油菜遗传育种研究室

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油菜生物技术课题组

本课题组主要致力于油菜优良性状的遗传育种研究,包括新品种选育、分子标记、功能基因克隆等方面,现有工作人员15人。

研究方向

农作物的产量及其杂种优势无疑最重要和复杂的性状。而对于油菜,含油量和产量是油菜产油量的两个最重要的构成因素,因此本实验室的研究主要集中在油菜含油量和产量性状方面。

含油量性状研究

1. 含油量QTL的定位及候选基因的功能验证

前期研究结果表明,油菜种子含油量主要由母体基因型控制(图一)目前已构建完成zy036(50%)与低油材料51070(38%)的F2代分离群体及DH系,利用F2代分离群体已定位含油量QTL的总贡献率超过50%,其中贡献率超过10%的主效QTL有2个。 同时利用两亲本及F2含油量极端群体的基因表达差异信息,筛选部分可能参与调控含油量变化的基因进行验证工作,目前已获得多个不同途径影响含油量变化的基因。

2. 含油量细胞质遗传的分子机理研究

本实验室研究结果显示,油菜含油量遗传具有明显的细胞质效应(表1),其效应值最高达到±3个百分点以上。针对细胞质遗传效应最大的材料51218和56366已完成叶绿体和线粒体的测序工作,目前正在进行序列的比对及验证分析。

产量性状研究

关于产量性状方面,水稻、玉米等农作物中已有为数不多的产量基因被分离,而油菜产量相关性状的研究较少。本实验室基于油菜测序亲本构建的遗传分离群体,将产量性状分解成若干个重要的产量构成因素(主花序角果数、每角粒数、千粒重、分枝数和分枝角度等),结合QTL克隆、极端混合表达分析、生物信息学和功能验证等技术手段分离影响油菜产量的基因。 现已构建一张包含20个连锁群和301个分子标记的遗传连锁图谱。利用F2群体的表型数据定位了9个产量相关性状(单株产量、含油量、主花序产量、主花序长度、角果长度、主花序角果数、角果密度、每角粒数、千粒重)的QTL25个,分布于其中的14个连锁群。 同时,利用中双11×73290组合在根系发达程度、叶片大小、茎粗、株高、角果发育速度等性状上具有显著杂种优势的特点,分别选取油菜不同发育时期的重要器官通过基因芯片进行表达谱分析。

近期承担的主要课题及项目

  • 国家973计划“油菜籽油脂形成的分子生物学机制及其代谢调控” (2006-2010)
  • 国家863计划“优质高产多抗油菜和花生分子育种技术研究与品种创制” (2006-2010)
  • 国际合作项目“中澳印三国油菜品种改良” (2003-2007)
  • 国家863计划课题“双低、高含油量、高产、多抗油菜新品种选育” (2004-2005)
  • 国家863计划后补助“油菜新品种中油杂7号的选育及繁育技术研究”( 2004-2005)
  • 国家863计划课题“油菜细胞工程技术研究与新品种选育” (2005)
  • 国家自然科学基金“油菜木质素的合成调控及其与抗病、抗倒伏关系” (2006-2008)
  • 湖北省“十一五”攻关项目“能源油菜新品种选育” (2006-2008)
  • 农业部农业科技跨越计划“双低高效型油菜新品种“中双9号”等生产技术体系试验示范” (2003-2005
  • 国家863计划后补助“油菜新品种中油杂3号的选育及繁育技术研究” (2003-2004)

油菜育种成果、专利及最新进展

选育出中油杂1号、中油杂3号、中油杂4号、中油杂6号、中油杂7号、中油杂9号、中油98D、中油112、中油115、中油116、中油杂13号、中油杂14号、中油杂15号、中双8号、中双9号、中双11号、天禾油2号等17个油菜品种。

甘蓝型油菜细胞质雄性不育+自交不亲和杂种优势利用方法(专利号:ZL200410060822.5)油菜多目标性状重组的设计及重组产物的鉴定方法(申请号:200510012028.8)油菜细胞质雄性不育系聚合杂交种制备方法(申请号:200710052339.6)

中双11号:目前国际上唯一的一个集高含油量(49%以上),抗裂角、抗倒伏、抗菌核病为一体的适合机械化生产的双低油菜品种 (左图)。

正在参加省级以上区试的品系10个,育成新杂交组合86155含油量49.84%,是目前我国冬油菜区试中含油量最高的,平均亩产168.47kg,比对照秦优7号增产5.31%,平均产油量83.97kg/亩,比对照增产13.58% 。

获奖情况

  • “双低早熟高产广适性杂交油菜中油杂4号的选育与应用”获2008年中国农业科学院科技成果二等奖和湖北省科技进步二等奖。
  • “优质高效型油菜中双9号的选育及其重要性状的分子基础研究”获2006年国家科技进步二等奖。
  • “双低超高产高含油量多抗油菜新品种中双9号的选育与应用”获2005年中国农业科学院科技成果一等奖和湖北省科技进步一等奖。
  • “双低高产多抗杂交油菜新品种中油杂3号的选育与应用”获2004年中国农业科学院科技成果一等奖和湖北省科技进步二等奖。
  • “杂交优质油菜新品种中油杂1号高产栽培技术推广”获2002年农业部农牧渔业丰收计划奖二等奖。
  • “多抗(耐)、高产、优质、高效中双4号油菜新品种选育与应用”获1996年农业部科技进步二等奖。
  • “甘蓝型油菜主要品质性状的遗传规律和品质育种方法研究”获1995年国家教委科技进步一等奖。

近期发表文章及申请专利  

  • Xinfa Wang, Guihua Liu, Qing Yang,Wei Hua,Jing Liu, Hanzhong Wang. Genetic analysis on oil content in rapeseed (Brassica napus L.). Euphytica, 2010, 173: 17-24.
  • Jing Liu, Wei Hua, Gaomiao Zhan, Fang Wei, Xinfa Wang, Guihua Liu, Hanzhong Wang. Increasing seed mass and oil content in transgenic Arabidopsis by the over-expression of wri1-like gene from Brassica napus. Plant Physiology and Biochemistry, 2010, 48: 1-9.
  • Zhiyong Hu, Xinfa Wang, Gaomiao Zhan, Guihua Liu, Wei Hua, Hanzhong Wang. Unusually large oilbodies are highly correlated with lower oil content in Brassica napus. Plant Cell Reports. 2009, 28: 541-549.
  • Shen Jinxiong, Wang Hanzhong, Fu Tingdong, Tian Baoming. Cytoplasmic male sterility with self-incompatibility, a novel approach to utilizing heterosis in rapeseed (Brassica napus L.). Euphytica, 2008, 162: 109-115.
  • 一种油菜DNA分子Bnoleosin1基因和应用(申请号:200910062250.7)
  • 油菜热激蛋白基因HSP17.8及其应用(申请号:200910061810.7)
  • 油菜含油量主效基因位点及应用(申请号:200910063481.X)
  • 一种高通量的数量性状调控基因分离的方法(申请号:200910061862.4)
  • USE OF A CHIMERIC GENE 4-CL ENCODING 4-COUMARATE:COA LIGASE IN BRASSICACEAE. (PCT/CN2008/073181) 


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