甘蓝型油菜×埃塞俄比亚芥杂种苗快速繁殖及激素效应

未能充分成熟的油菜远缘杂种种子可在B_5 NAA0.1mg/L(单位下同)培养基上顺利萌发;附加 6-BA2.5可促壮无菌幼苗。采用MS NAA0.1 6-BA5 培养基可从无菌幼苗茎尖诱导大量丛芽;在继代培养中不同浓度6—BA诱芽效果无显著差异,但随6-BA浓度的增加,丛芽由壮变弱,出现黄化以至黑化。     

利用CRISPR/Cas9技术创制高油酸甘蓝型油菜新种质

在低硫苷低芥酸的双低甘蓝型油菜基础上,培育稳定的高油酸油菜是当前重要的育种目标之一,本研究通过利用CRISPR/Cas9基因编辑对湖南农业大学选育的品种湘油15号(XY15)进行品种改良。BnaFAD2和BnaFAE1是油酸合成不饱和脂肪酸和超长链脂肪酸的两个关键基因。利用CRISPR/Cas9基因编辑系统与高效油菜转化技术相结合,对甘蓝型油菜XY15的BnaFAD2.A05、BnaFAD2.C05、BnaFAE1.A08和BnaFAE1.C03同时进行基因编辑,获得了7株T0代转基因植株,通过靶基因克隆测序,发现均未发生基因编辑。然而,在T1代植株中发现并检测到了基因编辑的发生,BnaFAD2.A05、BnaFAD2.C05、BnaFAE1.A08和BnaFAE1.C03的总基因编辑效率分别为38.89%、27.78%、22.22%、30.56%。在T2代植株中,筛选到了5株4个靶基因均发生了突变,且无外源基因的突变体材料Cas9-1-12-4、Cas9-1-12-5、Cas9-2-7-11、Cas9-5-5-3、Cas9-6-6-1,它们的相对油酸含量为68.69%、80.16%、75.82%、75.97%、74.37%,相比于野生型XY15(相对油酸含量为62.04%)均有显著提高。     

通过白菜型油菜和埃塞俄比亚芥的Ar和Cc基因组导入创造甘蓝型油菜新材料

油菜是目前我国主要种植的油料作物之一,但现有的种质资源限制了产量的进一步提高。本研究采取了一种新的育种方式来增加甘蓝型油菜的种质资源,即通过远缘杂交结合分子标记辅助选择的方式将白菜型油菜的Ar基因组和埃塞俄比亚芥的Cc对现有的甘蓝型油菜品种的基因组(AnAnCnCn)进行部分替换。通过对五倍体杂交后代(ArAnBcCcCn)进行染色体选择,找到了染色体数目为38的材料。为了和现有的甘蓝型油菜进行区分,得到的新材料被认定为甘蓝型油菜新材料。实验结果表明,得到的部分甘蓝型油菜新材料具有基本正常的减数分裂过程、正常的花粉萌发以及胚囊发育过程,这说明甘蓝型油菜新材料达到了遗传平衡。分子标记分析表明:甘蓝型油菜新材料的约50%的基因组被白菜型油菜的Ar基因组和埃塞俄比亚芥的Cc替换,并且这些甘蓝型油菜新材料之间具有丰富的遗传多样性。因此,白菜型油菜的Ar基因组和埃塞俄比亚芥的Cc基因组导入对于丰富现有的甘蓝型油菜种质资源具有明显的效果。     

芥菜型油菜与埃塞俄比亚芥杂种基因组原位杂交分析

原产于非洲的埃塞俄比亚芥(Brassica carinata,2n=34,BBCC)具有适应于炎热干旱地区种植等特点,是改良我国芥菜型油菜(B.juncea,2n=36,AABB)的重要种质资源。本研究用基因组原位杂交方法(GISH,Genomic in situ hybridization)分析了芥菜型油菜与埃塞俄比亚芥种间杂种花粉母细胞的染色体分离,发现在后期I染色体主要以17∶18类型分离,其次是16∶19,染色体落后现象偶然发生,其中B染色体组以8∶8的分离比率较高,表明不同来源的B染色体可正常配对分离。本研究表明,芥菜型油菜与埃塞俄比亚芥远缘杂交,通过染色体同源重组(B染色体间),以及部分同源染色体配对交换的方式(A、B、C基因组间),有可能将埃塞俄比亚芥优良遗传成分转移到芥菜型油菜中。     

埃塞俄比亚芥与白菜型、甘蓝型和芥菜型油菜杂种子房培养技术的研究

本文研究了埃芥×白菜型油菜、埃芥×甘蓝型油菜和埃芥×芥菜型油菜杂种子房的离体培养方法。结果表明,三大种间组合授粉子房的适宜离体时间分别在５—１０、７—１２和１０—１７天之间。水解酪蛋白对杂种胚的发育没显示出有利作用,０．２ｍｇ／ＬＢＡ促进了杂种胚的形成。ＭＳ和Ｌ．Ｓ．Ｍ．基本培养基和本培养方法对于埃芥×白菜型油菜和埃芥×甘蓝型油菜杂种子房的离体培养是可行的。     

埃塞俄比亚芥与芥蓝杂交获得异源三倍体及其细胞学研究

以埃塞俄比亚芥(2n=4x=BBCC=34)和芥蓝(2n=2x=CC=18)为材料,通过相互杂交获得了异源三倍体(2n=3x=BCC=26)。该异源三倍体生长势较强;叶色等介于双亲之间;株型、花型和花大小偏向于埃塞俄比亚芥;花色与芥蓝的相同,为白花。减数分裂观察表明:在终变期,一般形成9个二价体和8个单价体(9Ⅱ+8Ⅰ),且B、C两组染色体表现出一定程度的分群现象;中期Ⅰ,CC基因组的9个二价体排列在赤道板上,而B组的8个单价体游离在赤道板周围;后期Ⅰ分到两极的染色体以13/13和12/14占多数,偶见落后的染色体。该BCC异源三倍体的获得为创建CC+B染色体的异附加系和研究B、C基因组间的亲缘关系奠定了基础。     

甘蓝型油菜无花瓣矮秆新种质APL03的选育

以正常四瓣双低甘蓝型油菜品系ZH004为母本、无花瓣种质APL01为父本杂交,对无花瓣及矮秆等性状进行多代定向选择,育成APL03新种质。该种质群体无花瓣株率迭100％,单株无花瓣度〉90％,植株高度130—140cm,单株有效角果数〉400个,种子含油率高达43％-47％,兼有抗倒伏、抗耐菌核病等特性,成为培育适于全程机械化作业栽培油菜新品种的基础材料。     

甘蓝型油菜种质资源创新与抗寒机理研究进展

冷胁迫是甘蓝型油菜种植推广的主要限制性因素之一,通过近缘种间杂交和轮回选择可丰富甘蓝型油菜的遗传背景与种质资源创新,近几年创制的强抗寒甘蓝型油菜已实现从北纬35°20’的适宜种植区域北移扩展至陕西洛川（北纬35°46’）、甘肃兰州上川（北纬36°03’）、山西临汾（北纬36°20’）和河北石家庄（北纬38°00’）等区域的种植。甘蓝型油菜抗寒理论研究表明：强抗寒甘蓝型油菜形态特征表现为半直立或匍匐生长、叶色较深或呈紫红色、根系较为发达等,这主要与强抗寒甘蓝型油菜的渗透物质和抗氧化酶活性积累有关,进而达到保护细胞和减少ROS信号积累的作用。研究证明甘蓝型油菜组织细胞中NADPH酶介导产生的ROS在调控甘蓝型油菜生长发育及冷胁迫应激响应过程中扮演着重要的角色。为此甘蓝型油菜种质资源创新和抗寒机理研究是甘蓝型冬油菜“北移西扩”的重要技术保障,也是中国西北冬油菜产业发展的关键。     

红菜薹与甘蓝型油菜杂交子房培养研究初报

对甘蓝型油菜和红菜薹种间杂种进行胚胎挽救研究,实验结果表明,采用MS＋（1．0～2．0）mg·L^-1 6-BA＋0．05mg·L^-1 NAA＋0．5％活性炭＋30g·L^-1蔗糖＋7．5g·L^-1琼脂培养基对甘蓝型油菜和红菜薹杂交子房培养效果较为理想;相对于培养基和激素,活性炭对子房培养的影响更加显著。通过对取材时间的研究发现,取授粉后18d子房培养的结籽率最高,15d的次之。而通过对杂种萌发率的研究则表明,授粉后15d的子房培养获得的杂种萌发率最高,为57．03％,18d的最差,仅为38．49％。     

甘蓝型油菜与白菜型油菜杂交杂种第一代细胞学观察

远缘杂交是油菜育种中的重要途径。在油菜远缘杂交育种工作中,存在的主要问题之一是杂种植株的不育性。对于这个问题的研究,国内外已有一些报道,但从细胞学角度研究其实质还不多。为了更好的利用远缘杂交的办法创造新品种,有必要对该问题进行深入研究。本文对杂种植株花粉母细胞减数分裂的情况和花粉粒发育作了初步观察。     

甘蓝型油菜和芥菜型油菜种间杂交研究

甘蓝型油菜与芥菜型油菜杂交研究结果表明,杂交结实力与杂交组合方式以及参与杂交的亲本材料有关,以芥菜型油菜作母本的杂交结实力高于以甘蓝型作母本的组合：芥×甘杂交组合的平均结实数／花为 ２．６４ 粒,而甘×芥杂交组合的平均结实数／花为 ０．１０ 粒。芥甘杂种一代形态特征和生育期介于双亲之间,甘芥杂种一代不表现整齐的中间类型,株间差异明显;总体来看,芥甘杂种一代与双亲回交的结实力（０．４０,０．２１）低于甘芥杂种一代与双亲回交的结实力（３．３０,１．７４）,无论是芥甘杂种一代还是甘芥杂种一代,用甘蓝型油菜作父本回交的结实力高于用芥菜型油菜作父本回交的结实力,但也有个别回交组合出现例外,不表现上述规律。 Ｂ Ｃ１ 代种子当年播种出苗率低（１８．５％ ）,群体株间性状差异明显,生育期极不一致。芥甘杂种一代与甘蓝型油菜亲本第二次回交,其平均结实数／花较回交一代提高 １．０８ 粒, Ｂ Ｃ２ 代种子当年播种出苗率仍较低,但较对应的 Ｂ Ｃ１ 代稍有提高,群体中出现趋回交父本性状但雄性育性彻底退化的植株。芥甘杂种一代自由授粉所得 Ｆ２ 群体是一个变异极为丰富的遗传群体。     

单性结实樱桃番茄种质材料研究与抗病新种质创制

以5份单性结实樱桃番茄种质材料为研究对象,调查了果实内的种子数量、鉴定了黄化曲叶病毒病(TYLCVD)和灰叶斑病(GLSD)的抗病性;以材料CP28为研究对象,分析了单性结实性状的遗传规律和子房的发育过程;开展了抗番茄黄化曲叶病毒病和番茄灰叶斑病单性结实新种质的创制。结果表明:单性结实材料单果种子数在不同位置花序间表现差异较大,变异系数高达120%以上,平均单果种子数在6.44～7.41粒之间,明显少于普通材料;5份材料都不抗番茄黄化曲叶病毒病,材料CP24和CR3表现出抗番茄灰叶斑病;通过遗传群体内单性结实性状分离情况分析,得出材料CP28的单性结实性状由隐性单基因控制的结论;通过石蜡切片看出,日温15℃/夜温5℃低温栽培条件下子房内几乎没有胚珠,日温25℃/夜温15℃温度栽培条件下子房内有数量多少不等的胚珠,并且能正常发育;创制了3份兼抗番茄黄化曲叶病毒病和番茄灰叶斑病单性结实新种质,为多抗性单性结实新品种的培育奠定了基础。     

抗草铵膦除草剂转基因油菜新种质的创制及鉴定北大核心CSCD

草铵膦是一种在世界范围内广泛使用的内吸型除草剂。目前,我国还未研发出具有自主知识产权的抗草铵膦除草剂油菜品种。本研究通过油菜下胚轴遗传转化方法成功将1个新型草铵膦抗性基因Syn1-RePAT转化到甘蓝型油菜中,通过筛选获得了27株阳性单株。利用Southern blot技术筛选出其中的单拷贝T-DNA插入株系,并通过后代分离比检测对重要株系进行了拷贝数验证。利用Inverse-PCR技术对OV40-7、OV40-15、OV40-16和OV40-17等转化体进行T-DNA侧翼序列分析与比对,分离获得了各转基因株系的插入位点信息。对不同转化体株系设计特异性引物,通过PCR技术检测外源基因序列在T1~T3代材料的整合稳定性。RT-PCR和qRT-PCR表达分析证实,Syn1-RePAT转基因在多个转化株系的不同世代稳定超量表达。对T1代转化体进行功能鉴定,各转化体对草铵膦具有良好的抗性,至少可耐受6倍田间推荐施用剂量的草铵膦。本研究所创建的新型抗草铵膦油菜种质资源极具应用前景,为我国抗草铵膦良种培育工作提供了有力支持。     

不同甘蓝型油菜高含油量种质资源的脂肪酸成分分析

甘蓝型油菜是我国最为重要的油料作物之一.目前我国面临着植物油严重不足的局面.提高含油量是目前甘蓝型油菜育种的主要方向之一.目前.我国育种工作者已经筛选出了大量含油量超过50%的甘蓝型油菜种质.本文对两种类型的高含油量甘蓝型油菜种质进行了脂肪酸组分分析,结果显示芥酸含量高的种质和芥酸含量低的种质的脂肪酸在菜籽油中变化范围和平均值明显不同.油酸和亚油酸在低芥酸高含油量甘蓝型油菜种质中的含量较高,约占整个油分的80%左右,其他脂肪酸组分则在10%以下;而芥酸则是高芥酸高含油量种质的最主要的成分,约占整个油分的44%左右,油酸、亚油酸等的含量则均在10%左右.相关性分析表明:芥酸和其他脂肪酸之间呈现显著负相关,因此.可以通过降低高芥酸油菜种质中的芥酸含量来提高比如油酸和亚油酸的含量.从而使这些种质的油分更适合人类的健康.     

甘蓝型油菜角果特异白化种质的遗传和生理特性

本研究对在甘蓝型油菜中发现的一种新型角果特异白化种质的形态特征、遗传及生理特性进行了研究,结果表明:该种质具经济器官特异性白化的特点,即营养器官正常,生殖生长阶段所有的经济器官如花蕾、花、角果、种子均表现为白化突变。白化株结实性差,纯合白化种子未发育成熟就干瘪萎缩。通过对该角果特异白化株与野生型油菜杂交创建的分离群体分离比进行统计,表明该性状为1对核基因控制的不完全显性突变。纯合白化株系中几乎没有叶绿素和类胡萝卜素,但有少量生育酚的合成,光合速率显著低于野生型或接近于零,超微结构观察也未发现有完整叶绿体结构。结合已有研究报道,初步推断该特异白化种质为类胡萝卜素合成调控基因或决定叶绿体发育基因发生突变所引起。因角果是油菜最重要的光合器官,对油菜产量形成起着至关重要的作用,本研究为进一步揭示叶绿体发育以及角果光合作用形成的分子生理奠定了基础。     

埃塞俄比亚芥与诸葛菜属间杂种的基因组原位杂交分析

用幼胚培养方法重新获得的埃塞俄比亚芥(Brassica carinata A.Braun,2n=34)与诸葛菜(Orychophragmus violaceus (L.)O.E.Schulz,2n=24)的属间杂种仍为混倍体(2n=14～34),2n=34细胞的频率最高;绝大多数花粉母细胞(PMCs)表现正常的17个二价体配对和17：17的分离。基因组原位杂交分析结果表明,在所有体细胞和PMCs中不含有整条的诸葛菜染色体,2n=34的体细胞和PMCs中包含了来自黑芥(B．nigra (L．)Koch,2n=16)的16条染色体。这些具有完全或部分埃塞俄比亚芥染色体组成的细胞,可能来源于以前提出的杂种细胞在有丝分裂中完全或部分亲本染色体组分开和染色体复制,并伴随诸葛菜染色体的消除。     

甘蓝型特高含油量油菜种质资源及主栽品种指纹图谱构建

本研究选择特高含油量资源7份,与中国各油菜主产区具有代表性的主栽品种16份,利用SSR多引物组合法开展指纹图谱构建研究。选择多态丰富、图谱清晰稳定且来自不同连锁群的引物28对,对所有材料进行指纹图谱分析,共获SSR指纹条带302条,其中多态性条带为279条,每引物所获条带6-16条,平均10.79条,平均多态率92. 38%,通过指纹图谱将所有材料有效地区别开来。用非加权类平均法（UPGAM）聚类分析显示：高油材料之间以及高油材料与主栽品种之间遗传距离均有较大差异,在遗传距离0.171处可将23份材料分成9个类群,其中7份高油材料分处4个类群,遗传距离差异显著;而其他8份主栽品种被分别聚类在另外5个类群中;所有材料间皆具有丰富的遗传多样性,其中高油材料与主栽品种间遗传差异更大。     

甘蓝型油菜Fad2基因的RNA干扰及无筛选标记高油酸含量转基因油菜新种质的获得

利用已获得的油莱种子贮存蛋白——十字花科蛋白（cruciferin）基因的启动子和终止子,构建了无选择标记基因且同时具有正义及反义结构的油酰去饱和酶基因（Fad2）种子特异表达RNAi载体,并通过农杆菌介导的转化,获得了只含有油菜原有基因且Fad2基因表达受抑制的转基因植株。RT—PCR分析结果表明,在油酸含量达到83.9％的转基因植株中未检测到在非转基因植株中普遍存在的Fad2基因转录mRNA——一种典型的RNA干扰现象。通过对植株生长发育状态的观察比较,该高油酸含量转基因株系并未表现出双突变体中由于Fad2基因的失活所引起的植株抗寒能力差、发育迟缓、花蕾死亡、结实率低等不利农艺学性状。     

杂交油菜选育研究——Ⅰ.甘蓝型杂交油菜“三系”及其杂种一代花器形态的变异

利用甘蓝型油菜(Brassica napus var.oleifera)的雄性不育性,生产杂交种子是选育杂交油菜的主要途径。本研究在选育杂交油菜“三系”的同时,重点对“三系”及F_1的花药解剖结构和花器官形态进行了观察测定,旨在探索与育性有关的形态解剖指标及遗传变异规律,为进一步开展杂交油菜研究提供依据。