共6个性状的24个QTL位点,可解释表型变异为11.1783%~81.1753%;10个显性效应表现为显性正效应,LOD值在3.2787~163.7958之间。染色体2A的Br ID90127-Br ID10421区、Br ID10421-Br ID10709区及Br ID10709-Br ID101165区,5A的BRMS034(R5)-Ra3-H10区、6A的Ra1-F06-Ra2-D04区、8A的Br ID10839-Ra2-E12区和10A的Br ID90115-Ra2-E07区是多个性状QTL共享的标记区间。研究结果对冬油菜抗寒性基因精确定位具有一定价值。     

连续自交对甘蓝型油菜主要农艺性状的影响

研究了4个甘蓝型油菜品系连续自交四代主要经济性状的变化.结果表明,自交对甘蓝型油菜主要经济性状有显著影响,株高、分枝部位、有效分枝数、主花序有效结角数、单株角果数及单株产量均随着自交世代的增加而减小.自交与主要经济性状之间的相关系数在-0.979~0.289之间变化,株高、分枝部位、单株角果数、单株产量等与自交世代数呈显著负相关,而千粒重和角果粒数受到的影响较小