新型黄籽甘蓝型油菜的获得及其遗传规律分析

本文分析从自芥（白芥属）和甘蓝型油菜属间体细胞融合获得的黄籽材料,根据农艺性状、产量和品质性状,获得2个具有较高育种应用价值的黄籽新种质D244—18和D244—6。D244—18的黄籽性状由2对独立遗传基因控制,当2对基因均为隐性纯合时,籽粒为黄色,在来源上是新型黄籽甘蓝型油菜。     

甘蓝型油菜与Brassica maurorum的异源六倍体后代及BC_2细胞学分析

将甘蓝型油菜品种中油821（2n=38,AACC）与芸薹属野生资源Brassica maurorum（2n=16,MM）的三倍体杂种进行染色体加倍,得到异源六倍体（2n=54,AACCMM）。该多倍体雄性高度不育,雌性育性极低。在其花粉母细胞的减数分裂终变期,染色体平均配对构型为1.17Ⅰ＋20.71Ⅱ＋0.56Ⅲ＋2.25Ⅳ＋0.08Ⅴ＋0.06Ⅵ。用甘蓝型油菜与该多倍体连续回交2次,均需借助幼胚培养才得到后代植株,BC1、BC2植株均雄性不育,雌性育性很低。BC2植株的形态特征接近甘蓝型油菜,但各植株形态有明显差异。基因组原位杂交分析表明,BC2植株含有2～5条M基因组的染色体,甘蓝型油菜染色体多配对形成二价体,附加的染色体多以单价体形式存在,或与甘蓝型油菜染色体发生联会配对。     

芸薹属种子贮藏蛋白质组分的比较研究

对组成芸薹属3个基本种和3个复合种的种子贮藏蛋白亚基组成进行了SDS-PAGE比较分析,结果表明：不同种间的种子贮藏蛋白具有一定的差异,表现出丰富的多态性;6个种共有24条亚基带,并各自具有特征蛋白谱带。利用贮藏蛋白亚基条带的信息,分析了种间的蛋白相似度,并进行了聚类分析。供试材料分为两类：Ⅰ类为白菜型油菜、甘蓝与甘蓝型油菜;Ⅱ类为黑芥、芥菜型油菜和埃塞俄比亚芥。     

白芥和甘蓝型油菜属间杂种后代菌核病抗性鉴定

通过对24个白芥和甘蓝型油菜属间杂种回交后代株系叶片菌核病菌丝接种鉴定,发现有11个株系与抗病品种中双9号抗性差异不显著,有4个株系抗性极显著强于中双9号。茎秆接种也验证了这个结果。结果表明,白芥和甘蓝型油菜属间杂种后代部分株系抗菌核病能力得到明显提高,对创造抗菌核病油菜新种质具有重要意义。     

油菜野芥细胞质雄性不育恢复基因候选片段的克隆

根据植物细胞质雄性不育恢复基因编码的PPR（pentatricopeptide repeat）蛋白的特点,结合拟南芥PPR基因簇相似序列,扩增油菜野芥细胞质雄性不育（Nsa CMS）基因组DNA,筛选出一对简并引物,在Nsa不育系育性恢复后的可育材料和野芥亲本中可以同时扩增出符合预期的片段。片段长度为309bp,与萝卜CMS恢复基因核苷酸序列的一致性为69%,与拟南芥1号染色体臂上PPR基因簇核苷酸序列的一致性大于70%,与含波里马（Pol）CMS恢复基因的白菜型油菜相关序列一致性达85%。该片段编码的氨基酸序列含有两个相邻排列的PPR基序,可作为Nsa CMS育性恢复基因的候选片段。     

芸薹属远缘杂交试管苗快繁培养基的优化

为了优化芸薹属远缘杂交试管苗的快繁培养基,探讨基因型、培养时间等因素对试管苗分化率的影响,实验对甘蓝型油菜与甘蓝以及白菜型油菜与甘蓝两种远缘杂交方式的试管苗,在10种添加了不同浓度的6-BA和NAA的培养基上进行快繁培养。采用SAS软件对培养后第20d和第30d的分化率进行分析处理,结果如下：（1）白菜型油菜与甘蓝5个杂交组合间,以及白菜型油菜与甘蓝、甘蓝型油菜与甘蓝两种杂交类型间的试管苗分化率无显著差异;除甘蓝型油菜与甘蓝杂交的试管苗在培养第30d时的分化率无显著差异外,其它情况下培养基间的诱导分化率差异均达到显著或极显著水平;（2）添加3．0mg·L^-1 6-BA（6-苄基嘌呤）和0．2mg·L^-1 NAA（萘乙酸）的MS培养基对试管苗的诱导分化效率显著或极显著高于其它快繁培养基;（3）不同培养基培养的试管苗在培养20d和30d时的分化率呈高度正相关,但前20d的日平均分化率显著高于20～30d的日平均分化率。     

甘蓝型油菜BnKNAT2基因克隆和功能分析

为分析甘蓝型油菜中调控分生组织细胞特异分化的KNOX基因家族成员KNAT2,从品种中双11号中分离克隆了BnKNAT2基因,ORF长984bp,由5个外显子组成,该基因编码327个氨基酸残基的蛋白质,该蛋白质包含有KNOX1、KNOX2、ELK和Homeobox KN结构域,属I类KNOX蛋白。甘蓝型油菜中BnKNAT2存在4个拷贝,在主花序（原基）、授粉后7d的角果和茎中活跃表达。利用35S启动子构建了BnKNAT2的超表达载体（pD1301SBnKNAT2）转化拟南芥野生型Col-0。21个转基因株系（T2）的叶片呈现不同程度卷曲、蜷缩以及波纹状叶缘。另外,BnKNAT2转基因株系开花期相比野生型明显推迟。     

甘蓝型油菜Δ9硬脂酰ACP脱氢酶（SAD）基因的克隆与表达分析

为改良甘蓝型油菜菜籽油脂肪酸的组分,根据拟南芥Δ9硬脂酰ACP脱氢酶（SAD）核酸序列特征,检索白菜全基因组SAD基因和cDNA的可能序列,通过同源序列法克隆获得6个甘蓝型油菜SAD基因。比对结果显示,这6个基因编码的氨基酸序列同源性达53.2%~96.3%。系统进化分析显示,甘蓝型油菜SAD基因与蓖麻、大豆、芝麻、向日葵等6个油料作物SAD基因的序列相似性很高,甘蓝型油菜与这些高等植物的SAD基因在进化上具有较高的保守性。对4个甘蓝型油菜SAD基因BnSAD1∶1、BnSAD2∶1、BnSAD2∶2和BnSAD2∶3进行了表达模式分析,发现它们在种子发育过程中表达,并且都在40d的种子中表达量达到最高值,推测这4个基因均参与了硬脂酰ACP（C18∶0-ACP）脱氢生成油酰基ACP（Δ9C18∶1-ACP）的过程,尤其是BnSAD2∶3可能为种子特异表达基因。     

人工合成油菜与栽培油菜F1主要性状的杂种优势

以4个人工合成甘蓝型油菜（Resynthesized rapeseed lines,RS）与4个栽培油菜（Brassica napus,BN）为亲本,按Grifings I法进行完全双列杂交,将产生的56个F1组合分为人工合成种×人工合成种（RS×RS）、人工合成种与栽培油菜杂交种（NRF1）和栽培油菜×栽培油菜（BN×BN）三种类型,并系统分析NRF1农艺性状和产量性状的杂种优势。结果表明,与对照中双10号（ZS10）相比,NRF1在株高、分枝高、分枝长、分枝数和主花序长等农艺性状表现出较高的优势。32个NRF1组合的单株产量中,有7个表现正向对照优势,占22%,其中05R1×XY15的单株产量为24.47g,在所有参试材料中居第二位,说明人工合成甘蓝型油菜杂种优势具有利用可能性。产量组成因子分析结果表明,NRF1的平均单株角果数（436.96）极显著高于RS×RS（416.19）和BN×BN组合（370.89）;千粒重在三种类型组合中无显著差异;每角粒数则表现为BN×BN（17.35）〉NRF1（11.58）〉RS×RS（8.28）,说明每角粒数是NRF1杂种产量与产量杂种优势的主要限制因子。     

花瓣色素定量法对甘蓝型油菜白花性状的质量-数量遗传模型分析

采用无水乙醇提取油菜花瓣色素,在439nm波长下测定提取液的吸光度,实现对甘蓝型油菜白花性状的量化观察,并应用植物数量性状主基因＋多基因混合遗传模型多世代联合分析法,对甘蓝型油菜杂交组合（HW 243×HZ 21-1）和（HW 243×中油821）的P1、P2、F1、F2、B1和B2世代群体进行分析,研究花瓣颜色的遗传特性。结果显示：甘蓝型油菜白花性状表现为数量性状,其遗传符合2对加性-显性-上位性主基因＋加性-显性-上位性多基因遗传模型（E-O）,以主基因作用为主,多基因的作用相对较小;2对主基因的加性、显性和上位性效应均具有较大的作用;主基因的遗传力较高;受环境影响较小。在F2群体中主基因的遗传率为95.51%和96.35%,多基因遗传率为3.65%和2.43%;在B1群体中主基因的遗传率为53.00%和49.59%,多基因遗传率分别为39.93%和39.84%;在B2群体中主基因的遗传率为97.38%和95.51%,多基因遗传率分别为2.17%和1.57%。     

新疆野生油菜BAC文库的构建

本实验以新疆野生油菜18号的基因组DNA为材料构建了其BAC（bacterial artificial chromosome）文库。该文库共有14592个克隆,插入片段在50-300kb之间,平均插入片段105kb,空载率低于5%,覆盖了新疆野生油菜基因组约4.0倍。新疆野生油菜基因组BAC文库的构建,为进一步研究其基因组结构及功能基因的利用等奠定了基础。     

花期低温阴雨对甘蓝型油菜产量和种子含油量的影响

对2010年3月2日～11日低温阴雨条件下19个甘蓝型油菜品种有效结角率、每角粒数、千粒重和种子含油量进行了分析。结果表明：（1）开花后低温阴雨导致油菜有效结角率下降（平均为对照的72.81%）,每角粒数减少（是对照的57.32%）,种子千粒重稍有增加（是对照的119.79%）,含油量降低（是对照的95.31%）。（2）开花时低温阴雨导致有效结角率下降（是对照的46.01%）,每角粒数减少（是对照的33.11%）,千粒重有所增加（是对照的114.67%）,含油量降低（是对照的96.71%）。（3）开花时低温阴雨对所有供试品种的有效结角率、每角粒数影响均大于开花后。（4）花期低温阴雨的影响因品种而异,希望98、中油821等7个品种抗耐性好。同一品种对开花期和开花后低温阴雨的抗耐性基本一致。     

隶属函数法鉴定油菜甘芥种间杂交后代的抗旱性

在大田水分胁迫条件下,采用隶属函数值法、灰色关联度分析法结合聚类分析,研究58份甘蓝型油菜和芥菜型油菜的种间杂交后代,分析其单株产量、主花序产量和品质性状的差异。结果表明,单株分枝数和有效角果数与抗旱性显著相关,而角粒数和千粒重与抗旱性关联性较弱。在水分胁迫条件下,抗旱材料主花序的三个性状,即含油量、蛋白质含量和千粒重,在强抗、较抗、不抗材料间的差异均达到1%显著水平,且与单株产量的关联度在50%以上,其中主花序籽粒的含油量及千粒重升高,蛋白质含量降低。利用水分胁迫下三个性状的差异变化可对抗旱油菜进行初步筛选。通过筛选,获得2007M004、2007M018和2007M027三份平均隶属函数值≥0.413的抗旱材料。     

西藏白菜型黄籽油菜表型多样性分析

为了解西藏黄籽白菜型油菜种质资源,以西藏主要农区采集的16份白菜型黄籽油菜农家品种为材料,采用变异系数、多样性指数、聚类分析等方法对30个表型性状进行多样性分析。结果表明：除叶柄长度、薹茎叶着生状态、分枝习性外的27个表型性状变异类型多样,平均多样性指数达1．840,高于国内白菜型油菜平均水平1．709。变异系数（3．92％～52．84％）也表明了性状变异的丰富性。基于主成分因子综合得分进行离差平方和法聚类分析,取卡方平均距离0．80为阈值,将16份白菜型黄籽油菜分为3个类群,第Ⅰ类角果最长,每果粒数最多;第Ⅱ类分枝部位最高,一次分枝数、有效角果数最多;第Ⅲ类分枝部位最低,主轴有效长度最短、有效角果数最少。此外,白菜型黄籽油菜籽粒以极大型和大型为主,种皮色泽丰富。     

甘蓝型油菜特大籽粒新种质创制及评价

以春性早熟甘蓝型油菜花油8号、油菜品种Legency及半冬性晚熟甘蓝型油菜株系020010为亲本配制三交种;从DH群体中筛选出千粒重超过5.0g特大籽粒新种质。2007-2009年的多点试验中,5个大粒株系千粒重性状表现稳定,年度间变幅为10%～15%;与杂交种云油杂2号比较,株系DL01和DL02分别增产30.6%和20.4%。     

间作对油菜和紫云英生长及产量的影响

为使用地与养地相结合,在保持油菜不减产的同时,建立合理的油菜/紫云英间作技术体系。采用大田试验,研究了紫云英（Astragalus sinicus L.）与不同密度油菜（Brassica napus L.）间作对二者生长和产量的影响。结果表明：紫云英与密度为20万~40万株/hm2油菜按2∶1带型间作（即1m宽带内播种两行油菜,1行紫云英）,间作油菜各处理不同生育期氮磷钾和碳的养分累积量均有高于或接近于油菜单作（MR）的趋势,间作油菜株高、根长、根颈粗、单株鲜重和产量接近于或显著高于密度为30万株/hm2的单作油菜。在保持油菜产量不显著降低的同时,间作模式可以收获3 592~5 724kg/hm2的紫云英绿肥。紫云英与不同密度油菜间作均表现土地资源利用优势（LER〉1）。     

甘蓝型油菜与诸葛菜属间杂交F12群体的品质及遗传分析

以甘蓝型油菜（AACC,2n=38）品种Oro与诸葛菜（OO,2n=24）属间杂交F4世代中出现的五倍体单株（AACCO,2n=50）为起始材料连续自交选育、鉴定,直至获得F12群体。各F12株系间表现一定的形态差异,但株系内植株形态特征一致。细胞学观察表明85.3%的F12单株具有与甘蓝型油菜相同的染色体数目,花粉母细胞（PMCs）减数分裂中正常配对和分离;其余植株的染色体数目分别为37、39和40;红紫色植株在减数分裂中有落后染色体,四分体时期会出现微核。基因组原位杂交（Genomic in situ hybridization,GISH）分析未检测出整条的诸葛菜染色体;但AFLP分析表明存在渗入的诸葛菜DNA片段。F12植株的脂肪酸组成及硫苷含量表现较大的变异,有的植株油酸含量高于Oro而硫苷降低。