一、甘蓝型油菜黄籽粒色性状研究(论文文献综述)
翟云孤[1](2021)在《甘蓝型油菜BnaTT8基因突变体的创建及功能研究》文中认为油菜是我国重要的油料作物。已有研究表明油菜黄籽较黑籽性状在品质方面具有多方面的优势。但是作为我国主栽的油菜类型,甘蓝型油菜还未发现天然的黄籽突变体。目前生产上的黄籽材料大多通过远缘杂交而来,这种人工合成的方法不仅费时费力,而且获得的黄籽颜色具有较大的变异,不利于黄籽性状的研究。国内外研究者对油菜的黄籽性状开展了大量的遗传和基因定位的相关研究,结果表明黄籽性状遗传十分复杂,至今也没有克隆到相关的基因,这也极大限制了我们对甘蓝型油菜黄籽性状形成的分子机制的认识。拟南芥和白菜型油菜中的研究表明,TT8是参与黄籽性状形成的重要基因。因此,本研究首次利用CRISPR/Cas9技术对甘蓝型油菜中的Bna TT8基因进行靶向突变,获得黄籽材料;在此基础上,对其参与调控种子中的含油量、蛋白质含量和脂肪酸组分等方面的功能进行了研究,同时利用转录组和代谢组对其参与调控种皮颜色的机理进行了初步解析,研究结果如下:1.根据生物信息学分析和基因克隆,初步确定Bna TT8基因在甘蓝型油菜基因组中存在3个同源拷贝。通过q PCR技术分析Bna TT8基因在甘蓝型油菜J9707不同组织中的表达模式,发现Bna C09.TT8a在这些组织中均未检测到基因的表达,而Bna A09.TT8和Bna C09.TT8b在各组织中均有表达,尤其在种子中特异性高表达;其中Bna A09.TT8拷贝的表达量显着高于Bna C09.TT8b拷贝。对Bna A09.TT8和Bna C09.TT8b在种皮不同发育时期的表达模式进行分析,发现它们的表达从开花7天后开始随着种子的发育呈现出先增加后降低的趋势,且在开花21天后达到峰值。通过进一步分析TT8的蛋白质功能域,确定了Bna TT8基因在甘蓝型油菜J9707基因组中具有2个有功能的拷贝Bna A09.TT8和Bna C09.TT8b。2.设计和构建了BnaTT8基因的CRISPR/Cas9载体。将其转化J9707,获得了420棵T0代植株,对靶点进行测序筛选到48株突变体。对这些突变单株进行两代自交和筛选,获得了9个不含T-DNA插入的纯合突变体单株。其中仅双突表现为黄籽表型,表明这两个拷贝功能冗余。3.利用香草醛和DMACA等化学染色方法对种皮发育过程中的原花色素积累进行了动态分析,发现野生型和单纯合突变体从开花后21天开始出现原花色素积累,并随着种子的发育积累变多;而双纯合突变体中始终未检测到原花色素的积累。4.显微观察发现原花色素只在野生型和单纯合突变体的种皮内皮层中积累。对成熟种子的种皮厚度进行比较分析,发现双突变体和Bna A09.TT8拷贝突变体的种皮厚度比野生型显着降低。5.对T0和T2代的突变体种子中的脂肪酸、油分和蛋白质含量测定分析,发现相对于野生型,双突变体的含油量和蛋白质含量显着增加,脂肪酸组分也发生了显着的变化。田间小区试验结果表明,突变体材料的主要产量相关性状与野生型相比没有发生显着性变化,表明该基因突变体具有较大的应用潜力。对30株T0代突变体进行了26个潜在突变位点的高通量测序检测,均未发现脱靶现象,表明该基因编辑系统具有很好的特异性。6.对纯合双突变体和野生型进行了开花后14天和35天种皮的转录组比较分析,总共筛选到1,298个差异表达基因,其中145个差异表达基因为两个时期所共有。GO功能注释和KEGG富集分析表明,双突变体中的苯丙烷和类黄酮合成代谢过程中的基因较野生型显着下调。对双突变体和野生型的成熟种子进行代谢组比较分析,结果也发现双突变体中类黄酮合成途径的大部分代谢物含量较野生型显着降低。7.对突变体和野生型不同发育时期种子中参与脂肪酸合成和积累的重要转录因子和关键酶进行基因表达检测,发现在14和28 DAF的突变体种子中,Bna FUS3和Bna FAD2的表达量均显着上调,Bna LEC1的表达量在14 DAF的突变体种子中也显着上调。这些结果表明,Bna TT8基因在调控脂肪酸的合成积累方面也具有重要的作用。综上所述,本研究成功创建了甘蓝型油菜Bna TT8基因突变体,证实它在调控籽粒颜色、蛋白质和油分含量以及脂肪酸组分等方面具有重要的功能,并通过转录组和代谢组初步阐明其参与调控种皮中的类黄酮积累、种子脂肪酸的合成等方面的调控机理。本研究为进一步研究该基因的功能及其调控的分子机理奠定了良好的材料基础,也为甘蓝型油菜的黄籽育种提供了优异的种质资源。
唐芳[2](2021)在《利用转录组与代谢组联合分析甘蓝粒色变化的差异机理》文中认为相同遗传背景下,黄籽油菜的含油量和蛋白含量高于黑籽,因此选育高产优质的黄籽是当前油菜研究的重要目标之一,然而黄籽油菜性状不稳定,遗传模式复杂,且自然界中缺乏天然的种质资源,极大地阻碍了黄籽油菜的育种进程。前期我们课题组从观赏植物羽衣甘蓝中发现了黄籽突变单株,经系统改良已育成C亚基因组上携带黄籽基因的宝贵甘蓝资源材料,为选育稳定的黄籽油菜奠定了材料基础,同时也填补了自然界无黄籽甘蓝资源的空白,但具体分子机理有待进一步研究。本研究以特有的黄籽甘蓝品系(Y20L903和Y20L921)与传统黑籽甘蓝品系(B20L926和B20L971)为材料,围绕甘蓝粒色形成的差异机理进行了初步研究。首先利用广泛靶向代谢组对黄、黑籽甘蓝不同发育期种子的代谢物进行了UPLC-HESI-MS/MS检测,通过定性定量分析,初步确定黄、黑籽甘蓝中的差异代谢物;其次,通过基因组三代测序技术并结合HiC辅助技术完成了对甘蓝B970高质量基因组的组装;第三,结合转录组测序和qRT-PCR分析进一步对黄、黑籽甘蓝中的差异表达基因进行了筛选鉴定,并对其进行GO功能注释和KEGG富集分析,初步明确甘蓝粒色变化的相关代谢通路和关键候选基因;最终借助于代谢组、转录组和基因组综合分析的结果,初步完成了对甘蓝中类黄酮代谢分子调控网络的分析,为进一步阐明甘蓝粒色差异形成的分子机理奠定了基础。其主要研究结果如下:1.黄、黑籽甘蓝种子差异代谢物鉴定分析本研究分别以黄、黑籽甘蓝(Y20L921、B20L926和B20L971)不同发育期的种子为材料,利用UPLC-HESI-MS/MS技术共检测出1162个有效质谱峰,根据保留时间、质荷比、二级质谱和已有的数据库信息对其进行注释,结果共鉴定出287种代谢物成分,包括33个酚酸类、72个类黄酮类、34个硫苷类、71个脂质类以及77个氨基酸类及其衍生物。基于标准品对其中147种代谢物(酚酸类33个、类黄酮类72个、硫苷类34个和氨基酸类8个)进行定量分析,初步确定了12种可能与粒色相关的差异代谢物,包括柚皮苷、五羟基黄烷、二氢山奈酚、圣草酚、无色矢车菊素、表儿茶素、儿茶素以及原花青素低聚物等及其衍生物,且它们在黑籽中的积累水平明显高于黄籽甘蓝。因此,推测表儿茶素和原花青素的低积累可能是甘蓝形成黄籽种皮一个重要因子。2.高质量甘蓝基因组组装利用基因组三代PacBio、二代Illumina及HiC辅助基因组组装相结合的策略对甘蓝B970基因组进行组装,组装基因组大小为524.95 Mb,包含9条染色体,scaffold N50长度为62.44 Mb,BUSCO值为98.2%,基因组组装质量高。基因组注释结果表明,基因组重复序列占比65.14%。共注释了48,291个基因,完整结构基因占比89.17%,功能注释基因占比85.46%,注释基因集BUSCO评估为99.2%,基因组注释结果良好。高质量甘蓝基因组的组装为黄、黑籽甘蓝的转录组测序提供了参考基因组,使得转录组测序更为准确可靠。3.黄、黑籽甘蓝种子的转录组学分析本研究分别以黄、黑籽甘蓝(Y20L903、Y20L921、B20L926和B20L971)授粉后20天、40天和50天的种子为材料进行转录组测序,分析时根据黄、黑籽甘蓝材料生长发育快慢和表型一致性,将其分为两组(Y20L903和B20L971;Y20L921和B20L926)。在授粉后40天和50天种子中,两组材料差异表达基因的top GO分析均显着富集在类黄酮合成相关条目,包括类黄酮和柚皮素-查尔酮生物合成等过程。KEGG富集结果表明,在材料Y20L921和B20L926授粉后40天和50天种子中的差异表达基因被显着富集到异黄酮、类黄酮生物合成等相关代谢通路。同时,以甘蓝B970为参考基因组(未发表)对类黄酮基因进行基因组水平鉴定,结果共注释了48个参与类黄酮合成途径的基因,其中12个基因在黄、黑籽甘蓝Y20L921和B20L926材料中表现为差异表达,授粉后20天BolPALb/c、BolC4Hb/c/e、Bol4CLa、BolTT4b/c、BolTT5b和BolTT6d在黑籽甘蓝中高表达,而BolTT3、BolTT18a和BolTT10在黑籽甘蓝中的表达水平均高于黄籽,说明类黄酮途径结构基因的低表达可能与甘蓝黄、黑籽形成相关联。进一步鉴定了47个木质素相关基因,结果表明木质素途径基因CCR、CAD、LAC和PER的转录水平很低,在黄、黑籽甘蓝之间并没有显着表达差异,推测甘蓝黄籽形成受木质素代谢途径影响较小。4.黄、黑籽甘蓝类黄酮代谢网络差异分析根据代谢组和转录组分析结果,综合分析了两组黄、黑籽甘蓝材料中类黄酮代谢网络的差异。在Y20L921与B20L926材料间,无色矢车菊素、表儿茶素及其衍生物和原花青素低聚物在黑籽甘蓝B20L926中的积累量明显高于黄籽甘蓝Y20L921;同样,差异代谢物相关的基因BolTT3、BolTT18a和BolTT10在黑籽中高表达,而BolTT3在黄籽中几乎不表达;然而在Y20L903与B20L971材料间,上述差异代谢物在Y20L903中也有较高水平的积累,可能与Y20L903材料粒色存在分离相关,结合转录组和qRT-PCR分析发现仅BolTT3在黄、黑籽中存在稳定的差异。综上结果表明,黄籽Y20L903和Y20L921间还存在较大的差异,一方面,可能由于混合材料取样导致Y20L903中有黑籽混入,另一方面根据本研究结果推测:Y20L921的种皮色素合成受阻点在无色矢车菊素的上游,且阻断效果好,下游代谢产物少,粒色稳定;Y20L903的种皮色素合成受阻点主要表现在色素合成的末端,即原花青素低聚物的前后,由于该材料成熟种皮中已有较多的原花青素低聚物,在一定条件下得到氧化而呈现出一定的颜色;同时也说明不同材料间粒色差异形成机理可能不同。
管明威[3](2019)在《甘蓝型油菜黄籽粒色修饰QTL(BnSCA05)定位及候选基因筛选鉴定》文中提出甘蓝型油菜是世界上最重要的油料作物之一,高含油量、高蛋白含量也一直是油菜育种家们共同关注的育种目标。在相同遗传背景下,黄籽油菜比黑籽油菜具有种皮薄,蛋白质和含油量高等优点,因此,黄籽甘蓝型油菜品种的选育是研究的一个热点问题。由于甘蓝型黄籽性状属于典型的数量性状,易受光照、温度、成熟度和收获时间等诸多因素的影响,具体的遗传机理尚不明确。因此,本研究利用复合区间作图法对高世代重组自交系多年多点环境中的粒色进行了QTL分析,结果在A05染色体上定位到一个与粒色性状相关联的修饰QTL位点,再结合重测序、RNA-Seq和qRT-PCR等技术方法对该修饰QTL区间内的候选基因进行了鉴定分析,共筛选到4个可能与粒色相关的候选基因;最终分别构建了这些候选基因的过表达载体和RNAi表达载体,通过遗传转化拟南芥和甘蓝型油菜对候选基因的基本的生物学功能进行验证。具体研究结果如下:1甘蓝型油菜粒色修饰QTL定位分析以GH06作为黄籽母本,中油821作为黑籽父本,杂交后代通过“单粒传法”连续自交多代构建的高世代重组自交系群体为材料,通过复合区间作图法(CIM)对多年多点环境中的粒色进行QTL分析,发现在A05染色体上检测到一个稳定的粒色性状相关的修饰QTL位点,单个QTL可解释1.38%-5.53%的表型变异;通过将紧密连锁的SNP标记mapping到甘蓝型油菜“Darmor-bzh”参考基因组上,发现该修饰QTL(BnSCA05)对应于A05染色体上13Mb-16Mb区间内(<3Mb)。2粒色相关候选基因的筛选与鉴定根据已测序完成的甘蓝型油菜“Darmor-bzh”基因组的注释信息,发现该区间内共包含277个注释基因。根据候选基因在24份重测序甘蓝型油菜中的变异情况,共筛选出40个在不同黄黑籽甘蓝型油菜中存在一致性变异位点的差异候选基因。随后,利用三对黄、黑籽甘蓝型油菜近等基因系材料对40个候选基因中的变异位点进行了同源克隆验证,基因同源比对的结果显示有4个基因在多对黄黑籽材料间存在规律性的碱基突变。BnSCA05-14基因在一个黑籽材料(B1)中有片段缺失,在另外两个黑籽材料(B2,B3)中存在碱基突变,但是氨基酸序列未发生突变;BnSCA05-17基因在2个黑籽材料(B1,B2)中第15个碱基序列发生了缺失突变。BnSCA05-18基因在黄籽材料(Y1,Y2,Y3)中序列一致,在黑籽材料(B2)中多处发生突变。BnSCA05-03基因在两对材料中(Y1,Y2,B1,B2)的多处位点发生突变。因此,我们将这4个基因列为候选基因,并进行了相关功能初步分析。3候选基因的功能分析本研究成功构建了候选基因(BnSCA05-03,BnSCA05-14,BnSCA05-17,BnSCA05-18)的超量表达载体,通过花序浸染法遗传转化拟南芥,并成功获得候选基因超量表达的T2代拟南芥植株系。通过对转基因拟南芥植株表型分析发现,与野生型拟南芥相比,OVBnSCA05-14,OVBnSCA05-17和OVBnSCA05-03株系的茎表皮颜色变紫,而OVBnSCA05-18株系的茎表皮与野生型一致。说明BnSCA05-14,BnSCA05-17和BnSCA05-03可能影响参与了类黄酮代谢途径;利用超景深显微镜对T2代拟南芥种子表型分析发现,与野生型相比,转基因株系OVBnSCA05-14,OVBnSCA05-17和OVBnSCA05-18的种子表皮颜色变深,OVBnSCA05-03株系种子表型变化不显着,说明超量表达BnSCA05-14,BnSCA05-17,BnSCA05-18基因可能通过参与影响种皮中类黄酮代谢途径而导致种皮颜色的变化,其具体的机理仍需要进一步分研究。4候选基因的启动子分析利用Gateway的方法分别构建了候选基因启动子的缺失表达载体,对候选基因的表达特异性及表达强度进行分析。结果表明,瞬时转化烟草后经GUS组织化学染色发现,仅基因BnSCA05-03全长启动子在瞬时转化烟草的叶片呈现环形的蓝色带。当启动子片段缩短时(-353bp),该现象缺失,说明BnSCA05-03基因启动子(-543bp--353bp)可能存在核心元件影响基因在组织中的特异性表达。目前,候选基因启动子核心元件的鉴定工作仍在进行中。5候选基因遗传转化甘蓝型油菜为了验证候选基因(BnSCA05-14,BnSCA05-17,BnSCA05-18和BnSCA05-03)在甘蓝型油菜中具体的生物学功能,通过下胚轴浸染的方法将已构建的候选基因超量表达载体及RNAi表达载体分别遗传转化转化黄、黑籽性状表现稳定的甘蓝型油菜(GH30和中双11)。甘蓝型油菜转基因植株正处于幼苗分化阶段,其转基因植株的鉴定和候选基因的功能分析工作将在后续的研究工作中完成。
陈翠萍,肖麓,赵志刚,杜德志[4](2015)在《黄籽油菜种皮颜色研究进展》文中研究指明在相同的遗传背景下,黄籽油菜较黑籽油菜具有种皮薄、木质素含量低、油分高、饼粕中蛋白质含量高等优势,因此黄籽油菜的遗传育种是多年来油菜育种的重点。综述了油菜黄籽性状的表型鉴定、遗传分析、黄籽形成中关键色素以及与黄籽性状紧密连锁的分子标记的研究进展,最后对黄籽油菜的研究方向进行了展望。
李霞[5](2013)在《白菜型油菜种皮色泽基因的图位克隆与功能分析》文中研究说明油菜是我国重要的油料作物,菜籽油是人们生活用油的主要来源。随着国民经济的发展,生活水平的不断提高,对食用油品质的要求也在日益提高。因此,油菜品质育种逐渐成为现代油菜育种的重要组成部分。相同遗传背景下,黄籽油菜较黑籽油菜具有种皮薄、纤维素含量低、含油量高、饼粕蛋白质含量高等诸多优点。同时其榨取的菜籽油杂质少、清澈透明,易受消费者青睐,业已成为油菜品质育种中优良的种质资源。但大面积种植的甘蓝型油菜中并不存在天然的黄籽材料,使得这一优良性状在实际生产中的推广应用成为难题。目前很多科学家利用油菜的近缘种来创造甘蓝型油菜黄籽种质。白菜型油菜作为栽培油菜基本种,蕴含着丰富的黄籽资源,是创建甘蓝型油菜黄籽种质的重要物种之一。本研究通过白菜型黄籽油菜种皮色泽基因的克隆与功能分析,探讨了白菜型黄籽油菜形成的生物学基础。主要内容如下:1.初步定位显示,白菜型油菜种皮色泽基因位于A9连锁群SSR标记Lsr126与bsrl之间。在此基础上,利用http://brassicadb.org/brad/网站提供的白菜Scaffold序列信息,开发与目标基因共分离的SSR标记,最终锁定目标基因区段。该区段与拟南芥基因组同源线性比对分析显示,共包含at4g09820到at4g10620共计22个拟南芥同源基因。2.依据目标基因区段与拟南芥线性比对结果及白菜型油菜IP引物群体验证,选定BrTT8基因为候选基因。利用Tail技术和白菜基因组序列信息,设计特异引物TuLl/Rl,对白菜型油菜BrTT8基因进行全长扩增。3.等位基因序列分析显示,在近等基因系黄籽材料中BrTT8基因内存在大片段序列插入。插入序列分析表明,该序列具有新型转座子Helitron的结构特征:插入序列位于保守碱基AT之间,5’端起始于TC,3’末端结束于CTAG,在3’端上游6bp处有一段17bp长的回文序列。4. BrTT8基因在白菜型油菜近等基因系黑、黄籽材料中表达差异检测显示,黄籽材料开花后10天、20天、30天的种子中均未检测到BrTT8基因转录产物,而在黑籽材料中BrTT8基因正常转录。5.BrTT8基因全序列提交http://www.expasy.org/tools/protparam/网站进行蛋白结构预测,结果显示BrTT8蛋白包含520个氨基酸,分子量为59.5kD,其编码一个bHLH蛋白,蛋白羧基端附近有一个典型的bHLH结构域。6.利用农杆菌介导的转化方法,将BrTT8基因转入拟南芥tt8-1突变体,最终获得25个表型恢复的T1代拟南芥转化株。同时通过香草醛染色分析,转基因植株表型恢复源于原花色素在种皮的积累。由此说明,BrTT8基因有着与拟南芥TT8基因相似的功能,都参与了原花色素合成途径。7.白菜型油菜近等基因系黑、黄籽材料间,类黄酮途径结构基因Real-Time PCR分析显示,在黄籽材料中,晚期结构基因BrDFR、BrBAN表达量明显下降。但早期结构基因BrTT6和BrTT7的表达量在黑、黄籽材料间没有显着差异。以上说明在白菜型油菜中,BrTT8同样参与了类黄酮途径晚期结构基因的表达调控。8.对白菜型油菜近等基因系黑、黄籽材料,发育中的种子切片观察发现,在白菜型油菜黑籽材料中原花色素经过染色处理后,可以形成红色小颗粒沉积于内种皮细胞层中,而在黄籽材料种皮细胞中,则没有原花色素的沉积。而且,原花色素积累的细胞层在黄籽材料中已不复存在,取而代之的是细胞残片类似物,散落在内种皮细胞层间。但在拟南芥tt8-1突变体与野生型拟南芥的种皮结构显微观察发现,突变体tt8-1内种皮与野生型相比,只存在色素积累的差别,并没有细胞层结构的变化。推测白菜型油菜BrTT8基因与拟南芥TT8基因在功能上虽然相似,但并非完全相同。9.白菜型油菜黄籽沙逊是甘蓝型黄籽油菜No.2127-17重要亲本之一,但在以No.2127-17为亲本的近等基因系群体间BrTT8并未表现出多态性,说明甘蓝型油菜No.2127-17种皮色泽性状相关的N9连锁群上的主效QTL位点并非是BrTT8基因位点。综上所述,通过白菜型油菜种皮色泽相关基因BrTT8的克隆及功能分析,可初步将白菜型油菜黄籽沙逊与黑籽材料3H129所构建的近等基因系群体中,种皮色泽分离的分子机制概括如下:在该群体中,黄籽材料BrTT8基因由于转座子的大片段插入,引起了BrTT8基因序列的突变,从而导致这一重要转录因子功能的紊乱,使得类黄酮代谢途径中晚期结构基因不能正常转录,原花色素合成受阻,继而不能在黄籽材料内种皮中积累色素,最终种皮呈现无色透明,种子发育为黄籽。
唐章林[6](2012)在《甘蓝籽粒色泽的遗传及其与甘蓝型油菜的比较》文中研究指明黄色籽粒性状广泛存在于十字花科芸薹属植物中。白菜型油菜、芥菜型油菜,尤其是甘蓝型油菜作为食用植物油的主要来源而被广泛种植,对籽粒色泽早已进行了深入系统的研究。而作为甘蓝型油菜祖先亲本种之一的甘蓝,由于一直以来主要用作食用蔬菜和观赏花卉栽培,研究者对其种子性状并未给予应有的关注。综合分析国内外的研究现状发现,在油菜及其近缘物种籽粒色泽的遗传研究方面至少存在两个主要问题或不足:(1)籽粒色泽的遗传研究主要集中在白菜型油菜、芥菜型油菜和甘蓝型油菜,而有关埃塞俄比亚芥和甘蓝的研究很少,这使得育种家难于充分、有效地利用C基因组的黄籽基因来选育和改良甘蓝型油菜的籽粒色泽,从而极大地限制了甘蓝型黄籽油菜的育种进程;(2)绝大多数研究对籽粒色泽的观察和统计都采用目测法,并将籽粒色泽看成质量性状,应用孟德尔的分类统计法进行遗传分析,而应用其他度量方法和数量性状遗传分析方法的研究很少;由于目测法带有观察者的主观性和不确定性(有时还存在系统误差),不同的研究者采用的分级标准不同,分类统计的结果也不同,这使得遗传分析结论的准确性和可靠性大大降低。同时,也未见与籽粒色泽直接相关的甘蓝种皮色素和环境条件对甘蓝籽粒色泽影响的研究报道。重庆市油菜工程技术研究中心于1994年首次在观赏植物羽衣甘蓝中发现黄籽单株,进而选育出遗传稳定的黄籽株系材料。这是国际上报道的首例甘蓝黄籽材料。本论文以黄籽甘蓝品系为核心材料,研究了甘蓝籽粒色泽的遗传特性、主要农艺措施和基因型×环境互作对甘蓝籽粒色泽的影响以及种子发育过程中甘蓝种皮主要色素含量的动态变化、甘蓝成熟种子种皮色素含量的差异,并与甘蓝型油菜进行了对比分析。开展这项研究不仅可以扩展芸薹属植物籽粒色泽遗传研究的领域和广度,而且所获得的研究结果,一方面将大大地加深对黄籽甘蓝型油菜籽粒色泽遗传规律的认识,另一方面将为充分利用甘蓝的C基因组黄籽基因奠定基础,推动黄籽甘蓝型油菜的育种进程。因此,本项研究具有重要的理论意义和实践价值。1.甘蓝籽粒色泽的遗传分析以籽粒色泽不同的羽衣甘蓝、结球甘蓝和白花芥蓝为材料配制杂交组合,构建P1、P2、F1、B1、B2和F2等6个世代群体,将籽粒色泽看作数量性状,采用自主开发的数字图像分析法度量甘蓝的籽粒色泽,利用植物数量性状主基因+多基因遗传体系多世代联合分析方法,建立主基因+多基因混合遗传模型,研究甘蓝籽粒色泽的遗传特性,包括黄色与非黄色的显隐性关系、控制基因对数、基因作用方式、母体效应和遗传率等。主要结论如下:(1)甘蓝籽粒色泽的遗传表现为母体效应,杂交当代的籽粒色泽与杂交母本自交种子相同;F1代籽粒色泽总体表现较深,黄色对非黄色为隐性。(2)甘蓝籽粒色泽的遗传受1-2对主基因和微效多基因的共同控制,主基因和多基因均具有加性效应和显性效应,或同时具有上位性效应;主基因为部分显性或完全显性,2对主基因的效应相同或不同;多基因为部分显性、完全显性或超显性;3个分离世代的主基因遗传率均大于多基因遗传率,主基因+多基因遗传率较高。甘蓝籽粒色泽的遗传较为复杂,不同的杂交组合具有不同的基因效应,表现为不同的遗传模型。(3)甘蓝籽粒色泽的表现受环境因素的影响也较大。2.主要农艺措施和基因型×环境互作对甘蓝籽粒色泽的影响以籽粒色泽不同的羽衣甘蓝、结球甘蓝和白花芥蓝为材料,采用裂裂区设计和随机区组设计研究施氮量、种植密度、播种期和收获期等主要农艺措施和基因型×环境互作对甘蓝籽粒色泽的影响以及甘蓝籽粒色泽的表现对环境变化的稳定性。主要结论如下:(1)施氮量、播种期和收获期对甘蓝籽粒色泽的影响因基因型不同而异,对黑籽基因型没有明显的影响,而极显着地影响黄籽基因型的籽粒色泽;黄籽基因型籽粒色泽随施氮量的增加逐渐变浅,提早或推迟播种都会使黄籽基因型籽粒色泽加深,收获过迟会极显着地降低黄籽基因型的黄色程度。种植密度对甘蓝籽粒色泽没有明显的影响。(2)基因型×环境互作对甘蓝籽粒色泽也有极显着的影响,不同基因型对环境变化的反应不同,表现出稳定性的差异,尤其是黄籽基因型。3.甘蓝种子发育过程中种皮色素含量的动态变化以遗传来源不同的3对具有相同遗传背景的黄籽和黑籽羽衣甘蓝为材料研究种子发育过程中甘蓝种皮主要色素(叶绿素、类胡萝卜素、花色素、黑色素和类黄酮)含量的动态变化和甘蓝成熟种子种皮色素含量的差异。主要结论如下:(1)在甘蓝种子发育过程中,除类胡萝卜素外,种皮叶绿素、花色素、黑色素和类黄酮的含量在不同色泽籽粒种皮中均存在极显着的差异;不同发育时期5种色素的含量都有极显着的变化,叶绿素、花色素和类黄酮的含量均呈现出先升高、后降低的变化趋势,黑籽种皮类胡萝卜素含量单调上升而黄籽先降后升,种皮黑色素含量从开花后40天起迅速增高,黑籽与黄籽间的差异也迅速增大;种子成熟时,黑籽和黄籽种皮类胡萝卜素含量基本相同,而黑籽种皮叶绿素、花色素、黑色素和类黄酮的含量显着或极显着高于遗传背景相同的黄籽;种子发育过程中种皮5种色素含量的变化规律在黄籽和黑籽间具有明显的差异。(2)甘蓝种子收获脱粒后,种皮叶绿素、花色素和类黄酮的含量还会继续下降,而类胡萝卜素和黑色素的含量继续上升;风干成熟种子黑籽种皮中5种色素含量均明显高于遗传背景相同的黄籽种皮;相对于黄籽而言,黑籽种皮中花色素含量最高,其次是黑色素和叶绿素,类胡萝卜素和类黄酮较小。引起甘蓝风干成熟种子籽粒色泽差异的主要色素是花色素,其次是黑色素和叶绿素,类胡萝卜素和类黄酮也有一定的作用。4.甘蓝与甘蓝型油菜籽粒色泽遗传的对比分析通过文献研究法,对比分析甘蓝和甘蓝型油菜在籽粒色泽的遗传特点、主要农艺措施和基因型×环境互作对籽粒色泽的影响、籽粒色泽对环境变化的稳定性、种子发育过程中种皮主要色素的动态变化以及成熟种子种皮色素含量差异等方面的异同。主要结论如下:(1)甘蓝籽粒色泽的遗传特点与甘蓝型油菜相似,在黄籽性状显隐性、控制基因对数、基因作用方式、母体效应和遗传率等方面都没有明显的差异。(2)除种植密度外,播种期、收获期和施氮量等主要农艺措施对甘蓝籽粒色泽的影响与甘蓝型油菜基本相同;基因型×环境互作效应对甘蓝籽粒色泽的影响与甘蓝型油菜类似,甘蓝籽粒色泽的稳定性与甘蓝型油菜也相似。(3)种子发育过程中,除种皮花色素含量最大值出现时间略有不同外,叶绿素、类胡萝卜素、黑色素和类黄酮的变化动态在甘蓝和甘蓝型油菜间没有明显的不同;除甘蓝成熟种子黄、黑籽种皮叶绿素含量之间的差异与甘蓝型油菜不同外,其余4种色素甘蓝与甘蓝型油菜相同;甘蓝成熟种子黄籽与黑籽种皮色素含量差异最大的是花色素,其次是黑色素和叶绿素,而甘蓝型油菜却是黑色素和花色素。(4)可以认为,甘蓝型油菜黄籽性状的数量性状遗传表现很可能是由来自甘蓝的C基因组上的基因引起的。
曲存民[7](2012)在《甘蓝型油菜种皮色泽形成机理研究》文中研究说明甘蓝型油菜(Brassica napus L,2n=38, AACC)属于十字花科(Cruclferae)芸薹属(Brassica)植物,是经过白菜(B. rapa)和甘蓝(B. oleracea)2个二倍体物种通过种间杂交形成的异源四倍体,是世界上重要油料作物之一,人类营养价值丰富的食用油来源之一,也是植物蛋白饲料重要的来源之一。甘蓝型油菜在植物分类学上和拟南芥同属十字花科植物,具有共同的祖先,亲缘关系比较近,并且基因组间存在广泛的共线性,基因序列和保守结构域也具有很高的一致性。已完成的白菜基因组测序工作和即将完成的甘蓝基因组测序工作,对甘蓝型油菜的比较基因组学研究、基因组遗传进化关系研究以及基因组结构特征的研究具有重要的理论指导意义,并为甘蓝型油菜的作物品质改良提供应用基础。目前,大量的研究结果表明甘蓝型油菜黄籽品系与黑籽品系相比具有明显的优点,甘蓝型黄籽油菜不仅种皮薄、含油量高、蛋白含量高等优点,而且植酸、单宁、芥子碱和纤维素等有毒或抗营养物质含量较低,菜籽油的品质及饼粕的质量都有所提高。长期以来,国内外众多研究者对粒色相关性状进行了广泛研究,高产优质的黄籽油菜选育已成为当前油菜的重要目标之一。甘蓝型油菜在自然界中不存在天然的黄籽种质资源,甘蓝型油菜黄籽性状遗传复杂,且易受环境影响,目前获得的甘蓝型黄籽材料,其黄籽主效基因来自于白菜、甘蓝、芥菜型油菜、埃塞俄比亚芥诱变后代,但形成的机理仍然不清楚。本研究通过分析黄黑籽甘蓝型油菜种皮发育过程中类黄酮及酚类化合物累积的动态变化规律以及不同发育时期种皮中相关结构基因和转录因子的差异表达,为揭示甘蓝型油菜种皮色素累积规律和相关基因的表达模式及调控机理提供了重要线索。另外,通过构建高密度遗传连锁图谱,用复合区间作图法在多个环境中重复检测到一个影响种皮色泽的主效QTL,通过将该区间与拟南芥和韩国提供的白菜第九染色体对应区间DNA序列进行了生物信息学分析,最终结合测定油菜籽粒色素合成高峰期的表达谱信息,找出稳定差异表达的基因并将此作为候选基因,构建各候选基因的正义表达和RNAi植物表达载体,采用根癌农杆菌介导法分别转化了甘蓝型黄籽油菜(正义表达)和甘蓝型黑籽油菜(RNAi)。主要研究结果如下:1原花色素类多酚类物质的积累在黄黑籽甘蓝型油菜种皮中具有显着差异通过用甲苯胺蓝染液(TBO)对不同发育时期的甘蓝型油菜黑籽中油821(ZY821)和黄籽GH06种子石蜡切片染色的结果表明:甘蓝型油菜种皮中色素的主要累积部位是种皮栅栏层和色素层,且原花色素类多酚物质初期最先在种脐部产生,随着种子的发育,在种皮栅栏层和色素层组织中色素积累逐渐增多,且黄黑籽间存在明显差异,在黑籽ZY821中原花色素类多酚类物质的含量明显高于黄籽GH06,说明原花色素类多酚类物质的积累是油菜粒色的重要原因之一。2黄籽甘蓝型油菜中与表儿茶素及其衍生物合成相关的酶和基因功能衰减比黑籽强烈通过LC-ESI-MS分析方法对甘蓝型油菜黑籽ZY821和黄籽GH06不同发育时期种皮中黄酮类衍生物含量进行的分析结果表明:35种黄酮类化合物的衍生物在黄黑籽甘蓝型油菜种皮中被检测到,大致可分为表儿茶素、槲皮素、异鼠李素和山萘酚等四类黄酮类化合物的衍生物,各种衍生物在黑籽ZY821中的含量明显高于黄籽GH06:但表儿茶素及其衍生物在黄籽GH06的整个发育时期中均未被检测到,且在整个发育过程中与表儿茶素合成相关的基因(BnUGT2和BnTT12)的表达水平明显低于黑籽,说明与表儿茶素及其衍生物合成相关的酶和基因功能衰减可能是引起色泽差异的关键因子。3甘蓝型油菜种皮中不溶性原花色素的积累可能导致了黄黑籽在种皮颜色上的差异甘蓝型油菜与拟南芥类似,在发育早期并不存在不溶性的原花色素的积累,而在种皮发育的中后期开始迅速积累,但黑籽油菜中不溶性原花色素的积累与黄籽不存在显着性差异,随着种子的成熟,种皮中大量的不溶性原花色素的聚合物在细胞壁上交联,促进了种皮颜色上的差异。4甘蓝型油菜种皮色泽与相关性状的统计分析不同环境中甘蓝型油菜种皮色泽与种子皮壳率、种皮中花色素、类黄酮、总酚和黑色素之间存在极显着的负相关,而皮壳率与四种种皮色素之间存在极显着的正相关,说明在甘蓝型油菜品种选育过程中通过黄籽性状选育可以同时多个相关性状进行遗传改良,同时这些性状之间可能存在共同或部分相同的代谢途径,或者是在同一遗传系统中受相同的上游调控因子调控。5甘蓝型油菜种皮中类黄酮途径相关基因的表达差异可能是影响种皮色泽形成的根本原因本研究通过qRT-PCR的方法研究了参与苯丙烷和类黄酮代谢途径相关的基因在黑籽甘蓝型油菜中油821和黄籽GH06七个不同发育时期种皮中的表达差异。结果表明:有9个结构基因(BnPAL、BnC4H、BnTT4、BnTT6、BnTT3、BnTT18、BnTT12、BnTT10和BnUGT2)和3个转录因子(BnTTG1、BnTTG2和BnTT8)在黄黑籽种皮中存在极显着表达差异,编码两种催化多种酚类及类黄酮终产物提供前体物质的形成关键酶的BnPAL和BnC4H两个基因和促进原花色素起始单体形成的重要基因BnTT12是引起黄黑籽种皮差异的关键基因。另外,BnTT4在授粉后28天达到最高峰值,而下游基因(BnTT5、BnTT6和BnTT7)晚于该基因一个时期达到最高峰值,BnTT3和BnTT18的最高峰值也晚于其上游基因一个时期达到最高峰值,说明BnTT4是甘蓝型油菜类黄酮代谢途径中影响下游基因的表达的一个重要基因,在类黄酮途径中存在上游基因对下游基因的调控。甘蓝型油菜种皮中的转录因子在黄黑籽之间表达模式与拟南芥类似,BnTTG1的表达受到BnTTG2的调控,而BnTT2、 BnTT8和BnTTG1协同作用又同时调控了甘蓝型油菜的类黄酮代谢过程。6甘蓝型油菜遗传连锁图谱的构建本研究利用重组自交系为作图群体,构建了一张包含1089个标记位点,其中包括451个SRAP标记,456个SSR标记,97个RAPD标记和75个IBP标记,覆盖19个连锁群,总长度约为2775cM,标记间的平均距离为2.54cM的甘蓝型油菜遗传图谱。每个连锁群上的标记数为6-184个,连锁群长度为47.22-243.46cM,连锁群密度为0.83cM/标记(A09)-7.87cM/标记(C02)。7甘蓝型油菜遗传图谱与公开发表的遗传图谱的比较分析通过比较作图,与已公开发表的甘蓝型油菜的遗传连锁图谱进行了比较分析,结果表明该遗传图谱的连锁群与已发表的甘蓝型油菜的十九条染色体基本吻合,并且存在237个共有的标记位点,同时整合了根据白菜和甘蓝基因组信息设计的特异性引物196对,说明图谱具有了一定的通用性,但仍未达到饱和。8甘蓝型油菜遗传图谱与白菜和拟南芥基因组的共线性分析本研究将遗传连锁图谱上的SSR和IBP标记逐一与白菜基因组的Scaffold序列进行了比较,最终将甘蓝型油菜遗传连锁图谱上的436对引物标记锚定到白菜基因组的126个Scaffold上。甘蓝型油菜An与白菜Ar染色体组存在很好的共线性,但有些标记顺序存在重排现象,甘蓝型油菜A基因组来源于白菜。将锚定到白菜基因组Scaffold上的436对引物标记序列与拟南芥的全基因组进行了比对,仅有一对标记没有找到同源性,某些标记序列与拟南芥序列基本一致,在一定程度上说明了甘蓝型油菜与白菜和模式植物拟南芥具有共同的原始祖先。9甘蓝型油菜种皮色泽的QTL分析应用复合区间作图分析方法,对重组自交系SWU-2群体在6个环境中的种皮色泽进行了QTL初级定位和效应检测,共检测到18个种皮色泽相关的QTL,单个QTL解释性状表现的变幅在5.69%-64.17%之间。这些QTL分别位于第A01,A04,A07,A09,C03,C05和C08七个不同的连锁群上;控制种皮色泽的基因表现为主效+微效多基因控制的数量性状的特点,并受到环境条件影响。10甘蓝型油菜在色素合成高峰期相关基因的差异表达谱数据分析本研究以作图群体SWU-2的两个亲本(黑籽中油821和黄籽GH06)与一对黄黑籽近等基因系为材料,在种皮色素合成高峰期(授粉后42天)作基因表达谱分析,以黄籽为对照,共发现在种皮色泽主效QTL区间具有稳定上调差异表达的基因27个,这些基因大部分为一些与色素合成相关的调控因子和转运蛋白基因。11甘蓝型油菜种皮色泽主效QTL区间的候选基因的筛选将种皮色泽主效QTL区间与韩国提供的第九染色体对应的DNA序列进行生物信息学分析,确定该区段总长约为440kb左右,通过与我国测序的白菜、甘蓝基因组序列在NCBI (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)和白菜基因组数据库(http://www.brassicadb.org/brad/))中进行序列比对,该区间序列与白菜和甘蓝具有很高的同源性。提取该区间序列以拟南芥基因组数据集为模型进行基因预测,并在NCBI上进行BLASTP比对,进行基因注释,发现该区段内共存在约105个基因,结合甘蓝型油菜黄黑籽在籽粒色素合成高峰期差异表达谱以及种皮中类黄酮途径相关基因的差异表达的结果,最终在主效QTL区间筛选出了40个基因作为候选基因,这些基因大部分为一些与色素合成相关的调控因子和编码转运蛋白的基因。12候选基因的克隆和功能研究从上述候选基因中选择克隆了11个可能与甘蓝型油菜粒色相关的候选基因,构建了相应的正义表达和RNAi表达载体,将各载体采用根癌农杆菌法分别转化了根癌农杆菌LBA4404,形成了工程菌株。通过花序浸染法将表达载体的工程菌株分别转化甘蓝型黄籽油菜(正义表达)和甘蓝型黑籽油菜(RNAi)。目前已经获得了抗Basta的RNAi的再生植株,经过多重PCR检测结果证实获得了部分阳性植株,这些将为深入研究甘蓝型油菜粒色基因提供基础,为获得转基因甘蓝型油菜黄籽材料创造条件。
肖霞[8](2010)在《甘蓝型油菜反义抑制BnTT5和BnTT8基因家族转化后代的分析》文中研究说明甘蓝型油菜(Brassica napus)黄籽与黑籽类型相比,具有种皮薄、含油量高、蛋白质含量高等优点,自问世以来,一直备受广泛关注。目前,黄籽甘蓝型油菜品种极少、种质资源有限,育种难度很大。培育遗传简单、性状稳定的黄籽甘蓝型油菜是油菜育种的重要目标之一。黄酮类化合物广泛存在于植物中,是植物重要的次生代谢产物,是十字花科等植物器官组织表面着色的重要成分。同时,黄酮类化合物也是公共苯丙烷途径核心分支途径即类黄酮途径的主要产物,对苯丙烷途径终产物——原花青素的合成起重要作用。在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中,由于削弱了类黄酮途径,导致种皮颜色由野生型的深褐色变成黄色或灰褐色,这种突变体称透明种皮(transparent testa, tt)突变。目前,已鉴定出22个拟南芥透明种皮基因位点,其中大多数基因已被克隆。在拟南芥中,查尔酮异构酶(chalcone isomerase, CHI/TT5)催化6’-羟基查尔酮转变为5’-羟基黄烷酮,是类黄酮合成途径第二个关键酶,对花青素和原花青素的合成和积累起重要作用。TT8基因编码一个bHLH型正调控转录因子,它与TT2、TTG1形成一个三元复合物,调控类黄酮合成途径的“晚期”结构基因如DFR、BAN等的表达,从而调控原花青素、花青素苷的积累。本研究对反义BnTT5基因片段和反义BnTT8基因片段的转基因甘蓝型油菜植株及其后代进行了分析,结果如下:(1)甘蓝型油菜BnTT5反义转化植株的Southern杂交结果表明,外源反义BnTT5基因的构建物已成功整合到甘蓝型油菜基因组中。转基因后代种籽粒色与对照相比有一定变浅,说明BnTT5基因确实参与决定甘蓝型油菜等芸(?)属植物的种皮色素合成。对所有反义BnTT5转基因植株的花朵进行了观察,并没有发现与对照有什么差异,仍然是正常的金黄色,因此本研究所反义抑制的BnTT5靶基因到底与油菜花色形成有无关系或有多大关系,尚待研究。转基因后代植株形态特征和生长情况与CK植株无明显差异。(2)甘蓝型油菜BnTT8反义转化植株的Southern杂交结果说明反义BnTT8基因成功整合到甘蓝型油菜基因组中。通过半定量RT-PCR法检测结果表明,内源BnTT8基因的表达具有组织特异性,在转基因的花后35 d种籽中,该基因表达受到一定程度的抑制,但抑制程度较弱而且不稳定。GUS染色检测呈阳性的植株收获种籽的颜色与对照相比有明显变浅,虽然没有达到标准的金黄色性状,但已比较接近黄籽。所得到的反义BnTT8转基因后代植株主体形态特征与CK植株无明显差异,但是转基因种子普遍饱满度下降,粒形偏离球形,粒重由CK的3.15g下降到平均2.54g左右。这说明,BnTT8基因除了参与种皮色素合成以外,可能还参与调控了一些其它种子性状。(3)研究中发现,转基因植株中无论是T1和T2代转化植株的叶片GUS染色结果,还是T1代小孢子培养苗和T3植株的子叶和下胚轴的GUS染色鉴定结果,均是符合孟德尔遗传规律的。转基因后代能稳定存活,转入的外源基因和转基因性状修饰亦能稳定遗传。(4)反义BnTT5每个独立转基因株系的Southern杂交显示的外源基因杂交条带为1-2,对应花粉植株中多数GUS阳性和阴性的分离比均接近3:1,T3代植株的GUS阳性/阴性分离比接近15:1,符合孟德尔遗传的2对独立等位基因的分离比,表明普遍可能有2个转基因拷贝整合到受体株的基因组中,比前面Southern杂交结果显示的整个拷贝数偏多。但是,反义BnTT8每个独立转基因株系的Southern杂交显示的外源基因杂交条带为0-1,后代GUS染色结果普遍符合一对等位基因的分离比。因此,反义BnTT8转基因油菜后代的基本上普遍符合单拷贝整合,但反义BnTT5转基因油菜后代普遍符合双拷贝甚至更多拷贝插入,原因有待分析。(5)转反义BnTT5和BnTT8基因均能抑制内源基因的表达,但二者对靶基因的抑制程度不同。甘蓝型油菜的BnTT5基因家族成员数(约8个)远远比BnTT8的基因家族成员数(约2个)多,且成员间的序列差异性也要大得多。根据本研究的结果,对于甘蓝型油菜这种多倍物种来讲,反义RNA等基因沉默手段对于成员间序列高度相似的微小基因家族的抑制效果更理想,而对于成员间序列差异显着的复杂基因家族的抑制效果则较差。此外,本研究所分析的所有转基因后代中,内源基因转录本和目标性状均有相当程度的残留,而且表现出了株间、籽粒间和环境间的变异。因此今后对于甘蓝型油菜这种多倍体物种的转基因分子育种而言,需要更为强大的基因沉默手段,才能达到更理想的抑制内源基因家族表达和性状修饰的效果,而且需要注意转基因后代外源基因表达水平的变异和易受环境影响的特点。
李爱民[9](2010)在《甘蓝型油菜新型黄籽种质资源创新与鉴定》文中研究表明甘蓝型油菜是我国油菜主要栽培品种,但其作为异源双二倍体种起源发生的历史较短,遗传背景也较狭窄,加之我国甘蓝型油菜引自国外,遗传基础更为单一,开展甘蓝型油菜种质资源创新工作显得十分必要。甘蓝型油菜没有天然的黄籽种质资源,目前培育出的黄籽甘蓝型油菜均来自芸苔属内种间杂交,还未见通过属间杂交获得黄籽甘蓝型油菜的报道,且现有的甘蓝型油菜黄籽性状有一个共同特点,它们的种皮色泽既不象白菜型油菜那样呈鲜黄色,也不象芥菜型油菜那样呈橙黄色,而是姜黄或土黄色,并且种皮上有黑色的斑点、斑块和褐色的环状带纹。同时种皮色泽的遗传不稳定,长期自交不能纯合,仍有少数单株出现黑籽,育种上应用较为困难。因此,开展甘蓝型油菜黄籽种质资源创新工作,对拓宽甘蓝型油菜黄籽性状遗传基础,丰富黄籽遗传资源,具有非常重要的意义。远缘杂交可以把不同种间、属间甚至亲缘关系更远的物种进行杂交,突破种属界限,扩大遗传变异,从而创造新的变异类型或新物种,是种质资源创新的重要手段;同时所获得的杂种不存在生物安全性问题,可直接应用于育种和生产。本研究以白芥和甘蓝型油菜属间杂种为基础材料,通过不断回交获得包括黄籽性状在内的大量甘蓝型油菜新种质,并对新型黄籽新种质进行较为深入的研究和鉴定工作,为在育种中的应用奠定基础。本研究取得的主要研究结果如下:1、通过对白芥和甘蓝型油菜原生质体融合后代不断回交,获得多个具有白芥优良性状和变异类型的后代,如结角密度高、黄籽和抗病等优良性状,同时部分后代也表现出长角果、多籽粒等变异类型。这些后代的获得,为丰富油菜种质资源提供了可能,并为培育高产、优质和抗病油菜新品种提供丰富的育种材料。同时,本试验首次通过属间杂交,获得新的黄籽甘蓝型油菜新种质,为研究黄籽性状的分子机理以及获得色泽稳定、纯合的黄籽性状提供了可能。2、通过对获得的黄籽新种质种子解剖学比较观察发现,所获的回交后代黄籽株系的种子解剖结构基本上与甘蓝型油菜相似,但也表现出黄籽亲本(白芥)的部分特征。如种皮色泽主要分布在栅栏层,甘蓝型油菜和部分后代株系中有色泽分布,而白芥和部分黄籽后代株系中没有色泽分布。栅栏层在甘蓝型油菜中最厚,在白芥中最薄,而后代株系介于两者之间。回交后代株系和甘蓝型油菜种皮表面纹饰为网-穴状,白芥为沟槽状或水疱状。回交后代株系胚子叶细胞面积和蛋白体面积指数介于两亲本之间,油体有大、小两种,其大小在亲本和后代间存在差异。说明白芥外源染色体或染色体片段的导入,改变了回交后代株系种子结构性状。3、用白芥基因组作探针,对回交后代减数分裂进行GISH分析,结果发现,甘蓝型油菜的染色体在回交各个世代中均能正常配对和分离,而白芥染色体多以单价体形式存在,部分白芥染色体会与甘蓝型油菜染色体形成三价体,在杂种后代减数分裂过程中可能会发生白芥与甘蓝型油菜的染色体重组,为易位系的产生奠定了基础。BC3F1黄籽材料根尖细胞和减数分裂细胞进行GISH结果显示,获得的黄籽材料染色体数目与正常甘蓝型油菜相同,且未获得杂交信号,排除获得的黄籽材料是异附加系或置换系的可能性。微卫星核心序列引物33.6扩增结果证明,在黄籽后代的基因组中存在与白芥相同的特异序列。TT2-2引物及根据TT2-2扩增特异产物测序结果设计的引物Sa1在白芥和黄籽后代中扩增的特异产物一致性,进一步确定了黄籽后代中具有白芥的DNA序列,结合细胞学鉴定结果,可以确认获得的黄籽回交后代株系是带有白芥DNA序列的易位系。同时获得黄籽特异性分子标记Sa1,为分子标记辅助育种奠定了基础。4、通过对6个黄籽回交后代株系的农艺性状、产量性状、品质性状及抗病性分析,结果表明,黄籽株系D244-18黄籽显性度、一致性高,成熟期早,籽粒大,单株产量较高,含油量较高,品质接近国家双低标准,抗菌核病能力中等,具有较高的育种利用价值。黄籽株系D244-6成熟期较早,一次有效分枝数多,结角密度较高,全株角果数多,单株产量高,含油量高,品质指标接近国家标准,抗菌核病能力强,但黄籽显性度、一致性较差。单从高产、优质、抗病品种选育角度看,也是一个不可多得的优良株系,但黄籽性状、双低品质性状需进一步改良。
张合[10](2008)在《不同遗传来源甘蓝型黄籽油菜粒色的遗传及其差异》文中研究指明甘蓝型油菜是世界上最重要的油料作物之一,其籽粒色泽包括黄色、褐色、黑色等。在相同遗传背景下,黄籽比黑(褐)籽的种皮薄、色素少、含油量和蛋白质含量高,因此选育甘蓝型黄籽油菜新品种已成为提高种子含油量、改进品质的一个重要手段。但甘蓝型油菜籽粒颜色与白菜型和芥菜型油菜籽粒颜色的遗传行为明显不同。前人在探讨甘蓝型油菜粒色遗传机制方面作了大量的工作,主要将其视为质量性状,采用孟德尔的分离分析法,即根据分离世代的表现推测控制粒色的基因对数;或视为数量性状,采用经典的数量性状遗传体系检测方法从总体水平上估计控制粒色基因的效应。随着认识的深入,发现控制数量性状的各对基因的效应大小不同,效应大的基因称之为主基因;效应小的基因称之为微效基因或多基因。植物数量性状遗传体系主基因+多基因混合遗传模型分离分析法,可以将主基因效应从总体效应中分离出来,是孟德尔分离分析方法在数量性状遗传研究中的延伸,实现了生统遗传学与孟德尔遗传学的统一。本文采用此方法研究甘蓝型油菜的粒色性状,旨在深入理解其遗传机制,为育种实践提供理论指导。本文选取9个不同遗传来源的甘蓝型黄籽品系,与10个黑籽品系配制成不完全双列杂交组合,并衍生多个世代,采用数字图像分析法对单株籽粒颜色进行鉴定,利用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型对粒色遗传进行分析。主要结论如下:1.对8个组合的籽粒颜色进行主基因+多基因混合遗传分析表明,粒色为2对主基因+多基因混合遗传;主基因具有加性效应和显性效应,或同时具有上位性效应;2对主基因的遗传效应相差较大,第1对主基因对粒色的影响明显大于第2对;多基因效应表现为加性-显性或加性-显性-上位性;主基因的加性、显性和上位性效应对粒色的表现都很重要,部分组合多基因的修饰作用较强;F2代主基因遗传率为82.55%~94.76%,平均为88.73%,多基因遗传率很小。因此,甘蓝型油菜籽粒颜色以主基因遗传为主,受一定的多基因修饰和环境影响。2.9个黄籽品系中,以SH032、SH254和SH315的黄籽度最高,且粒色遗传最稳定。与不同的黑籽品系进行杂交时,9个黄籽品系均表现为黄籽对黑籽为部分显性或隐性两种状态,其中以SH219的黄籽显性效应表现最差,仅对黑籽品系P05表现为极低的显性效应:另外8个黄籽品系与不同黑籽品系杂交其籽粒颜色遗传比较相似,对P17、P35和P92三个黑籽品系几乎都表现为显性,但各自对不同黑籽的显性程度有差异,而对其它7个黑籽品系几乎都表现为隐性。3.F2代籽粒颜色共有4种分离模式:①黄籽与黑籽的分离比符合1:63的比例,粒色受3对基因控制;②黄籽与黑籽的分离比符合1:15的比例,粒色受2对基因控制;③黄籽与黑籽的分离比符合1:3的比例,粒色受1对基因控制;④黄籽与黑籽的分离比符合3:1的比例,粒色受1对显性黄籽基因控制。与不同黑籽品系杂交时,9个黄籽品系中SH032、SH225、SH254和SH279具有上述第1、第3和第4三种分离模式,SH219具有第2、第3和第4三种分离模式,其余四个黄籽仅有第3和第4两种分离模式。
二、甘蓝型油菜黄籽粒色性状研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、甘蓝型油菜黄籽粒色性状研究(论文提纲范文)
(1)甘蓝型油菜BnaTT8基因突变体的创建及功能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
缩略词表 |
1 前言 |
1.1 黄籽性状的研究进展 |
1.1.1 拟南芥中黄籽性状的研究进展 |
1.1.1.1 拟南芥中黄籽性状的形成 |
1.1.1.2 拟南芥中黄籽突变体的研究 |
1.1.1.3 拟南芥中类黄酮合成研究 |
1.1.2 油菜中黄籽性状的研究进展 |
1.1.2.1 油菜黄籽性状的遗传模式 |
1.1.2.2 油菜黄籽性状的定位研究 |
1.1.2.3 甘蓝型油菜中的TT同源基因的研究 |
1.2 基因编辑技术的研究进展 |
1.2.1 基因编辑技术的发展 |
1.2.2 CRISPR/Cas基因编辑技术系统的发展 |
1.2.3 基因编辑技术在植物中的应用 |
1.2.3.1 基因编辑技术在作物改良中的应用 |
1.2.3.2 基因编辑技术在作物育种中的应用 |
1.3 本研究的目的与意义 |
2 材料与方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 植物材料 |
2.1.2 载体和菌株 |
2.1.3 主要试剂 |
2.1.4 试剂的配置 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 CRISPR/Cas9载体的构建 |
2.2.2 农杆菌介导的油菜下胚轴遗传转化 |
2.2.3 转基因植株的阳性检测 |
2.2.4 非变性PAGE胶检测转基因植株的编辑 |
2.2.5 编辑单株的突变基因型测序 |
2.2.5.1 PCR产物测序确定突变基因型 |
2.2.5.2 HI-TOM高通量测序确定编辑单株的突变基因型 |
2.2.6 种皮厚度的测量 |
2.2.7 石蜡切片的制备和细胞学观察 |
2.2.8 RNA样的采集与提取 |
2.2.9 反转录 |
2.2.10 表达分析 |
2.2.11 原花色素的香草醛和DMACA检测 |
2.2.12 气相色谱法测定甘蓝型油菜种子脂肪酸组成 |
2.2.13 NIRS法测定甘蓝型油菜种子含油量 |
2.2.14 脱靶检测 |
2.2.15 RNA-seq数据处理 |
2.2.15.1 原始数据的过滤 |
2.2.15.2 Reads的比对及DEGs 的筛选 |
2.2.15.3 差异基因GO功能分析和KEGG通路分析 |
2.2.15.4 qRT-PCR验证 |
2.2.16 代谢产物提取 |
3 实验结果与分析 |
3.1 BnaTT8基因克隆及序列分析 |
3.2 BnaTT8基因表达分析 |
3.3 BnaTT8靶基因的CRISPR/Cas9载体构建 |
3.4 编辑载体的遗传转化与再生植株的检测 |
3.4.1 编辑载体的遗传转化与再生植株的阳性鉴定 |
3.4.2 阳性植株的编辑鉴定与突变体的遗传分析 |
3.4.3 突变类型统计 |
3.5 BnaTT8突变导致内种皮PA积累缺失 |
3.5.1 BnaTT8基因的突变体的籽粒颜色变化 |
3.5.2 化学染色观察突变体对种皮发育过程中PA积累的影响 |
3.5.3 突变体对PA积累和种皮厚度影响的显微观察 |
3.6 BnaTT8突变对种子品质和产量性状的影响 |
3.6.1 BnaTT8突变对种子含油量和蛋白质含量的影响 |
3.6.2 BnaTT8突变对种子脂肪酸含量的影响 |
3.6.3 BnaTT8突变对产量相关性状的影响 |
3.7 T_0代编辑单株的脱靶分析检测 |
3.8 BnaTT8突变体和野生型种皮的转录组比较分析 |
3.8.1 RNA-seq数据分析 |
3.8.2 BnaTT8突变体和野生型种皮DEGs的筛选 |
3.8.3 BnaTT8突变体和野生型种皮DEGs的富集分析 |
3.8.4 BnaTT8突变体和野生型种皮中类黄酮合成相关基因的表达分析 |
3.8.5 qRT-PCR验证转录组结果 |
3.9 BnaTT8突变体的种子代谢组分析 |
3.10 BnaTT8基因突变对种子中脂肪酸合成相关基因表达的影响 |
4 讨论 |
4.1 CRISPR/Cas9系统在BnaTT8基因编辑中的应用 |
4.2 CRISPR/Cas9介导的BnaTT8突变体在育种中的应用前景 |
4.3 BnaTT8基因参与内种皮中PA的特异性积累 |
4.4 BnaTT8基因改变种子中含油量和脂肪酸组分的分子机理 |
4.5 基因编辑技术在作物中的应用前景与挑战 |
参考文献 |
附录 |
附录1 本研究所用的部分引物 |
附录2 甘蓝型油菜中BnaTT8基因的DNA序列比对信息 |
附录3 不同物种中TT8同源基因的进化树分析 |
附录4 T_2代中BnaTT8纯合突变体单株的预测氨基酸序列 |
附录5 作者简介及研究生阶段发表成果 |
致谢 |
(2)利用转录组与代谢组联合分析甘蓝粒色变化的差异机理(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 文献综述 |
1.1 黄籽油菜 |
1.1.1 黄籽性状的优点 |
1.1.2 黄籽种质的创制利用 |
1.2 油菜粒色相关研究进展 |
1.2.1 粒色性状影响因子 |
1.2.2 粒色性状遗传研究 |
1.2.3 粒色性状主效基因定位研究 |
1.2.4 粒色形成与类黄酮代谢途径 |
1.3 油菜基因组相关研究进展 |
1.4 转录组学 |
1.4.1 转录组技术概述 |
1.4.2 转录组分析在粒色研究中的应用 |
1.5 代谢组学 |
1.5.1 代谢组技术概述 |
1.5.2 代谢组分析在粒色研究中的应用 |
1.6 多组学技术应用 |
第2章 引言 |
2.1 研究目的与意义 |
2.2 研究内容与技术路线 |
2.2.1 研究内容 |
2.2.2 技术路线 |
第3章 黄黑籽甘蓝种子差异代谢物UPLC-HESI-MS/MS分析 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 试验材料 |
3.1.2 主要试剂和标准品 |
3.1.3 主要仪器设备 |
3.1.4 代谢物提取 |
3.1.5 代谢物UPLC-HESI-MS/MS分析 |
3.1.6 数据采集和分析 |
3.2 结果和分析 |
3.2.1 甘蓝种子代谢物的UPLC-HESI-MS/MS分析 |
3.2.2 酚酸类化合物含量分析 |
3.2.3 类黄酮类化合物含量分析 |
3.2.4 硫代葡萄糖苷类化合物含量分析 |
3.2.5 黄、黑籽甘蓝种子差异代谢物鉴定 |
3.2.6 黄黑籽甘蓝、白菜型油菜和甘蓝型油菜种子主要差异代谢物比较分析 |
3.3 讨论 |
第4章 高质量甘蓝基因组组装 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 试验材料 |
4.1.2 DNA的提取 |
4.1.3 文库构建和测序 |
4.1.4 基因组组装 |
4.1.5 基因组组装质量评估 |
4.1.6 基因组注释 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 基因组survey和基因组组装 |
4.2.2 HiC挂载染色体 |
4.2.3 基因组注释 |
4.3 讨论 |
第5章 黄黑籽甘蓝种子的转录组分析 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 试验材料 |
5.1.2 主要仪器与试剂 |
5.1.3 转录组测序 |
5.1.4 差异表达基因筛选 |
5.1.5 差异表达基因GO和KEGG分析 |
5.1.6 qRT-PCR分析 |
5.1.7 类黄酮途径和木质素途径基因成员的全基因组鉴定 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 测序数据质量评估 |
5.2.2 基因表达水平分析 |
5.2.3 差异表达分析 |
5.2.4 差异基因GO功能分析 |
5.2.5 差异基因KEGG代谢通路富集分析 |
5.2.6 类黄酮途径和木质素途径基因成员的全基因组鉴定 |
5.2.7 类黄酮途径相关基因的表达模式分析 |
5.2.8 木质素途径相关基因的表达模式分析 |
5.2.9 关键基因qRT-PCR验证 |
5.2.10 黄、黑籽甘蓝类黄酮代谢网络差异分析 |
5.2.11 关键候选基因的序列分析 |
5.3 讨论 |
第6章 主要结论 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
硕士期间发表论文情况 |
(3)甘蓝型油菜黄籽粒色修饰QTL(BnSCA05)定位及候选基因筛选鉴定(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 文献综述 |
1.1 甘蓝型油菜起源进化 |
1.1.1 芸薹属作物 |
1.1.2 甘蓝型油菜 |
1.2 甘蓝型黄籽油菜的研究进展 |
1.2.1 黄籽油菜的性状特点 |
1.2.2 黄籽油菜的遗传特性 |
1.2.3 甘蓝型油菜的种皮特性 |
1.3 植物数量性状 |
1.3.1 植物数量性状遗传特点 |
1.3.3 甘蓝型油菜黄籽性状基因的定位 |
1.3.4 甘蓝型油菜与其近缘物种的黄籽性状研究 |
1.4 本研究的目的与意义 |
第2章 甘蓝型油菜A05 染色体粒色修饰QTL定位与候选基因的鉴定 |
2.1 试验材料 |
2.2 试验方法 |
2.2.1 植物材料田间种植与管理 |
2.2.2 基因组DNA提取与检测 |
2.2.3 植物总RNA提取与反转录 |
2.2.4 粒色性状考察与粒色性状QTL定位分析 |
2.2.5 黄、黑籽甘蓝型油菜重测序分析 |
2.2.6 候选基因的提取 |
2.2.7 候选基因的筛选 |
2.2.8 候选基因全长CDS序列的获得 |
2.2.9 产物回收克隆 |
2.2.10 候选基因生物信息学分析 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 甘蓝型油菜粒色修饰QTL(BnSCA05)定位分析 |
2.3.2 粒色修饰QTL(BnSCA05)区间内候选基因筛选 |
2.3.3 候选基因的同源克隆与测序 |
2.3.4 候选基因测序结果分析 |
2.3.5 候选基因在不同遗传来源黄黑籽甘蓝型油菜中的表达分析 |
第3章 甘蓝型油菜调控粒色候选基因的功能分析 |
3.1 试验材料 |
3.1.1 植物材料 |
3.1.2 菌株及载体 |
3.1.3 试剂与仪器 |
3.2 试验方法 |
3.2.1 质粒抽提 |
3.2.2 转基因拟南芥基因组DNA与总RNA的提取 |
3.2.3 候选基因超量表达载体的构建 |
3.2.4 候选基因启动子分析 |
3.2.5 携带不同表达载体工程菌株获得 |
3.2.6 拟南芥遗传转化 |
3.2.7 甘蓝型油菜转化法 |
3.2.8 烟草瞬时表达实验 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 候选基因的超量表达载体的构建 |
3.3.2 转基因拟南芥T2 代植株的获得与分子生物学鉴定 |
3.3.3 T2 代转基因拟南芥种子籽粒颜色观察 |
3.3.4 其它表型性状分析 |
3.3.5 候选基因启动子分析 |
3.3.6 甘蓝型油菜的遗传转化 |
第4章 讨论与结论 |
4.1 讨论 |
4.1.1 甘蓝型油菜粒色性状QTL定位分析 |
4.1.2 甘蓝型油菜粒色候选基因的筛选鉴定 |
4.1.3 甘蓝型油菜粒色候选基因的功能分析 |
4.2 结论 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
附录 |
(4)黄籽油菜种皮颜色研究进展(论文提纲范文)
1油菜黄籽性状的表型鉴定 |
1.1芥菜型油菜与白菜型油菜黄籽性状的鉴别 |
1.2甘蓝型油菜黄籽性状的鉴别 |
2油菜黄籽性状的遗传分析 |
2.1芥菜型油菜 |
2.2白菜型油菜 |
2.3甘蓝型油菜 |
3油菜黄籽性状的分子标记 |
3.1芥菜型油菜 |
3.2白菜型油菜 |
3.3甘蓝型油菜 |
4黄籽油菜种皮颜色形成关键色素的研究 |
4.1芥菜型油菜 |
4.2白菜型油菜 |
4.3甘蓝型油菜 |
5展望 |
(5)白菜型油菜种皮色泽基因的图位克隆与功能分析(论文提纲范文)
目录 |
摘要 |
Abstract |
缩略语表 |
1 文献综述 |
1.1 黄籽油菜的研究进展 |
1.1.1 种皮颜色与油菜品质性状的相关性 |
1.1.2 黄籽油菜的遗传特性 |
1.1.3 黄籽油菜种皮色泽基因的定位与克隆 |
1.2 模式植物信息在黄籽油菜种皮色泽基因克隆中的应用 |
1.2.1 拟南芥种皮发育过程 |
1.2.2 类黄酮代谢途径与拟南芥透明种皮基因 |
1.2.3 油菜基因定位中对拟南芥及白菜基因组信息的利用 |
1.3 植物籽粒色素代谢途径中的自然变异 |
1.3.1 植物籽粒色素代谢中自然突变的多样性 |
1.3.2 自然突变的推动者—转座子 |
1.4 本研究的目的与意义 |
2 材料与方法 |
2.1 实验材料 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 DNA与RNA的提取 |
2.2.2 分子标记的开发 |
2.2.3 遗传转化实验 |
2.2.4 石蜡切片的制备与观察 |
2.2.5 半薄切片制备 |
2.2.6 RT-PCR与Real-Time PCR分析 |
2.2.7 原花色素的香草醛检测 |
3 实验结果 |
3.1 白菜型油菜种皮色泽基因BrTT8的克隆与序列分析 |
3.1.1 白菜型油菜BrTT8的精细定位 |
3.1.2 白菜型油菜BrTT8基因的克隆 |
3.1.3 BrTT8基因序列变异—转座子Helitron的插入 |
3.1.4 BrTT8基因的蛋白结构预测与进化分析 |
3.2 BrTT8基因遗传转化互补分析 |
3.2.1 拟南芥tt8-1突变体的转化与表型鉴定 |
3.2.2 白菜型黄籽油菜的遗传转化与表型鉴定 |
3.3 BrTT8对类黄酮代谢途径晚期结构基因表达的调控 |
3.4 拟南芥与白菜型油菜种子切片显微观察 |
3.4.1 白菜型油菜近等基因系中黑黄籽材料种子切片观察 |
3.4.2 拟南芥突变体tt8-1与野生型拟南芥种皮结构观察 |
3.5 白菜型油菜种皮色泽基因与甘蓝型黄籽油菜No.2127种皮色泽性状主效QTL位点的比较分析 |
4 讨论 |
4.1 白菜型黄籽油菜种皮色泽变异的分子机制 |
4.2 白菜型黄籽油菜种皮色泽基因与拟南芥TT基因的关系 |
4.3 农杆菌介导的白菜型油菜遗传转化体系的研究 |
4.4 转座子在油菜中的研究 |
4.5 白菜型油菜种皮色泽基因BrTT8与甘蓝型油菜种皮色泽性状主效QTL位点的比较分析 |
4.6 下一步工作 |
参考文献 |
附录 |
附录1:BrTT8基因全长 |
附录2:转座子插入片段序列 |
附录3:用于Real-time PCR的引物 |
附录4:IP引物 |
附录5:目标基因两侧及共分离SSR标记序列 |
附录6:白菜型油菜遗传转化实验培养基 |
个人简介及在读期间发表的论文 |
致谢 |
(6)甘蓝籽粒色泽的遗传及其与甘蓝型油菜的比较(论文提纲范文)
中文摘要 |
ABSTRACT |
第1章 文献综述 |
1.1 甘蓝与甘蓝型油菜的关系 |
1.2 甘蓝型黄籽油菜的发现 |
1.3 甘蓝黄籽材料的发现 |
1.4 甘蓝型油菜及其近缘种籽粒色泽的遗传 |
1.4.1 籽粒色泽的遗传规律 |
1.4.2 籽粒色泽基因的分子标记 |
1.4.3 籽粒色泽的度量方法 |
1.5 环境条件对甘蓝型油菜及其近缘种籽粒色泽表现的影响 |
1.5.1 气候条件 |
1.5.2 农艺措施 |
1.6 种皮色素对甘蓝型油菜及其近缘种籽粒色泽形成的影响 |
1.6.1 种子发育过程中种皮主要色素含量的变化 |
1.6.2 不同籽粒色泽成熟种子种皮主要色素含量的差异 |
1.7 甘蓝型黄籽油菜的育种 |
1.7.1 甘蓝型黄籽油菜选育的途径 |
1.7.2 甘蓝型黄籽油菜育种的成就 |
1.8 甘蓝在甘蓝型黄籽油菜遗传育种研究中的应用 |
第2章 引言 |
2.1 研究目的和意义 |
2.2 研究内容 |
第3章 甘蓝籽粒色泽的遗传分析 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 试验材料 |
3.1.2 分离群体的构建和田间试验 |
3.1.3 籽粒色泽的度量 |
3.1.4 统计分析与遗传分析 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 甘蓝籽粒色泽遗传的显隐性分析 |
3.2.2 甘蓝籽粒色泽的遗传模型分析 |
3.3 讨论 |
第4章 主要农艺措施和基因型×环境互作对甘蓝籽粒色泽的影响 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 试验材料 |
4.1.2 田间试验设计与实施 |
4.1.3 籽粒色泽的度量 |
4.1.4 数据处理 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 施氮量和种植密度对甘蓝籽粒色泽的影响 |
4.2.2 播种期和收获期对甘蓝籽粒色泽的影响 |
4.2.3 基因型×环境互作对甘蓝籽粒色泽的影响 |
4.3 讨论 |
第5章 甘蓝种子发育过程中种皮色素含量的动态变化 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 试验材料 |
5.1.2 材料种植与样品准备 |
5.1.3 种皮色素含量的测定方法 |
5.1.4 数据处理 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 种子发育过程中种皮色素含量的动态变化 |
5.2.2 成熟种子种皮色素含量的差异 |
5.3 讨论 |
第6章 甘蓝与甘蓝型油菜籽粒色泽遗传的对比分析 |
6.1 籽粒色泽的遗传规律 |
6.1.1 黄色与非黄色的显隐性关系 |
6.1.2 控制籽粒色泽的基因对数 |
6.1.3 籽粒色泽基因的作用方式 |
6.1.4 母体效应和遗传率 |
6.2 基因型×环境互作对籽粒色泽的影响 |
6.3 种皮的主要色素 |
6.3.1 种子发育过程中种皮色素含量的动态变化 |
6.3.2 成熟种子种皮色素含量的差异 |
6.4 小结 |
第7章 主要结论和创新点 |
7.1 主要结论 |
7.1.1 甘蓝籽粒色泽的遗传分析 |
7.1.2 主要农艺措施和基因型×环境互作对甘蓝籽粒色泽的影响 |
7.1.3 甘蓝种子发育过程中种皮色素含量的动态变化 |
7.1.4 甘蓝与甘蓝型油菜籽粒色泽遗传的对比分析 |
7.2 创新点 |
参考文献 |
致谢 |
发表论文和参加课题 |
(7)甘蓝型油菜种皮色泽形成机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 文献综述 |
1.1 芸薹属作物的比较基因组学研究 |
1.1.1 芸薹属物种间的进化关系 |
1.1.2 芸薹属作物与模式植物拟南芥的比较基因组学研究 |
1.2 甘蓝型黄籽油菜的研究进展 |
1.2.1 甘蓝型黄籽油菜的品质特点 |
1.2.2 甘蓝型黄籽油菜的种质资源创新和遗传基础研究 |
1.2.3 甘蓝型油菜和拟南芥种皮结构 |
1.2.4 甘蓝型油菜种皮发育过程中相关色素和酶 |
1.2.5 拟南芥种皮发育及色素合成相关基因的研究 |
1.3 植物数量性状的基因定位研究进展 |
1.3.1 植物数量性状的遗传特点 |
1.3.2 分子标记技术及其在芸薹属作物遗传育种上的应用 |
1.3.3 甘蓝型油菜黄籽性状的基因定位研究 |
1.3.4 数量性状的基因的分离与克隆策略 |
1.4 油菜转基因的主要方法 |
1.5 本研究的目的意义 |
第二章 黄黑籽甘蓝型油菜种皮中酚类化合物的积累动态规律和基因表达差异分析 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 材料特征 |
2.1.2 田间试验设计 |
2.2 主要的实验仪器及试剂 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 不同时期材料组织切片观察 |
2.3.2 类黄酮样品的制备及LC-MS分析 |
2.3.3 不同时期材料总RNA的提取及cDNA的获得 |
2.3.4 甘蓝型油菜类黄酮途径关键基因的表达分析 |
2.4 结果与分析 |
2.4.1 亲本材料品质特点 |
2.4.2 甘蓝型油菜不同发育时期种子的甲苯胺蓝(TBO)染色切片观察 |
2.4.3 黄黑籽甘蓝型油菜不同发育时期种皮中黄酮类化合物的合成与积累变化 |
2.4.4 黄黑籽甘蓝型油菜不同发育时期种皮中不溶性原花色素含量变化 |
2.4.5 种皮色泽与种子皮壳率和种皮色素含量的相关性分析 |
2.4.6 材料总RNA的提取 |
2.4.7 材料cDNA合成与内标调整 |
2.4.8 甘蓝型油菜苯丙烷生物合成基因序列分析与qRT-PCR引物设计 |
2.4.9 黄黑籽甘蓝型油菜不同发育时期种皮中类黄酮代谢相关基因表达谱分析 |
2.5 讨论 |
2.5.1 原花色素类多酚类物质的积累在黄黑籽甘蓝油菜种皮中具有显着差异 |
2.5.2 黄籽甘蓝型油菜种皮中与表儿茶素及其衍生物合成相关的酶和基因功能衰减比黑籽强烈 |
2.5.3 甘蓝型油菜种皮中不溶性原花色素的积累可能导致了黄黑籽在种皮颜色上的差异 |
2.5.4 甘蓝型油菜种皮类黄酮途径相关基因的差异表达可能是种皮色泽形成的根本原因 |
2.5.5 甘蓝型油菜黄黑籽种皮差异可能的调控机理 |
第三章 甘蓝型油菜遗传图谱的完善及种皮色泽QTL定位分析 |
3.1 材料和方法 |
3.1.1 群体材料 |
3.1.2 主要的实验试剂及仪器 |
3.1.3 遗传连锁图谱的构建和完善 |
3.1.4 甘蓝型油菜遗传图谱与白菜基因组的共线性分析 |
3.1.5 甘蓝型油菜遗传图谱与拟南芥基因组的共线性分析 |
3.1.6 种皮色泽性状的考察和QTL分析 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 标记引物的多态性分析 |
3.2.2 甘蓝型油菜高密度遗传连锁图谱的构建 |
3.2.3 甘蓝型油菜遗传图谱与白菜基因组的共线性分析 |
3.2.4 甘蓝型油菜遗传图谱与拟南芥基因组的共线性分析 |
3.2.5 甘蓝型油菜种皮色泽性状的遗传分析 |
3.2.6 种皮色泽的QTL定位 |
3.2.7 不同环境种皮色泽相关QTL的比较 |
3.3 讨论 |
3.3.1 甘蓝型油菜高密度连锁遗传图谱的可靠性 |
3.3.2 甘蓝型油菜遗传图谱与白菜和拟南芥基因组的共线性分析 |
3.3.3 甘蓝型油菜黄籽性状的遗传特点 |
3.3.4 甘蓝型油菜黄籽性状QTL定位研究 |
第四章 甘蓝型油菜黄籽性状主效QTL区间分析与候选基因的筛选 |
4.1 材料和方法 |
4.1.1 群体材料 |
4.1.2 田间试验设计 |
4.1.3 基因组总DNA的提取 |
4.1.4 甘蓝型油菜种皮色泽主效QTL区间的序列分析和共线性分析 |
4.1.5 甘蓝型油菜色素合成高峰期的差异表达基因的表达谱分析 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 甘蓝型油菜种皮色泽相关基因的遗传分析 |
4.2.2 甘蓝型油菜种皮色泽主效QTL区间共线性分析 |
4.2.3 甘蓝型油菜种皮色素等类黄酮化合物合成高峰期的相关基因的表达谱分析 |
4.2.4 甘蓝型油菜种皮色泽候选基因的筛选 |
4.3 讨论 |
4.3.1 甘蓝型油菜粒色性状相关基因的遗传特点 |
4.3.2 甘蓝型油菜粒色性状相关的候选基因筛选 |
第五章 甘蓝型油菜粒色性状候选基因的克隆与功能研究 |
5.1 材料和试剂 |
5.1.1 实验材料 |
5.1.2 菌株和质粒 |
5.1.3 主要仪器设备 |
5.1.4 主要实验试剂 |
5.2 实验方法和步骤 |
5.2.1 RNAi表达载体的构建 |
5.2.2 RNAi表达载体转化甘蓝型油菜黑籽品系 |
5.2.3 超量表达载体的构建 |
5.3 结果与分析 |
5.3.1 候选基因RNAi片段的克隆 |
5.3.2 候选基因RNAi表达载体构建与鉴定 |
5.3.3 候选基因重组载体转化根癌农杆菌与鉴定 |
5.3.4 候选基因超量表达载体片段的克隆 |
5.3.5 候选基因超量表达载体构建与鉴定 |
5.3.6 候选基因表达载体转化根癌农杆菌与鉴定 |
5.3.7 转基因植株的获得及分子生物学鉴定 |
5.3.8 转基因植株的性状考察 |
5.4 讨论 |
5.4.1 候选基因在甘蓝型油菜中的克隆分析 |
5.4.2 甘蓝型油菜花序浸染法转化体系探讨 |
第六章 结论 |
6.1 主要研究结果 |
6.2 主要创新之处 |
6.3 下一步的研究计划 |
参考文献 |
缩略词 |
附录Ⅰ |
附录Ⅱ |
附表 |
致谢 |
发表论文及参加课题一览表 |
(8)甘蓝型油菜反义抑制BnTT5和BnTT8基因家族转化后代的分析(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 文献综述 |
1.1 黄籽甘蓝型油菜的研究进展 |
1.1.1 黄籽甘蓝型油菜种皮色泽的遗传学研究 |
1.1.2 黄籽油菜种皮色泽形成机理的研究 |
1.2 植物类黄酮色素生物合成途径的研究进展 |
1.2.1 公共苯丙烷途径 |
1.2.2 类黄酮途径研究进展 |
1.3 透明种皮基因(TRANSPARENTTESTA,TT)的研究进展 |
1.3.1 查尔酮异构酶基因CHI的研究进展 |
1.3.2 TT8研究进展 |
第2章 引言 |
第3章 材料与方法 |
3.1 材料 |
3.2 试剂与试剂盒 |
3.2.1 主要分子生物学试剂 |
3.2.2 试剂盒 |
3.2.3 自配试剂 |
3.3 主要仪器 |
3.4 组织化学染色检测GUS活性 |
3.5 基因组总DNA的提取(CTAB法)与纯化 |
3.6 总RNA的提取与纯化 |
3.7 甘蓝型油菜转基因T_2代植株Southern杂交分析 |
3.7.1 探针的制备 |
3.7.2 基因组总DNA的酶切消化 |
3.7.3 Southern凝胶电泳 |
3.7.4 变性、中和、转膜和固定 |
3.7.5 探针与尼龙膜的Southern杂交和检测 |
3.8 转基因植株BnTT8基因家族的表达检测 |
3.9 反义BnTT8转基因T_3种籽粒色性状考察 |
3.10 甘蓝型油菜转反义基因T_3种籽花青素测定 |
3.11 甘蓝型油菜转反义基因T_3种籽类黄酮测定 |
3.12 甘蓝型油菜转反义BnTT5基因T_1代植株小孢子培养 |
第4章 结果与分析 |
4.1 甘蓝型油菜转反义BnTT5基因后代的分析 |
4.1.1 甘蓝型油菜转反义BnTT5基因T_2代植株Southern杂交鉴定 |
4.1.2 甘蓝型油菜转反义BnTT5基因T_1代植株的小孢子培养及转基因的遗传分析 |
4.1.3 甘蓝型油菜转反义BnTT5基因后代植株形态特征观察 |
4.1.4 甘蓝型油菜转反义BnTT5基因T_2代收获种籽特征观测 |
4.2 甘蓝型油菜转反义BnTT8基因后代的分析 |
4.2.1 甘蓝型油菜转反义BnTT8基因T_2代植株的GUS染色鉴定 |
4.2.2 甘蓝型油菜转反义BnTT8基因T_2代植株Southern杂交鉴定 |
4.2.3 甘蓝型油菜转反义BnTT8株系中TT8转录本被抑制程度 |
4.2.4 甘蓝型油菜转反义BnTT8基因后代植株形态特征观察 |
4.2.5 甘蓝型油菜转反义BnTT8基因后代种籽特征观测 |
第5章 结论及讨论 |
5.1 转基因后代的遗传同样遵循孟德尔遗传规律 |
5.2 BnTT5参与决定甘蓝型油菜种皮颜色,但与花色的关系不明确 |
5.3 BnTT8参与决定甘蓝型油菜的粒色等多种种籽性状 |
5.4 转反义BnTT5和BnTT8基因对内源基因表达的抑制程度 |
5.5 转基因后代小孢子培养应用前景 |
5.6 对油菜种皮色素基因工程下一步工作的展望 |
参考文献 |
缩写词 |
致谢 |
发表论文及参加科研一览表 |
(9)甘蓝型油菜新型黄籽种质资源创新与鉴定(论文提纲范文)
符号说明 |
中文摘要 |
ABSTRACT |
第1章 文献综述 |
1.0 前言 |
1.1 甘蓝型油菜的起源与进化 |
1.2 油菜种质资源创新方法及应用 |
1.2.1 利用自然变异和人工诱变进行油菜种质资源创新 |
1.2.2 人工合成甘蓝型油菜新种质 |
1.2.3 基因工程技术在油菜种质资源创新中的应用 |
1.2.4 远缘杂交在油菜种质资源创新中的应用 |
1.2.4.1 远缘杂交在油菜抗逆性种质资源创新中的应用 |
1.2.4.2 远缘杂交在油菜品质改良中的应用 |
1.2.4.3 远缘杂交在新型细胞质雄性不育系选育中的应用 |
1.2.4.4 远缘杂交在油菜农艺性状改良中的应用 |
1.2.4.5 远缘杂交在油菜黄籽种质资源创新中的应用 |
1.3 油菜黄籽性状研究进展 |
1.3.1 黄籽油菜的优点 |
1.3.1.1 黄籽有利于提高含油量和菜籽油品质 |
1.3.1.2 黄籽有利于提高菜籽饼营养价值 |
1.3.2 现有黄籽甘蓝型油菜籽粒色泽的特点 |
1.3.3 黄籽甘蓝型油菜籽粒解剖学特点 |
1.3.4 油菜种皮中的主要色素化合物及其合成 |
1.3.4.1 种皮色素化合物组成 |
1.3.4.2 类黄酮的生物合成 |
1.3.5 油菜黄籽性状的遗传 |
1.3.5.1 白菜型油菜黄籽性状遗传 |
1.3.5.2 芥菜型油菜黄籽性状遗传 |
1.3.5.3 甘蓝型油菜黄籽性状遗传 |
1.3.6 油菜黄籽性状分子标记筛选 |
1.3.6.1 白菜型油菜黄籽性状分子标记筛选 |
1.3.6.2 芥菜型油菜黄籽性状分子标记筛选 |
1.3.6.3 甘蓝型油菜黄籽性状分子标记筛选 |
1.3.7 油菜黄籽性状的比较基因组学研究 |
1.4 远缘杂交后代鉴定方法 |
1.4.1 表型标记性状鉴定 |
1.4.2 细胞学鉴定 |
1.4.2.1 染色体分带 |
1.4.2.2 基因组原位杂交(GISH) |
1.4.2.3 荧光原位杂交(FISH) |
1.4.3 生化标记鉴定 |
1.4.4 分子标记鉴定 |
1.4.4.1 RFLP 标记 |
1.4.4.2 RAPD 标记 |
1.4.4.3 SSR 标记 |
1.4.4.4 AFLP 标记 |
1.5 野生种白芥的特征特性及其研究利用 |
1.6 本研究的目的 |
1.7 本研究的技术路线 |
第2章 利用甘蓝型油菜-白芥属间杂种创建油菜新种质 |
2.0 前言 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 试验材料 |
2.1.2 试验方法 |
2.1.2.1 农艺性状观察 |
2.1.2.2 菌核病的鉴定 |
2.1.2.3 含油量测定 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 杂交一代及回交后代农艺性状变异 |
2.2.1.1 原生质体融合杂种F_1 性状表现 |
2.2.1.2 回交后代角果性状的变异 |
2.2.2 回交后代抗菌核病性状筛选 |
2.2.2.1 回交后代苗期叶片菌丝接种鉴定 |
2.2.2.2 回交后代盛花期茎杆菌丝接种 |
2.2.3 回交后代黄籽株系筛选 |
2.3 结论与讨论 |
第3章 白芥和甘蓝型油菜属间杂种黄籽后代种子结构比较鉴定 |
3.0 前言 |
3.1 材料和方法 |
3.1.1 供试材料 |
3.1.2 种皮色素分布和栅栏层的厚度 |
3.1.3 种皮表面形态结构 |
3.1.4 种子解剖结构和超微结构 |
3.1.5 数据统计 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 亲本和回交后代种皮颜色和形态结构比较 |
3.2.1.1 种皮颜色 |
3.2.1.2 种皮解剖结构 |
3.2.1.3 种皮色素分布和栅栏层的厚度 |
3.2.1.4 种皮表面纹饰形态 |
3.2.2 亲本和回交后代胚子叶结构比较 |
3.2.2.1 子叶细胞形态和贮藏物质的分布 |
3.2.2.2 子叶贮藏蛋白体和油体的超微结构 |
3.3 讨论 |
3.3.1 种皮解剖结构与种皮颜色 |
3.3.2 子叶蛋白体和油体的结构 |
3.4 结论 |
第4章 白芥和甘蓝型油菜属间杂种黄籽后代细胞学和分子生物学鉴定 |
4.1 前言 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 供试材料 |
4.1.2 试验方法 |
4.1.2.1 基因组荧光原位杂交(GISH) |
4.1.2.1.1 植物材料处理 |
4.1.2.1.2 染色体制片 |
4.1.2.1.3 探针标记及基因组原位杂交 |
4.1.2.2 引物序列及PCR 反应体系 |
4.1.2.2.1 微卫星核心序列33.6 引物序列 |
4.1.2.2.2 拟南芥类黄酮合成相关基因引物及 PCR 程序 |
4.1.2.3 测序方法 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 回交后代基因组荧光原位杂交(GISH)鉴定 |
4.2.2 白芥基因组特异分子标记的筛选及黄籽后代的鉴定 |
4.2.3 黄籽新种质中易位片段的初步筛选 |
4.2.4 TT2-2 引物特异扩增片段的克隆和测序 |
4.2.5 根据测序结果设计特异引物Sa1 在黄籽后代材料中进行PCR 扩增验证 |
4.2.6 特异引物Sa1 在部分现有黄籽品种或品系的PCR 扩增 |
4.3 结论与讨论 |
第5章 甘蓝型油菜黄籽新种质在育种中的应用价值初步评价 |
5.0 前言 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 植物材料 |
5.1.2 调查方法 |
5.1.2.1 农艺性状观察 |
5.1.2.2 品质测定 |
5.1.2.3 菌核病的鉴定 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 甘蓝型油菜黄籽新种质的农艺性状和产量性状分析 |
5.2.2 甘蓝型油菜黄籽新种质品质性状分析 |
5.2.3 甘蓝型油菜黄籽新种质抗菌核病能力分析 |
5.3 结论与讨论 |
全文结论 |
创新之处 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
博士期间发表论文情况 |
(10)不同遗传来源甘蓝型黄籽油菜粒色的遗传及其差异(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 文献综述 |
1.1 引言 |
1.2 甘蓝型黄籽油菜的研究进展 |
1.2.1 油菜基本知识 |
1.2.2 甘蓝型黄籽油菜遗传来源的复杂性 |
1.2.3 油菜种皮的解剖特征 |
1.2.4 甘蓝型油菜种皮色泽的特点 |
1.2.5 甘蓝型油菜种皮色素的研究 |
1.2.6 黄籽油菜种皮色泽形成机理的研究 |
1.2.7 甘蓝型油菜种皮色泽的遗传研究 |
1.2.8 油菜粒色受外界因子影响的研究 |
1.2.9 甘蓝型油菜黄籽性状的分子标记和QTL定位研究进展 |
1.3 植物数量性状遗传体系研究进展 |
1.3.1 生物性状的分类 |
1.3.2 微效多基因学说 |
1.3.3 对数量性状遗传体系的认识 |
1.3.4 数量性状遗传体系的检测方法 |
1.3.5 主基因+多基因混合遗传模型的研究 |
1.3.6 植物数量性状遗传体系主基因+多基因混合遗传模型分离分析法 |
第2章 绪论 |
2.1 研究目的与意义 |
2.2 研究范围和内容 |
第3章 材料与方法 |
3.1 试验材料 |
3.2 粒色性状的考察 |
3.2.1 目测法 |
3.2.2 数字图像分析法 |
3.3 遗传分析方法 |
3.3.1 分离分析的混合分布理论 |
3.3.2 混合分布的似然函数 |
3.3.3 参数的极大似然估计法 |
3.3.4 极大似然估计的算法 |
3.3.5 选择最适遗传模型 |
3.3.6 遗传参数的估计 |
3.3.7 分离世代个体的后验概率 |
第4章 结果与分析 |
4.1 甘蓝型油菜粒色的主基因+多基因遗传体系 |
4.1.1 各个世代黄籽度的次数分布 |
4.1.2 遗传模型 |
4.1.3 遗传参数估计 |
4.2 不同遗传来源甘蓝型黄籽油菜粒色遗传的差异 |
4.2.1 亲本及F_1代籽粒的目测颜色等级 |
4.2.2 粒色分离比例及卡方检验 |
第5章 讨论 |
第6章 结论 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
发表论文与参与课题 |
四、甘蓝型油菜黄籽粒色性状研究(论文参考文献)
- [1]甘蓝型油菜BnaTT8基因突变体的创建及功能研究[D]. 翟云孤. 华中农业大学, 2021
- [2]利用转录组与代谢组联合分析甘蓝粒色变化的差异机理[D]. 唐芳. 西南大学, 2021(01)
- [3]甘蓝型油菜黄籽粒色修饰QTL(BnSCA05)定位及候选基因筛选鉴定[D]. 管明威. 西南大学, 2019(01)
- [4]黄籽油菜种皮颜色研究进展[J]. 陈翠萍,肖麓,赵志刚,杜德志. 河南农业科学, 2015(09)
- [5]白菜型油菜种皮色泽基因的图位克隆与功能分析[D]. 李霞. 华中农业大学, 2013(01)
- [6]甘蓝籽粒色泽的遗传及其与甘蓝型油菜的比较[D]. 唐章林. 西南大学, 2012(03)
- [7]甘蓝型油菜种皮色泽形成机理研究[D]. 曲存民. 西南大学, 2012(11)
- [8]甘蓝型油菜反义抑制BnTT5和BnTT8基因家族转化后代的分析[D]. 肖霞. 西南大学, 2010(08)
- [9]甘蓝型油菜新型黄籽种质资源创新与鉴定[D]. 李爱民. 扬州大学, 2010(11)
- [10]不同遗传来源甘蓝型黄籽油菜粒色的遗传及其差异[D]. 张合. 西南大学, 2008(09)