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2014年重点实验室年报
发布时间:2017-07-03
 

 

 

农业部重点实验室工作年报

2014年度

 

实验室名称:油菜遗传育种重点实验室

依托单位名称:华中农业大学

实验室主任:周永明

实验室学术委员会主任:官春云

通讯地址:湖北省武汉市洪山区狮子山街1 

联 系 人: 熊秋芳

联系电话: 027-87281507

   真: 027-87280009

E-mail xiongqf@mail.hzau.edu.cn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20141230

 

 

 

一、 实验室概况

二、 科研工作及成果

三、 人才培养与队伍建设

四、 学术交流与合作

五、 运行管理

六、 实验室大事记及重要图片

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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%46557人,占32%35-457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HAU6-102A)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(polimaoguratournapCMS 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orf288Orf288atp6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orf288hau 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247,903bpGC含量45.08%,编码35个线粒体蛋白,3rRNA25 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 bpGC含量45.23%,编码36个线粒体蛋白,3rRNA22 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,BrSRK-60CDS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。BnSP11-1300BnSRK-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 (201331:485–493)
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 。616A627R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。616A621R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。616A6105R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。616A9535R所配组合正参加甘肃省2014年区试预备试验,616A7-5R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)。

2
、基因组学研究
2.1
利用TNDH群体鉴定甘蓝型油菜基因组含油量位点
本研究利用202TN DH系及其404个重组F2的分离群体,在多环境下的15个试验中对油菜的种子含油量进行QTL定位。通过一个包含786个标记的TN遗传图谱,利用复合区间作图法,检测到了41QTL位点。除此之外还检测到了20对上位性互作位点,其中有约三分之一落在QTL区间内。通过利用不同遗传连锁群上的共有标记,将甘蓝型油菜DYRNSLSG遗传图上的含油量QTL比对到TN的遗传图谱上,最后在甘蓝型油菜的16个连锁群上鉴定出了46个控制含油量的QTL区段,其中有18QTL可以在不同的群体中检测出。该研究对于油菜高含油量的育种具有参考价值,该结果发表在TAG (2014, 127(4))
2.2
利用埃塞俄比亚YW DH群体构建高密度遗传图谱及重要农艺性状QTL位点的比较分析
在最近发表的第一张包含有212个遗传位点的埃塞俄比亚芥遗传图谱基础上,我们对该埃塞俄比亚芥遗传作图群体进一步进行了基于测序的基因型分析,获得了约5389个包含有69bp序列信息的高质量多态性DArT-seq标记,并构建了一张包含有1366个遗传位点,4031个标记,639bin,2048cM的新图谱。通过遗传图谱上标记所包含的69bp序列信息与拟南芥基因组进行比对,在该遗传图谱上鉴定到了136个芸薹科保守区域。将该遗传作图群体种植于冬油菜和春油菜环境中考察其重要的农艺性状,在不同环境中共检测到了24个与开花期和蕾期相关的QTL,对这些QTL进行分析并与甘蓝型油菜C基因组上的开花期QTL进行了比较;其中,我们在B4基因组上的J block与春冬生长环境中同时检测到了一个控制开花的主效QTL (qFT.B4-2) ,该QTL区域与一个蕾期主效QTL重叠。在C6基因组上的E block,我们在冬油菜环境下检测到了一个开花期主效QTL,该QTL与甘蓝型油菜C6染色体E blcok上控制开花的QTL同源。在这两个主效QTL区间,我们通过与拟南芥比对,也找到了一些开花相关的基因。该结果发表在TAG (2014, 127(7))
2.3
新型甘蓝型油菜轮回选择群体的构建和评估
我们基于两轮大规模的种间杂交和分子标记辅助选择,将122个白菜型油菜(B.rapaArAr)的Ar亚基因组和75个埃塞俄比亚芥(B.carinataBcBcCcCc)品种的Cc亚基因组成分大规模地导入至甘蓝型油菜(B.napus, AnAnCnCn)中,并通过引入显性核不育性状,经连续五轮的轮回选择,培育出的一个由上千个个体组成的第三代新型甘蓝型油菜半随机交配群体。经过多轮的半随机交配和选择,该群体的各种重要性状均得到了极大的改善,农艺性状和品质性状已接近常规甘蓝型油菜双低品种,但前者的变异幅度更大,其中不乏优良的变异类型。分子标记检测的结果也表明,半随机交配群体内的基因多态性丰富、遗传变异巨大。该群体具有丰富的表型和基因型变异,为甘蓝型油菜的遗传改良提供了优异的种质资源。
2.4
油菜果皮和种子热激表达谱分析
在热处理后的油菜芯片中共检测到1248个上调和898个下调表达的基因,其中在果皮中检测到925个上调和581个下调表达基因,在种子中共检测到837个上调和383个下调表达基因。在果皮和种子中,这些转录水平的变化可能为揭示油菜角果期抗热的分子机制提供线索。上调基因中有40.9%511)同时存在于种子和果皮中,然而下调表达的基因中只有66个同时存在于两个组织中,并且上调基因的平均变化倍数(2.1-72.8)比下调(2.0-5.6)的更加剧烈。在共同诱导表达的基因中,与胁迫相关的基因以及与RNA和蛋白质相关等基因显著富集,其中包括热胁迫反应的标志性基因如HsfsHspsDREB2aROF2GolS1MBF1c等,以及CYP707A4和细胞色素bd泛醌氧化酶等以前未鉴定到的基因。
在果皮中共检测到411个上调和514个下调表达基因,而这些基因在种子中的表达没有受到影响。其中,最突出的是21个参与硫苷代谢的基因被同时下调表达,另外一些表达改变的基因则参与光合作用,水、糖分以及离子转运等几个主要代谢途径,这些基因表达量的变化可能与热处理后油菜种子产量以及品质直接相关。在种子中检测到325个上调和314个下调表达基因,其在果皮中的表达没有明显变化。与果皮类似,我们共检测到12个花青素合成途径上的基因表达受到抑制,此外与种子储藏蛋白、植物激素、油脂代谢等重要代谢途径相关的基因的表达也发生变化。在所有的差异表达基因中,有1/3编码功能未知蛋白(果皮中有484个,种子中有398个),其中502个在拟南芥中能找到同源序列,181个则为油菜特有基因。因此,在植物中可能还存在许多与抗热相关的功能未知基因以及物种特有基因。

3
、重要农艺性状的遗传基础及改良
3.1
千粒重QTL TSWA7aTSWA7b位点的精细定位
利用SJ DH群体的基因型和千粒重表型数据,在全基因组范围内共鉴定到12个控制千粒重性状的QTL位点。其中位于A7连锁群的TSWA7aTSWA7b在二年中均表现出最大的效应,可以解释26.8-37.9%的表型变异。为了进一步验证这二个主效QTL位点在不同遗传背景下的稳定性和效应,我们利用另一个F2群体构建了A7连锁群的局部遗传连锁图,同样在A7连锁群上检测到了这二个QTL位点,分别能够解释表型变异的12.7%5.4%。通过和前人研究结果的比较,发现这二个位点能在不同遗传背景下的群体中重复检测到,说明这二个位点的保守性和稳定性。
F2群体为基础,构建TSWA7aTSWA7b位点的近等基因系,分析了这二个位点对应的BC4F2群体的千粒重和角果相关性状。近等基因系中TSWA7a位点的LOD增加至16.82,贡献率达到了28.5%,而TSWA7b位点的LOD值和贡献率变化不明显。利用F2群体双亲高通量测序的数据,在这二个特定区段开发了共显性的InDel标记。通过标记加密将TSWA7aTSWA7b位点分别缩小到3.1 Mb1.09 Mb的区段内。对近等基因系的比较分析发现,引入TSWA7a位点的大粒等位基因,可增加千粒重0.7克左右,相当于可增加23%的单株产量;引入TSWA7b位点的大粒等位基因可增加千粒重0.25克左右,相当于可以增加7%的单株产量。
3.2.
甘蓝型油菜基因组的遗传构成解析
利用上述双过滤分析法构建的高密度SNP遗传图谱,开展了甘蓝型油菜和其祖先种白菜、甘蓝,以及和拟南芥的比较基因组学分析。发现甘蓝型油菜的基因组是在2/3白菜和甘蓝基因组骨架的基础上,约有1/5的基因组发生了同源染色体的交换以及1/20基因组发生了的非同源染色体的交换形成的。白菜和甘蓝分别约有90.7%73%的基因组组成在甘蓝型油菜中被保留了下来。
3.3.
白菜型油菜角果多室基因ml4的克隆
在油菜中,多室角果通常具有较多的每角果粒数和较强的抗裂角性,因此在油菜的高产育种中具有一定的应用潜力。为了阐明该性状形成的遗传和分子机理,我们利用白菜型油菜黄籽沙逊中的两室和多室材料为亲本,创建了正反交F1F2世代材料。通过性状调查发现,多室材料的茎顶端分生组织在胚、苗期和开花期都明显增大,雌蕊的心皮数、角果腔室数和每角果粒数也都显著增加。组织切片发现,角果中增加的腔室是由早期雌蕊中心皮数的增加引起的。遗传分析发现,两室性状对多室性状表现为完全显性,且无细胞质效应影响。在F2随机群体中,两室角果单株与多室角果单株呈现3:1分离,说明在该材料中多室性状由1个隐性核基因ml4控制。在F2群体中,通过图位克隆的方法ml4最终定位于A4染色体上38.6-kb范围内。在该区段内共包含6个拟南芥的同源基因,其中的CLAVATA3 (CLV3)同源基因在拟南芥中编码分泌性的小分子多肽,并参与茎顶端分生组织的调控和多室角果的形成,因此被确定为ml4的候选基因。对该基因的比较测序发现,ml4等位基因型在其CLE保守结构域中存在一个CT的碱基突变,并引起第九位脯氨酸突变为亮氨酸。通过进一步的转基因互补测验和体外多肽的处理实验证明了该C/T碱基突变导致了多室角果的产生。基因表达分析结果表明,在油菜多室材料中CLV3WUSCHEL基因间的反馈抑制调节环中的负调控途径被阻断。该结果初步阐明了白菜型油菜中多室角果形成的分子机理。

4
、优异种质资源筛选与新基因发掘
4.1
新型甘蓝型油菜CMS及恢复材料的选育
植物体细胞融合过程中,常常发生细胞质基因的重组。其中,重组的线粒体可能会影响花药的正常发育进程,进而导致细胞质雄性不育(CMS)。在芸薹属中,许多异质的CMS都是通过原生质体融合选育而来。在构建的全套甘蓝型油菜-菘蓝单体附加系中,除一个附加系外(Me),均具有雄性不育的表型。以不育附加系为母本,华双三号为轮回亲本的BC5中,大部分植株具有38染色体,无菘蓝特异性带型,但均具有稳定的不育表型。利用线粒体特异引物的PCR扩增表明,附加系及其回交后代具有菘蓝与油菜的重组线粒体,且重组类型在分子水平上与已有的细胞质雄性不育系polnapoguratourNca CMS存在差异,为一类新型的细胞质雄性不育类型。因为这些不育系来自于菘蓝 (Isatis indigotica)”甘蓝型油菜(Brassica napus体细胞融合杂种,命名为蓝菜细胞质雄性不育系(napi CMS)。
附加系Me雄蕊发育正常,花粉育性60.5%,可能携带恢复基因。Me自交后代(S1)中的整倍体(2n=38)育性得到恢复,自交(辅助授粉)可以正常结实。整倍体自交后代(S2)在青海播种夏繁,花期与华双3号基本一致,雄蕊正常,雄蕊长度与柱头接近,但散粉晚1-2天,花粉育性为62.31%-91.56%。部分花中雄蕊也有心皮化。S3植株雄蕊长度超越柱头,少数花中有4-5个雄蕊,花粉育性在66.73%-97.71%,花药仍在开花后1-2天散粉,套袋自交(未辅助授粉)可以正常结实。这些结果表明在可育的附加系自交后代中有望获得能够恢复不育系育性的恢复系材料,但还需通过继续自交或小孢子纯化来稳定。相关的恢保关系也在进一步研究中。
4.2
甘蓝型油菜-诸葛菜雌不育附加系雌蕊发育的比较解剖观察及遗传研究
甘蓝型油菜-诸葛菜单体附加系之一具有雌不育的表型,且将这些附加系与其他正常甘蓝型、芥菜型及埃塞俄比亚芥杂交,后代中具有诸葛菜染色体的单株均表现稳定的雌不育表型。与正常的甘蓝型油菜比较,雌不育附加系(S1)的雌蕊完全败育,从花蕾长度为2mm左右的早期阶段就发育受阻,比正常雌蕊短很多,不能结实。花粉管萌发试验表明S1雌蕊柱头能粘附少量花粉粒并萌发,但花粉管螺旋生长不能穿入乳突细胞。扫描电镜结果表明S1柱头较小,且乳突细胞为短的圆球状而非正常的长指头状。DIC观察透明处理胚珠发现S1的胚珠内外珠被都败育,其中内珠被能起始发育但不能继续生长,而外珠被完全不起始发育。裸露的珠心组织内大孢子母细胞可以进行减数分裂形成四分体,但发生异常退化且不能形成正常的功能大孢子,即胚囊发育停滞在大孢子发生阶段。通过RNA-Seq技术对S1和甘蓝型油菜受体华双3H3)的雌蕊进行比较转录组分析,结果表明BR代谢异常可能是造成S1雌性不育的重要原因之一。
4.3
芸薹属ASY1基因的序列变异及超表达分析
ASY1
为拟南芥减数分裂中联会复合体形成的辅助蛋白,在同源染色体识别和配对过程中具有重要作用。利用RT-PCRPCR扩增、克隆和测序,共分离获得了25ASY1基因编码序列,分别来自9个甘蓝型油菜,5个芥菜型油菜,3个埃塞俄比亚芥,4个白菜,3个甘蓝和1个黑芥。序列分析表明,ABC三个不同基因组的ASY1基因编码序列在某些位点上具有基因组特异性,能够被明显区分;芸薹属三个二倍体种ASY1基因与拟南芥、琴叶拟南芥和盐芥的ASY1基因序列上存在一些共有的和特异性的差异位点,可能是芸薹属基因组在进化历程中为适应三倍化而保留的关键变异;而B基因组ASY1基因编码序列在二倍体黑芥和四倍体芥菜型油菜以及埃塞俄比亚间均存在一些特异性碱基差异位点,C基因组ASY1基因编码序列在二倍体甘蓝和埃塞俄比亚芥中也存在一些特异性碱基差异位点,这些差异则可能是ASY1基因为适应新一轮多倍化而保留的关键变异。细胞学观察表明,甘蓝型油菜不同品种减数分裂的稳定性存在较大的差异,而芥菜型油菜和埃塞俄比亚芥不同品种减数分裂稳定性较高且差异不大。但是,通过对减数分裂稳定性不同的甘蓝型油菜品种ASY1基因编码序列的比对发现,该基因编码序列的变化并非是造成这些差异的主要原因。利用35S启动子对ASY1基因的超表达分析表明,ASY1过量表达并不会对甘蓝型油菜减数分裂中染色体行为造成明显影响,但是否会影响同源染色体的交换频率,还需要进一步观察。
4.4
重要基因克隆及功能分析
基于高世代的近等基因系材料,在完成了每角果粒数主效QTL qSS.C9的精细定位基础上,通过候选基因的遗传转化,已经获得了该基因的目标基因。通过对多份育种材料的基因序列分析,已经获得了该基因在甘蓝型油菜及白菜和甘蓝中的变异情况及其进化过程。
复等位核不育基因BnMs5的克隆与功能鉴定。通过图位克隆的方法,已经获得BnMs5基因,并在恢复系、不育系和保持系之间的比较测序,鉴定出引起了该基因功能变异的原因。对该基因的表达与分析发现,该基因在早期绒毡层和花粉母细胞均有表达,可能才与调控绒毡层和减数分裂的调控。
 

 

 

 

 

 

 

3)取得的主要研究成果(获奖成果、论文、专利、著作等)

主要研究成果

实验室发表论文35篇,其中SCI收录25篇;通过审定油菜新品种3个,其中圣光128通过了国家农作物品种审定委员会审定;圣光127通过湖北省农作物品种审定委员会审定;华豫油63通过河南省农作物品种审定委员会审定。新获批专利1项。
 
实验室发表研究论文如下:
1. An H, Yang ZH, Yi B *, Wen J, Shen JX, Tu JX, Ma CZ and Fu TD Comparative transcript profiling of the fertile and sterile flower buds of pol CMS in B. napus. BMC Genomics2014;15:258.(IF= 4.397)
2. Cai DF
Liu KD Association mapping of six yield-related traits in rapeseed (Brassica napus L.) THEORETICAL AND APPLIED GENETICS 2014 127 1: 85-96IF= 3.658.
3. Cai G, Yang Q, Yi B, Fan C, Edwards D, Batley J, Zhou Y*. (2014) A Complex Recombination Pattern in the Genome of Allotetraploid Brassica napus as Revealed by a High-Density Genetic Map. PLoS ONE 9(10): e109910. doi:10.1371/journal.pone.0109910
4. Chalhoub B.*, Denoeud F, Liu S, Parkin IA*, …… Edwards D*, Zhou Y*, Hua W*, Sharpe AG*, Paterson AH*, Guan C*, Wincker P* (2014). Early allopolyploid evolution in the post-Neolithic Brassica napus oilseed genome. Science, 345, 950-953.
5. Chen JJ
Jing JZhang,CYPiao, ZYIdentification of Novel QTLs for Isolate-Specific Partial Resistance to Plasmodiophora brassicae in Brassica rapaPLOS ONE 8 12
6. Ding, L
Ge, XHLi, ZY Intergeneric addition and substitution of Brassica napus with different chromosomes from Orychophragmus violaceus: Phenotype and cytology SCIENTIA HORTICULTURAE ,164:303-309( IF=1.396).
7. Ding, L
Ge, X. HDifferent timing and spatial separation of parental chromosomes in intergeneric somatic hybrids between Brassica napus and Orychophragmus violaceusGENETICS AND MOLECULAR RESEARCH ,2014 13( 2): 2611-2618  DOI: 10.4238IF=0.994
8. Dun X, Shen W, Hu K, Zhou Z, Xia S, Wen J, Yi B, Shen J, Ma C, Tu J, Fu T
Neofunctionalization of Duplicated Tic40 Genes Caused a Gain-of-Function Variation Related to Male Fertility in Brassica oleracea Lineages. Lagercrantz U.Plant Physiol. 2014 Nov;166(3):1403-19. (IF= 6.555)
9. Fan CC , Wu YD , Yang QY , Yang Y, Meng QW, Zhang KQ , Li JG , Wang JF  and Zhou YM* (2014) A Novel Single-Nucleotide Mutation in a CLAVATA3 Gene Homolog Controls a Multilocular Silique Trait in Brassica rapa L. Molecular Plant (in press)
10. Fu WQ, Zhao ZG, Ge XH, Ding L, & Li ZY
Anatomy and transcript profiling of gynoecium development in female sterile Brassica napus mediated by one alien chromosome from Orychophragmus violaceus2014BMC genomics, 15(1), 61. DOI: 10.1186/1471-2164-15-61IF=4.397
11. Heng S, Wei C, Jing B, Wan Z, Wen J, Yi B, Ma C, Tu J, Fu T, Shen J
Comparative analysis of mitochondrial genomes between the hau cytoplasmic male sterility (CMS) line and its iso-nuclear maintainer line in Brassica juncea to reveal the origin of the CMS-associated gene orf2882014BMC GENOMICS  15  (322)  DOI: 10.1186/1471-2164-15-322 IF=4.397
12. Hu J
Zhou YM Glycerol Affects Root Development through Regulation of Multiple Pathways in Arabidopsis2014,  PLOS ONE ,9(1)(IF=3.73).
13. Jiang CC, Shi JQ, Li RY, Long Y, Wang H, Li DR, Zhao JY, Meng JL*. Quantitative trait loci that control the oil content variation of rapeseed (Brassica napus L.). Theoretical and Applied Genetics, 2014, 127(4): 957-968.
14. Kang L, Du X, Zhou Y, Zhu B, Ge X, & Li Z*. (2014). Development of a complete set of monosomic alien addition lines between Brassica napus and Isatis indigotica (Chinese woad). Plant cell reports, 1-10.
15. Pu, YY
Shen, JXA novel dominant glossy mutation causes suppression of wax biosynthesis pathway and deficiency of cuticular wax in Brassica napusBMC PLANT BIOLOGY 201413
16. Qi LP ,Wen J , Interpreting the genetic basis of silique traits in Brassica napus using a joint QTL network
2014, PLANT BREEDING 133(1): 52-60
17. Shen Y, Zhang Y, Zou J, Meng J, Wang J. Comparative proteomic study on Brassica hexaploid and its parents provides new insights into the effects of polyploidization. Journal of Proteomics, 2015, 112: 274-284, DOI: 10.1016/j.jprot.2014.10.006.
5>IF >3
18. Shen Y, Zhao Q, Zou J, Wang W, Gao Y, Meng J, Wang J. Characterization and expression patterns of small RNAs in synthesized Brassica hexaploids. Plant Molecular Biology, 2014, 85:287-299.
5>IF >3
19. Wang G, Ding G, Li L, Cai H, Ye X, Zou J, Xu F. Identification and characterization of improved nitrogen efficiency in interspecific hybridized new-type Brassica napus. Annals of Botany, 2014, 114 (3): 549-59.
5>IF >3
20. Xing N, Fan C, Zhou Y* (2014) Parental Selection of Hybrid Breeding Based On Maternal and Paternal Inheritance of Traits in Rapeseed (Brassica napusL.). PLoS ONE 9(7): e103165. doi:10.1371/journal.pone.0103165
21. Xu P
Lv ZWZhang XXWang XHPu YYWang HMYi BWen JMa CZTu JXFu TDShen JX Identification of molecular markers linked to trilocular gene (mc1) in Brassica juncea L. 2014, MOLECULAR BREEDING 33(2): 425-434 (IF=3.251).
22. Yu E, Fan C, Yang Q, Li X, Wan B, Dong Y, Wang X, Zhou Y* (2014) Identification of Heat Responsive Genes in Brassica napus Siliques at the Seed-Filling Stage through Transcriptional Profiling. PLoS ONE 9(7): e101914. doi:10.1371/journal.pone.0101914
23. Zhang JF
Ma, CZ2. Nasrallah, JB (Nasrallah, June B.)Exploring the role of a stigma-expressed plant U-box gene in the pollination responses of transgenic self-incompatible Arabidopsis thalianaPLANT REPRODUCTION  ,2014 27 (2): 59-68  DOI: 10.1007/s00497-014-0240-4
24. Zhang XG,  Ma CZ. Characterization of S Haplotype in a New Self-Compatible Brassica rapa cultivar Dahuangyoucai
2014, CZECH JOURNAL OF GENETICS AND PLANT BREEDING 49( 4): 157-163.(IF=0.385).
25. Zou J, Raman H, Guo S, Hu D, Wei Z, Luo Z, Long Y, Shi W, Fu Z, Du D, Meng J*. Constructing a dense genetic linkage map and mapping QTL for the traits of flower development in Brassica carinata. Theoretical and Applied Genetics, 2014, 127(7): 1593-1605.
              
期刊:
1.
王芳;刘超;刘克德;AtRabD2b共抑制植株死亡茎段的显微和超微结构观察,西北植物学报 , Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica, 编辑部邮箱, 201401 .
2.
熊秋芳;张效明;文静;李兴华;傅廷栋;沈金雄;菜籽油与不同食用植物油营养品质的比较——兼论油菜品质的遗传改良,中国粮油学报  Journal of the Chinese Cereals and Oils Association, 201406.
3.
易斌;涂金星;傅廷栋;甘蓝型油菜隐性细胞核雄性不育的研究及利用,中国科学:生命科学 , Scientia Sinica(Vitae), 编辑部邮箱, 201408期:752-757.
4.
傅廷栋;深入实际才能解决问题,农民日报,2014-5-16.
5.
傅廷栋;我国油菜新品种选育进展与思考,农民日报,2014-5-26.
6.
袁隆平;李振声;李登海;郭三堆;张海银;傅廷栋;方智远;谢华安;程相文;程顺和;发扬种业精神建设种业强国倡议书,农家参谋(种业大观)201405 .
7.
傅廷栋,云南油菜产业现状与发展建议,致富天地编辑部邮箱, 201409.
8.
李永鹏;程焱;蔡光勤;范楚川;周永明;油菜每角果粒数差异的细胞学基础和分子机理,中国科学:生命科学, 201408 .
9.
熊秋芳;文静;李兴华;沈金雄;中国油菜科技创新与产业发展,中国农业科技导报 , 201403 .
10.
李朋朋;梁珊;陈兵;于莎;张椿雨;司龙亭;朴钟云;利用大白菜×芜菁F2群体定位抗根肿病QTL及上位性互作分析,中国农业科学 , 201420 .

 

获批专利

序号

专利名称

完成人

专利号

授权公告日

1.  

甘蓝型油菜核不育恢复基因BnaC.Tic40及其应用 CN102747087B

涂金星

ZL201110096555.7 2014

2014-3-19

 

审定品种

序号

成果名称

审定或鉴定单位

时间

完成人

1

圣光127

湖北省农作物品种审定委员会

2014

杨光圣

2

圣光128

国家农作物品种审定委员会(上游)

2014

杨光圣

3

华豫油63

河南省农作物品种审定委员会

2014

马朝芝

 

3、对学科发展的贡献

1)新开发的一批分子标记将用于油菜重要性状的遗传改良,可加快育种进程。

2)克隆的油菜核不育基因及其功能的阐述,将为进一步明确雄性不育的遗传和分子机理提供新信息。

3)有关亚基因组杂种优势机理研究,一方面可提供有价值的育种资源,另一方面可为阐明杂种优势机理提供新知识。

4)有关抗逆性状的遗传及基因定位,可为进一步深入了解油菜及油料作物的生态适应性奠定理论基础。

5)定位和与种子发育及品质性状有关基因可为高产优质育种提供基因资源、育种工具。

6)基因组分析结果对全面深入了解芸薹属物种的起源和进化,挖掘新型育种资源奠定基础。

 

4、对产业发展的贡献

在当前油菜种植面积难以持续增加的背景下,通过科技创新突破资源环境的刚性瓶颈约束,提高土地利用率及油菜的单产和品质,是促进油菜产业跨越发展的根本出路。

1)新育成的高产品种可为增加油菜总产提供物质基础。2014年推广示范的新品种主要是华杂6号、华杂9号、华杂13号、华油杂62等优质高产品种。本实验室培育的油菜新品种每年在全国各地推广约1000万亩,以推广新品种每亩增产5%估算(亩产110公斤),年推广新品种可增产油籽5500万公斤,新增经济效益2.5亿元。

2)新育成的新品种在抗逆、适应机械化收获方面有进一步提高,可进一步减轻农民负担,节约成本,具有巨大的经济和社会效益。

3)本实验室创造的新品种、新方法和新资源可为油菜产业的可持续发展提供品种支撑的基础条件。

4)通过油菜品种改良,适度扩大面积,既可培肥地力、减少化肥用量,又可充分利用冬季的温、光、土地等自然资源,提高后作产量。优质油菜的推广应用会减少农药的使用,有利于农业生态环境的改善,有利于维护生态平衡,保持农业的可持续发展。如饲料油菜品种华协1号由西北已扩散到东北,本年度中心与黑龙江省农科院合作增加了2个饲料油菜示范基地,并与当地畜牧业结合,示范 1000亩,取得了较好的社会和生态效益。

 

三、 人才培养及队伍建设

1、获各种个人奖励、人才资助情况:傅廷栋院士在2014年被评为中国种业十大功勋人物 
   2
、青年人才培养:引进35岁以下的年轻教授一名。
   3
、研究生培养:2014年毕业研究生26人,其中博士8人。目前有在读研究生258人,其中在读博士86人。

 

四、 学术交流与合作

1)人员交流
12014330-42日,实验室举办了第十九届十字花科遗传学研讨会暨2014年年会,此次主题是基因组时代的十字花科植物遗传改良。 来自中国、美国、俄罗斯、英国、德国、法国、意大利、加拿大、荷兰、西班牙、澳大利亚、瑞典、捷克、日本、韩国、香港等国家和地区的250余名专家参会。
2
20147月,周永明教授在加拿大sasktoon参加博士生导师交流。与联合培养学校University of Saskatchewan大学有关实验室负责人开展了广泛交流。
3
201410上旬-20151月上旬,邹珺副研究员在德国基森大学植物育种研究中心Rod Snowdon 教授实验室开展访问和合作研究,主要开展油菜基因组结构变异的比较分析,访问期间还将参加由德国育种公司和大学组织的现代基因组学育种技术相关的专题研讨会。

2
)仪器设备共享

实验室内所有各类大型仪器设备均实行共享制度。由实验室统一负责管理。育种基地及设施也由实验室统一管理,根据各课题组需要实行有偿使用。

 

五、 运行管理

1)数据、信息、材料和知识产权资源共享

本实验室在油料作物生物学与遗传育种综合性重点实验室的指导下,围绕油菜遗传育种的核心任务,实行开放,流动,联合,竞争的管理运行机制,产、学、研相结合的模式。在内部管理上采取课题组长负责制。按照每位研究人员的专业特长和实验室工作需要,制定工作计划,实行年度考核。按照国家及所在单位知识产权保护的有关规定及政策,实行数据、信息、材料的有条件和无条件共享。

2)意见及建议

1、 建议建立农业部重点实验室研究基金,为实验室系统开展科技创新提供支撑;

2、 建议考虑农业部重点实验室之间的学术交流机制。

 

六、 实验室大事纪及重要照片

12014330-42日,实验室举办了第十九届十字花科遗传学研讨会暨2014年年会,此次主题是基因组时代的十字花科植物遗传改良。大会收到摘要近300篇,经大会科学委员会评定,共在摘要集收录摘要209篇。会议共安排口头报告56人,墙报展示80多篇。大会按照 “S1 禹式三角和芸薹属系统发生学;S2 功能基因组和表观基因组;S3 遗传多样性和泛基因组;S4 芸薹属作物性状遗传与育种:抗逆;S5 芸薹属作物性状遗传与育种:品质、产量及其他;S6 芸薹属作物性状基因组学和育种六大主题进行,每个专题讨论会采取每人五分钟时间的方式介绍本人的研究工作,安排2-3个人对报告人提问,大家一起讨论的方式进行,这样使尽可能多的与会人员参与交流,展示其在各自研究领域的新技术、新成果。
来自中国、美国、俄罗斯、英国、德国、法国、意大利、加拿大、荷兰、西班牙、澳大利亚、瑞典、捷克、日本、韩国、香港等国家和地区的250余名专家参会。此外,100余名研究生旁听了会议的学术交流。本次大会获得了广泛好评,通过参观华中农业大学和中国农科院油料作物研究所、武汉市蔬菜所科研试验基地,使得外国代表从理论到直观充分了解了我国目前在油菜研究、生产、加工等方面取得的成绩,展示湖北省油菜大田生产水平和我国油菜品种生产潜力,促进了国际合作。


  2
20145月,我室傅廷栋院士荣获改革开放以来中国种业十大功勋人物殊荣,此次活动是由农民日报、中国种子协会联合开展的,袁隆平、李振声、李登海、郭三堆、张海银、傅廷栋、方智远、谢华安、程相文、程顺和等10人获得此殊荣。10位功勋人物同时向全国种业界发出关于发扬种业精神建设种业强国的倡议。这10位功勋人物是在各省推荐、初选并进行网络公示和网上投票的基础上,由农业行政、科研教学、技术推广、企业代表等方面专家组成的推评委员会,按照严格的投票规则,并在投票前对候选人事迹进行充分讨论后,经过公开公正透明的程序产生的。推选出的10位功勋人物具有广泛的行业代表性,是在种业育、繁、推领域贡献突出、事迹感人、知名度高、具有首创精神的种业界杰出典型。据悉,本次活动的主要目的是通过总结宣传改革开放以来种业发展中成就突出的人物,弘扬中国种业人执著梦想、合作创新、奉献种业、强国富民的精神,激励和引领更多的有志之士热爱种业、投身种业、支持种业的发展,为实现民族种业强国梦增添正能量,为国家粮食安全做出新贡献。

 


  3
518日上午,湖北省2014油菜全程机械化生产及配套关键技术现场会在沙洋县举行,与会专家及种植示范产区就关键技术和生产示范点情况进行了交流。傅廷栋院士,省农业厅副巡视员伍昌胜,荆门市人民政府副市长张丑合,中共沙洋市委副书记任清锋出席会议并致辞,省农业厅、省农机局、中国农业科学院油料作物研究所、荆门市农业局、荆门市农机局、沙洋县农机局、仙桃农机局、襄阳农科院负责人,华中农业大学科发院、工学院、国家油菜工程技术研究中心负责人,农业部油菜遗传改良重点实验室主任周永明、涂金星、沈金雄,机械专家廖庆喜、田波平、廖宜涛,土壤肥料专家鲁剑巍等出席现场会。现场会由科发院常务副院长姚江林主持。傅廷栋院士对各位领导、专家的到来表示感谢,他总结指出,油菜产业发展的核心是全程机械化,关键是农业与农机结合融合,要着力解决良种、机械、肥料、栽培四个关键问题,从事农业生产、油菜生产首先要考虑的问题是品种、技术是不是资源友好型、环境节约型,是否科学可持续。就粮食安全问题,傅廷栋指出,要把粮食安全储存在耕地肥育中而不仅仅是存放在粮仓之中,要储存在后备技术中,储存在后备人才中,储存在后备政策中。傅廷栋表示,油菜全程机械化高效生产模式基本实现了农民轻松快乐种田,将进一步推动我国油菜生产方式变革,从而提高我国油菜生产效益、国际竞争力和生产水平,增强我国食用油自给能力。