甘蓝型油菜DH群体10个主要农艺性状的遗传分析

在西安与杭州两环境下,以小孢子培养产生的甘蓝型油菜SG—DH群体为材料,对油菜植株主要产量构成性状、生育特性和含油量以及蛋白质含量等性状进行遗传分析。结果显示：各性状均为多基因控制的数量性状,株高、第一分枝数、荚果长度、初花期与成熟期估计的基因对数与定位的QTL数相近,而千粒重与荚果粒数估计的基因对数少于检测到的QTL数;各性状的偏度和峰度的估算结果显示,株高、初花期、终花期基因间均表现为重叠作用。由各性状之间的偏相关分析得出：两环境中株高与荚果粒数、千粒重呈极显著正相关：3个生育期相互之间表现为极显著负相关;含油量与种子蛋白质含量呈极显著负相关。     

利用非条件和条件QTL解析油菜产量相关性状的遗传关系

基于前期研究中构建的Sollux/Gaoyou DH群体在9个环境中的表型数据和新版遗传图谱,对油菜角果长度进行QTL定位,估测QTL的加性、上位性和环境互作效应。并通过条件QTL方法,解析角果长度与角果粒数和粒重之间的遗传关系,以期利用标记辅助,探讨通过选择角果长度基因型以增加角果粒数、提高千粒重,最终达到增加产量的可能性。结果共检测到在3个环境以上稳定表达的控制角果长度QTL 8个,加性效应值在0.09~0.26 cm之间,效应总和解释群体遗传总变异的60%。8对上位性QTL效应值在0.035~0.075 cm之间,效应总和为加性总效应的38%。QTL与环境互作效应只在少数位点和个别环境中显著。条件QTL研究表明,q SLA2、q SLC1-2和q SLC8-1位点,角果长度的变化对角果粒数影响较大;而通过选择q SLA7、q SLC1-2、q SLC8-1和q SLC8-2长角果标记基因型,可望同时提高角果粒数和千粒重。6个主效QTL 11个连锁标记基因型和表现型的关联分析,验证了条件QTL分析结果,表明通过对q SLA2、q SLA7、q SLC8-1和q SLC8-2位点6个连锁标记(ZAAS423、SUC1-3、ZAAS12a、ZAASA7-28、ZAAS433和ZAAS437)长角果基因型的聚合,可增长角果约2 cm,间接增加角果粒数2粒,同时提高千粒重0.4 g,从而可望实质性地提高油菜产量水平。     

油菜种子成熟度对千粒重和含油量性状的影响

2007—2008年以德国高含油量油菜品种‘Sollux’和中国高油分自交系‘Gaoyou’杂交F1组合构建的含有282个株系的DH群体为研究材料,于油菜收获季节分别以早熟和迟熟株系达“黄熟”为标准,间隔7 d(5月19日和5月26日)进行2次取样,将所有株系按照不同初花期分成4组,分析各组材料在不同成熟度下收获种子千粒重和含油量的变化以及千粒重、含油量和初花期三者之间的关系。结果表明： (1)油菜植株黄熟后延迟1周收割(枯熟期),千粒重平均下降约0.198 g,差异达显著(P=0.027),相当于单产减产5%左右;而油菜若在正常成熟前1周收割,亦可使千粒重极显著降低0.162 g(P=0.001),相当于减产约4%;(2)黄熟期前后1周取样对4组不同初花期材料含油量性状均未有显著影响;(3)在浙江省海宁种植环境下,油菜千粒重和初花期呈极显著负相关(r=－0.643),开花期平均相差4 d左右即可导致千粒重显著增减。     

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%。     

水稻乙醇酸氧化酶基因的克隆和表达分析

根据水稻数据库中乙醇酸氧化酶(GLO)基因的编码序列,设计引物,克隆了水稻OsGLO3基因的序列,该片段长1 104bp,编码367个氨基酸,含有11个外显子。荧光定量PCR结果表明:OsGLO4在不同水稻生育期中表达量差异较大,且OsGLO1和OsGLO4在生长发育后期表达量较高,OsGLO2和OsGLO5在生长发育前期表达量较高。