在已构建的结球甘蓝AFLP、SSR和SRAP标记高密度遗传图谱的基础上,运用MapQTL 4.0软件对结球甘蓝F2群体抽薹、开花时间两性状分别进行QTL定位和分析。最终检测到2个控制甘蓝抽薹时间性状的QTL(qbt-3-2、qbt-9-1),以及一个同开花时间性状相关的QTL(qft-9-1),分别位于连锁群LG3与LG9上,这3个QTL均为增效位点,共解释甘蓝抽薹、开花时间性状变异的17.5%,22.7%;同时得到与QTLs共分离的2个分子标记E46M52-5、me26-em13-1,均可作为辅助选育甘蓝耐抽薹品种的标记使用,这将为结球甘蓝耐抽薹品种的选育提供理论依据。

对6个甘蓝自交系的抽薹期与开花期性状配合力进行分析,并估算其遗传参数,为筛选时耐期抽薹品种提供理论依据。采用Griffing完全双列杂交方法Ⅳ对6个结球甘蓝优良自交系的抽薹期和开花期性状进行配合力和遗传力分析。结果表明:自交系05521-2和04M9-2的一般配合力均较好,具有作为耐抽薹亲本材料的潜力;抽薹期性状的广义遗传力和狭义遗传力分别为92.6%和50.04%;开花期性状的广义遗传力和狭义遗传力分别为92.09%和67.28%,抽薹期和开花期性状主要受加性效应基因控制,在早世代着手对结球甘蓝的抽薹期和开花期性状的选择是有效的。

为进一步明确甘蓝型油菜开花时间的遗传规律,指导早熟品种选育。以晚开花甘蓝型油菜YG-1和早开花甘蓝型油菜72-27-1-2为亲本,杂交构建6世代遗传群体(P_1、P_2、F_1、B_1、B_2和F_2),分别种植于杨凌和三原两地,记录6世代群体单株开花时间,应用植物数量性状主基因+多基因遗传模型进行遗传分析;借助SSR分子标记技术,利用F_2群体开发与开花时间相关的分子标记。结果表明:开花时间最适遗传模型在杨凌和三原分别为E-0(2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因模型)和E-1(2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因模型)。杨凌和三原两地分离世代(B_1、B_2和F_2)开花时间的主基因遗传率分别为57.12%,79.44%,66.37%和54.51%,65.43%,43.21%,多基因遗传率分别为33.80%,8.47%,25.62%和25.42%,4.70%,37.65%,环境引起变异为9.73%和23.03%。两地各分离世代(尤其B_2世代)主基因遗传率都明显大于相应多基因遗传率,表明甘蓝型油菜开花时间主要受2对主基因控制,在早期世代对理想开花时间选择有效,同时也要注意多基因和环境因素的影响。获得7个与开花时间位点相关的SSR分子标记,呈显著或极显著相关。标记引物序列在甘蓝型油菜数据库进行比对,BrgMS351和BnGMS148位于A7上,cnu_m157a、BnGMS256-1、BnGMS256-2、BnGMS327和BnGMS370-2位于A9上。表明本研究中控制开花相关的位点可能位于A7和A9上,且可能由2个QTLs共同控制,与数量模型遗传分析开花时间由2对主基因控制结果一致。

采用HPLC方法分析了作图群体双亲及F283个单株的硫代葡萄糖苷总含量,在已构建的高密度甘蓝遗传图谱的基础上,运用MapQTL 4.0软件对结球甘蓝F2群体硫代葡萄糖苷总含量进行QTL定位和分析。最终检测到3个控制甘蓝硫代葡萄糖苷含量性状的QTLs(分别位于LG7上的qGS-7-1和位于LG8上的qGS-8-1、qGS-8-2),其贡献率分别为13.6%,7.5%,5.6%。并得到同时控制硫代葡萄糖苷含量QTLs共分离的分子标记me27-em25-2和E38M55-7,均可为辅助选育富含硫代葡萄糖苷甘蓝品种提供理论依据。

为了进一步明确结球甘蓝抗黑腐病性状的遗传基础，选育优质抗病品种，以结球甘蓝高抗黑腐病1号生理小种材料4674为父本，高感材料4673为母本，杂交获得F_1,F_1自交获得152个单株的F_2群体。采用苗期喷雾法对F_2群体进行接病，12～14 d后，按照甘蓝苗期鉴定方法对F_2群体进行表型鉴定。从404个分子标记中筛选得到175个多态性好且条带清晰的标记。随后，使用这175个分子标记对F_2群体进行基因型检测和遗传连锁图谱的构建。最后，结合抗病性表型鉴定数据和遗传图谱对甘蓝抗黑腐病性状的QTL进行标记定位。结果表明：有154对分子标记连锁到9条染色体上，其中包括110对InDel标记和44对SSR标记，覆盖长度714.29 cM,标记间平均图距4.64 cM。共定位到7个QTL位点，其中有3个为主效位点，分别是qBR-7-2、qBR-7-3和qBR-4-3,位于7号染色体的CG842110～CG842482及M29～M39标记间和4号染色体上的CD838151～BOE417,LOD值分别为5.75,3.20,3.47,可解释的表型贡献率分别为16.0%,9.2%,10.0%。

【目的】明确结球甘蓝叶色(紫/绿)的遗传方式及其基因所位于的染色体。【方法】以普通结球甘蓝‘9601’及其系列初级三体为母本分别与紫甘蓝‘紫阳’杂交;结合形态学观察和染色体数目鉴定从各F1群体中选出三体(2n+1)植株进行测交;采用双体和三体遗传分析及χ2测验法对叶色基因进行染色体定位。【结果】双体遗传分析表明,结球甘蓝‘9601’和‘紫阳’的叶色(紫/绿)受2对独立遗传基因控制,紫红色对绿色为显性并表现加性效应;三体遗传分析显示,控制其叶色的两对基因分别位于3号和8号染色体上。【结论】结球甘蓝‘9601’和‘紫阳’的叶色(紫/绿)受2对独立遗传的基因控制并表现加性效应,两基因分别位于3和8号...

[目的]本文旨在克隆和研究不结球白菜BcVIL1基因在春化过程中的表达情况,初步了解不结球白菜BcVIL1基因的结构及功能。[方法]以普通白菜PC-175和菜心‘CX-49’为试验材料,利用RT-PCR技术克隆BcVIL1基因全长,并采用生物信息学方法进行氨基酸序列比对和进化分析。通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术分析2种材料春化过程中BcVIL1的表达情况。构建亚细胞定位载体pEZS-NL-BcVIL1,利用亚细胞定位技术,分析BcVIL1基因在真核细胞中表达的位置。[结果]2种材料中BcVIL1基因序列基本一致,开放阅读框为1020bp,编码339个氨基酸。进化分析表明:BcVIL1基因与大白菜进化关系最近,同源性最高(99%)。在PC-175中,春化处理7d就可以诱导BcVIL1基因的表达,且在整个春化过程及春化之后都有较高的水平表达,而在‘CX-49’中,BcVIL1基因在春化过程中的表达与未春化处理相比无显著差异。亚细胞定位结果表明:BcVIL1主要在细胞核与细胞膜上表达。[结论]BcVIL1基因在春化过程中其表达具有品种特异性,且在不结球白菜中该基因主要在细胞核与细胞膜上发挥作用。

【目的】表皮蜡质是覆盖植物叶片和茎秆等部位的疏水层，在植物抵御逆境方面发挥着重要作用，同时会影响光合作用和生长发育；甘蓝型油菜作为世界上主要的油料作物之一，研究表皮蜡质突变体的遗传机制，为实现油菜高产稳产提供参考。【方法】对油菜光叶突变体M8和普通蜡质叶中双11(ZS11）和C20的叶片表征进行记载，使用便携式植物光合作用测量系统测定叶片光合速率；利用M8和ZS11、C20分别杂交获得2个F_1、自交构建2个F_2分离群体，用于分析油菜光叶性状的遗传规律；选取M8和ZS11杂交的F_2群体中光叶和蜡质叶表型单株分别进行混池，通过集团分离分析法结合靶向测序技术进行基因克隆，结合比较基因组和转录组数据进行候选基因预测，并通过RT-PCR验证候选基因。【结果】甘蓝型油菜光叶表型叶片气孔导度更大、光合效率更高；遗传分析表明M8光叶性状受1对基因控制，光叶相对蜡质叶为隐性。图位克隆将光叶控制基因定位至A08染色体0.134—0.699 Mb物理区间内。进一步分析发现，相比于ZS11，光叶突变体M8中A08染色体0.22—0.58 Mb区间存在大片段缺失，ZS11在该区段中的Bna A08G0006900ZS(Bna A08.SAGL1）可能为光叶的候选基因，该基因编码一个Kelch-F-box蛋白，在ZS11叶片中表达量高而M8中未检测到，该基因缺失可能导致了M8光叶表型。【结论】甘蓝型油菜光叶新突变体M8相比野生型蜡质叶片光合速率更高，该光叶表型受1对隐性基因控制；图位克隆鉴定到光叶性状调控基因为Bna A08.SAGL1，基因缺失产生了光叶表型。

在经过高代自交选育出结球甘蓝高抗霜霉病自交系R103和感霜霉病自交系S101的基础上,根据苗床田间自然发病的S101病害症状,以及病原物镜检和回接鉴定,明确该病害的病原是十字花科霜霉菌。经过苗期田间自然诱发和十字期人工室内接种抗性鉴定,以感病亲本为回交亲本的BC1群体中抗病株和感病株的比例,田间是0.91∶1,室内为0.96∶1,经卡平方适合性检测均符合1∶1分离比例;F2分离群体中自然鉴定和人工鉴定抗病单株和感病单株的比例分别为2.93∶1和3.01∶1,检测结果经卡平方分析证明均符合3∶1的分离比例,2种抗性鉴定方法都表明这些群体中结球甘蓝霜霉病抗性受单基因显性控制,为了缩短抗性鉴定时间,...

【目的】寻找苯磺隆胁迫下油菜种子萌发性状相关的QTL及其耐性基因,为筛选与培育耐苯磺隆油菜种质以及探究油菜种子萌发过程中苯磺隆耐性分子机理奠定基础。【方法】用0.15 mg·kg~(-1)苯磺隆溶液处理由人工合成甘蓝型油菜10D130和甘蓝型油菜常规品种ZS11构建的包含175个株系的高世代重组自交系(RIL)群体,进行种子发芽试验,以蒸馏水为对照,分别测定其相对发芽势、相对发芽率、相对根长和相对干重。然后,利用油菜6K SNP芯片对该RIL群体进行基因分型,通过JoinMap4.0软件构建高密度遗传连锁图谱。基于该遗传图谱,利用MapQTL软件多QTL作图法对4个性状的相对值进行QTL定位,根据各QTL置信区间查找甘蓝型油菜的基因序列,并依次与拟南芥基因组序列进行BLAST,筛选可能与耐苯磺隆胁迫相关的候选基因。【结果】频数分布表明4个相对性状的变异范围较大,且呈连续性分布,符合数量性状表现特征,适宜进行QTL遗传分析。相关分析表明,相对发芽率和相对发芽势呈极显著正相关,相关系数为0.587。构建的遗传图谱包含1 897个多态性SNP标记,覆盖甘蓝型油菜基因组3 214.19 cM,标记之间的平均图距为1.69 cM。利用此图谱共检测到22个相关QTL,表型贡献率变幅为6.4%—12.6%。其中,与相对发芽势、相对发芽率相关的QTL分别有6个和3个,与相对根长和相对干重有关的QTL分别为8个和5个。在A01染色体64.857 cM、55.935 cM和56.645 cM处检测到的相对发芽势与相对发芽率QTL的置信区间完全或者部分重叠。通过分析QTL置信区间上甘蓝型油菜对应的区间序列,筛选到30个可能与油菜耐苯磺隆有关的候选基因,其中包括18个细胞色素P450家族成员、5个糖基转移酶家族基因、1个GSTF相关基因、1个ABC转运蛋白相关基因和1个ALS基因,这些基因均与除草剂抗性机制有关,尤其ALS为磺酰脲类除草剂靶位点酶;另外筛选到1个BHLH和1个JAZ6基因,BHLH与JAZ蛋白可通过相互作用来防御胁迫;检测到1个LSU2蛋白相关基因和1个MATE家族成员,前者参与细胞氧化剂解毒及植物防御反应,后者参与类黄酮、生物碱、金属离子、其他多种代谢物的转运及有毒物质引起的植物胁迫响应。【结论】检测到与相关QTL共22个,筛选出可能与苯磺隆耐性有关的候选基因30个。这些基因通过加速毒性分子的转运与代谢从而响应有毒物质引起的胁迫反应,可能参与植物对苯磺隆的抗性调节与反应机制。

【目的】定位控制油菜叶片叶绿素含量的QTL，鉴定QTL区间的候选基因，为油菜高光效品种选育提供理论参考。【方法】在2种生态环境测定KN DH 群体348份品系叶绿素含量性状，结合KN高密度遗传连锁图进行叶绿素含量QTL定位和QTL区间候选基因鉴定。【结果】 在2个生态环境初步鉴定到34个叶绿素含量显著性QTLs，QTL区间整合获得31个叶绿素含量consensus QTLs，其中3个QTLs至少在2个种植环境鉴定到。2个QTL cqCC.A7-3和cqCC.A7-5在冬性和春性生态环境都能够鉴定到，属于冬性和春性环境稳定表达QTL；cqCC.A1-4在冬性生态环境中鉴定到，属于叶绿素含量性状的主效QTL。油菜叶绿素含量QTL置信区间共鉴定到66个潜在候选基因，其功能主要涉及叶绿素的生物合成和降解、光合作用中的光信号和电子传递，包括BnaA01g14880D（ACD1-LIKE）、BnaA07g29990D（AtWSCP）、BnaA01g22670D（LHCA3）、BnaC08g43200D（PSAO）、BnaC06g28800D (FTSH1) 和BnaC08g19460D (SAUL1)等。【结论】控制油菜叶绿素含量的QTL定位及其候选基因鉴定可为油菜叶绿素调控基因的精细定位、遗传基础解析以及油菜高光效育种提供基因资源和理论依据。

【目的】菜籽油在烹饪、食品加工及工业生产中广泛应用,因此,根据生产需要改善菜籽油脂肪酸组分是油菜育种的重要目标。通过对2种环境下甘蓝型油菜主要脂肪酸组成进行QTL定位分析,寻找甘蓝型油菜脂肪酸组分的QTL及影响本群体脂肪酸组分的候选基因。【方法】以人工合成甘蓝型油菜10D130和甘蓝型油菜常规品种中双11构建高世代重组自交系(RIL)为研究材料,分别于2016—2017年和2017—2018年2个年度在重庆市北碚区2个不同的环境中设置田间试验,收获自交种子,采用气相色谱法3次重复对种子的脂肪酸组分进行分析。利用油菜6K SNP芯片对该RIL群体进行基因分型,DNA样品预处理及芯片处理严格按照Illumina Inc公司Infinium HD Assay Ultra操作说明进行。取最小阈值LOD 2.0利用JoinMap4.0软件构建高密度遗传连锁图谱。通过QTL IciMapping V4.1完备区间作图法对油菜主要脂肪酸组成进行QTL定位。【结果】2种环境中,两亲本各性状间差异及RIL群体各性状在株系间差异均达到显著或极显著水平,且6种脂肪酸含量在2个环境中均表现为连续分布,适合进行QTL检测。构建用于QTL定位的遗传图谱包含1 897个多态性SNP标记,覆盖甘蓝型油菜基因组3 214.19 cM,平均图距1.69 cM。利用此图谱,在2个环境共检测到位于8条染色体上的23个控制脂肪酸组分QTL位点,与硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、廿碳烯酸和芥酸含量相关的QTL位点分别为6、3、4、5、2和3个,其中在A05、A08和C03染色体上发现多种脂肪酸含量的QTL"富集区"。在A05染色体上检测到亚油酸和亚麻酸含量重叠的主效QTL,亚油酸与亚麻酸表现加性效应相同;在A08和C03上都检测到油酸、廿碳烯酸和芥酸含量重叠的主效QTL,油酸与廿碳烯酸及芥酸表现加性效应相反。与拟南芥脂肪酸代谢基因进行同源性比对分析,在17个QTL置信区间内筛选到22个候选基因,主要通过编码脂肪酸去饱和酶、全羧化酶合酶、碳链延长酶和参与酰基辅酶A生物合成等途径调控脂质的生物合成和代谢。【结论】利用甘蓝型油菜6K SNP芯片准确定位了2种环境条件脂肪酸组成的QTL位点,筛选到位于A05、A08和C03染色体上多种脂肪酸QTL的"富集区",并与拟南芥脂肪酸代谢基因比对出该群体油菜脂肪酸代谢基因,可作为改善油菜籽脂肪酸组成的重要区段及候选基因。

[目的]本文旨在探讨结球甘蓝游离小孢子培养早期体胚发生的分子机制,分析游离小孢子在热激处理下的基因表达谱。[方法]将易出胚结球甘蓝高代自交系611单核靠边期小孢子分别在体外32.5℃培养1 d(热激处理,E2)、体内正常生长1 d(对照组1,E3)及体外25℃培养1 d(对照组2,E5),利用转录组测序技术(RNA-Seq)对3个处理的小孢子文库进行差异基因表达谱分析,并鉴定热激处理下早期体胚发生的响应基因。[结果]将3个处理的小孢子Uni Gene表达量依次进行两两相比,即E2 vs E3、E2 vs E5以及E3 vs E5,分别鉴定出2 506、1 073和3 322个差异表达基因。基因本体(gene ontology,GO)聚类分析表明,热激处理下的差异表达基因显著富集到细胞组分中的细胞部件、细胞及细胞器;在分子功能中,这些基因在结合、催化活性及核酸结合转录因子活性中的比例最高;在生物过程中的细胞过程、代谢过程及刺激反应等类别中的比例也最高。京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路分析显示,热激处理下的差异表达基因显著富集到植物激素信号转导、植物病原互作、淀粉和糖代谢、抗坏血酸代谢、苯丙氨酸代谢以及多糖降解等途径。进一步对抗坏血酸代谢途径相关基因进行分析,抗坏血酸过氧化物酶基因APX1和APX2,半乳糖脱氢酶基因Gal DH以及乙醛脱氢酶基因AD在体外32.5℃培养1 d后均显著上调表达。[结论]通过转录组学方法揭示了结球甘蓝游离小孢子在热激处理下基因组的表达变化,鉴定了可能与早期体胚发生相关的抗坏血酸代谢途径基因,为进一步研究甘蓝小孢子体胚发生的分子机制奠定了基础。

以冀豆12为母本,冀nf 58为父本通过杂交构建包含175个家系的F9:11重组自交系群体为试验材料。采用134个SSR标记,利用Kosambi函数绘制了一张包含117个标记,长度为1 373.6 cM的遗传图谱。运用QTL Cartogra-pher v2.5软件的复合区间作图法(CIM)和QTL Network 2.0软件的基于混合线性模型的区间作图法(NWIM)同时检测到2个控制开花期性状的QTL。其中,qFTO-1定位在O连锁群标记区间Satt581～Sat_190内,加性效应值分别为2.49和2.02,增效基因来自nf 58,贡献率最高为27.2%;qFTC2-1定位在C2连锁群标记...

采用RT-PCR、5'RACE和3'RACE方法,克隆得到了不结球白菜NJ074晚抽薹基因(BcFLC1)的cDNA全长序列。对BcFLC1基因所编码氨基酸序列的理化性质进行分析推测得到:该基因cDNA全长909bp,包含576bp的开放阅读框,编码191个氨基酸。不结球白菜BcFLC1蛋白功能域预测分析结果表明:该基因为MADS盒基因,其编码蛋白的1～60氨基酸属于MADS盒基因蛋白。荧光定量PCR分析表明:BcFLC1基因在不同生长发育阶段叶片中的表达情况不同,抽薹前高于抽薹后叶片中的表达量。BcFLC1基因在不同部位表达也存在差异,表达量从高到低依次为:叶、茎、花蕾、花和根。