一、实验室概况

（1）实验室基本概况

实验室共有固定研究人员22人，其中有中国工程院院士1人，教授10人，研究员1人，副教授6人，讲师2人，其中具有博士学位的教师17人，占77%。46－55岁7人，占32%；35-45岁7人，占32%；35岁以下6人，占27.2%。具有高级职称的教师70%以上为留学回国人员。实验室现有中国工程院院士1名，第三世界科学院院士1名，国家百千万第一、二层次人才１名，国家和省部级有突出贡献的专家4名，教育部跨（新）世纪人才5名，973首席科学家１名，973课题主持人４名，行业岗位科学家2人，形成了一支老中青结合、主要学术骨干研究方向相对稳定、密切合作、勇于创新、具有蓬勃生机和重要影响力的研究集体。

（2）研究方向

实验室研究方向主要包括：1、油菜杂种优势利用及相关基础研究；2、基因组学研究；3、油菜品质性状的遗传基础及改良；4、抗逆性的生物学基础；5、优异种质资源筛选与新基因发掘。

先后发现和研究了黄籽甘蓝型油菜、波里马细胞质雄性不育、生态型雄性不育、核不育的定位与克隆、亚基因组间杂种优势、芸苔属与诸葛菜属间杂种中的遗传规律及新材料创造、芥菜型细胞质HAU（6-102A）雄性不育类型等，选育了一大批优质油菜新品种。为全国各科研、教学单位培养、输送了200多名与油菜研究相关的高级专业人才（主要是硕士、博士），是国内培养油菜研究方向博士、硕士最多的单位。目前每年有200多名油菜研究方向的硕士、博士研究生从事油菜研究工作。

二、科研工作与成果

（1）主持或承担的研究任务

本专业实验室在研国家各类科研课题34项，其中主持“863”计划项目1项；参加“973”课题1项；主持国家科技攻关/国家支撑计划课题2项；主持公益性行业科研课题1项，参加1项；现代农业产业技术体系专项2项。今年获批国家自然科学基金青年基金2项。

（2）主要研究进展

　 本实验室将围绕油菜遗传改良总体目标，将分子生物学技术与常规技术紧密结合，力争在已形成优势的特色领域和对油菜遗传改良关系重大的重点领域取得新进展，在学科发展具有战略性的前沿领域取得突破，使本实验室在这些领域的总体研究水平在国际国内形成优势，培育出优质、高效、有利于可持续发展的油菜新品种，为油菜产业提供品种保证，为全国的油菜育种研究培养人才，提供技术服务和和技术培训，为保障我国油菜产业的可持续发展作贡献。

1、油菜杂种优势利用及相关基础研究
1.1 芥菜型油菜hau CMS线粒体基因组分析
芥菜型油菜hau CMS细胞质雄性不育是傅廷栋教授于1999年在华中农业大学试验田中发现的一种细胞质雄性不育类型。通过遗传、形态、细胞和分子水平的鉴定，证明hau CMS 是不同与现有的（polima、ogura、tour、nap）CMS 的一种新型细胞质雄性不育类型。前期通过Southern 杂交、染色体步移的方法最终在atp6下游发现有一个新的开放读码框命名为orf288。Orf288与atp6共转录，并且对大肠杆菌的生长有明显的抑制作用，亚细胞定位的结果显示ORF288被定位到遗传转化植株的线粒体上。通过构建转基因载体转拟南芥，转基因结果证明orf288是hau CMS 不育相关的基因。为了进一步研究hau CMS 的不育机理以及不育基因的起源，利用新一代测序技术对芥菜型油菜hau CMS 及其保持系的线粒体基因组进行测序。其中hau CMS不育系的线粒体基因组大小为247,903bp，GC含量45.08%，编码35个线粒体蛋白，3个rRNA，25个 tRNA以及29个未知功能的ORFs。与不育系相比，它的保持系的线粒体基因组大小为219,863 bp，GC含量45.23%，编码36个线粒体蛋白，3个rRNA，22个 tRNA以及31个未知功能的ORFs。通过比较不育系和保持系的线粒体基因组发现：1.与保持系相比，hau CMS 不育系的线粒体基因组中含有更多的重复序列；2. 在线粒体基因组中一些大的重复序列中包含有小的重复序列；通过比较hau CMS 线粒体基因组和保持系的线粒体基因组以及植物中已经完成测序的线粒体基因组可能会对我们更好的认识细胞质雄性不育基因的产生、起源以及线粒体基因组的进化有很大的帮助。
1.2 波里马细胞质雄性不育恢复基因Rfp的精细定位和克隆
1972年华中农业大学傅廷栋等发现了油菜波里细胞质马雄性不育系(pol CMS)，pol CMS被认为是“国际上第一个有实用价值的油菜细胞质雄性不育类型”。据统计，我国近五年来育成的油菜细胞质雄性不育杂交种中，95%以上是用pol   CMS配制的。相对于波里马雄性不育系统的应用来说，波里马雄性不育和育性恢复的分子机制研究滞后，恢复基因还没有被克隆，育性恢复的分子机理还不清楚。本课题组通过波里马雄性不育系与恢复系逐代回交的方式，构建了用于恢复基因Rfp定位的近等基因系，利用2508个单株的群体实现了Rfp基因的精细定位，将基因定位在与拟南芥第一染色体同源的N9连锁群上，在预测候选基因的基础上，针对一个PPR基因进行了转基因验证，获得了功能互补的结果；并通过亚细胞定位技术，将该基因定位在线粒体中，进一步的育性恢复分子机理研究还在进行之中。这个工作具有重要的生产实践价值，为我们选育优良的恢复系提供辅助选择的分子标记，有利于我们更好的掌握波里马系统杂交制种技术和纯度鉴定技术，推动波里马系统在油菜生产中发挥更大作用；同时有助于加强对雄性不育和核质互作的了解，丰富我们对于高等植物核质互作分子机制的认识。
1.3 油菜自交不亲和系‘S-1300’的分子特征
自交不亲和性是植物进化出的一种防止自交衰退、促进异交以更好地适应环境的遗传机制，在研究和应用两方面均具有重要意义。本课题组以人工创建的油菜自交不亲和系‘S-1300’为研究对象，分析其自交不亲和性的分子特征。发现自交不亲和系‘S-1300’ A基因组上来源于BrS-60的隐性S单倍型BnS-1300决定其自交不亲和性，其自交不亲和基因BnSP11-1300全长为378bp，包括两个外显子和一个内含子，与BrSP11-60具有100%的序列相似性，BnSRK-1300长度为 7967 bp，包含7个外显子与6个内含子,与BrSRK-60的CDS序列具有100%的相似性，但是在内含子1，内含子3与内含子5却分别有数个碱基的差异。BnSP11-1300与BnSRK-1300均只在花蕾中、而不在根、茎、叶和角果中表达，符合芸薹属自交不亲和基因的表达特点。同时BnSP11-1300只在亲本‘S-1300’中表达，而不在‘S-1300×10-9-8400’的杂种中表达，推测恢复系‘8400’A基因组上的S单倍型BnS-1在杂种中抑制了BnSP11-1300基因的表达，因此认为‘S-1300’在杂种选育中具有实际的利用价值。该结果的文章已在Mol Breed上发表 (2013，31:485–493)。
1.4亲本选择对杂种优势的影响
通过对遗传距离、配合力、亲本表型、甲基化水平与杂种优势之间的关系分析显示，遗传距离仅与千粒重和一次有效分枝数的杂种优势，及一次有效分枝数、每角果粒数、单株种子产量及千粒重的特殊配合力具有显著相关。同时特殊配合力与杂种优势水平在各性状中均表现为极显著相关。除主花序长度和每角果粒数外，亲本其余性状的一般配合力与杂种优势间均表现出显著的相关性。F1各性状表型与双亲表型及亲本平均表现之间除母本的株高外，均具有显著相关性。而亲本间甲基化水平的差异与单株种子产量、主花序长度、主花序角果数、每角果粒数、每角果长度及全株总角果数的杂种优势具有显著相关性。显示可以结合遗传距离和亲本甲基化水平差异，通过亲本配合力及亲本表型对杂种优势进行预测。
通过亲本间配合力贡献的差异及双亲配合力与杂种优势之间的相关性进行父母本效应在杂种优势遗传中的作用分析显示，千粒重、每角果粒数、每角果长度、种子含油量、主花序长度、一次有效分枝高度、一次有效分枝数、主花序角果数为母性效应遗传，株高、全株总角果数、单株种子产量为父性效应遗传。可以根据父性效应和母性效应进行杂交育种中的亲本选择。
1.5  新品系或品种选育
　   早熟半矮杆不育系616A的选育。基于复合杂交、小孢子培养和分子标记辅助育种相结合的手段，选育出优良的不育系616A，并于2014年顺利通过湖北省品种审定委员会组织的专家鉴定 。616A与627R所配组合圣光127通过2014年湖北省品种审定，并已报2014年国家春油菜早熟组区试，2014-2015年国家冬油菜早熟组区试。616A与621R所配组合圣光128通过2014年国家长江上游审定，正参加国家长江中游区试。616A与6105R所配组合圣光137已进入湖北省早熟组区续试并同步生产试验。616A与9535R所配组合正参加甘肃省2014年区试预备试验，616A与7-5R所配组合“华油杂18”正参加湖北省2014-2015年区试预备试验。
　   圣光127通过湖北省油菜区试，是湖北通过审定的第一个早熟油菜新品种。圣光128通过国家长江上游的审定（但目前两个品种均没有审定证书）。