2、基因组学研究
2.1油菜高密度遗传图谱构建及重要农艺性状QTL分析
2.1.1TNDH群体SNP遗传图谱构建及QTL定位
对包含有376个株系的TN DH群体，进行了6K-SNP芯片分析，利用JoinMap4.0软件对2413个多态性分子标记基因型进行分析，构建了一张包含1629个分子标记的遗传图谱，总遗传距离为2127.9cM，其中SNP标记1199个，SSR标记430个。考察了该群体在武汉种植环境下发育、产量及相关性状和种子品质性状共14个重要的农艺性状的表型，14个性状在亲本和群体中的表型与变异情况与往年武汉的结果基本一致。利用构建的遗传图谱，对这些农艺性状进行了QTL定位。14个性状共检测到196个QTL，包括93个significant QTL和103个suggestive QTL。其中开花期检测到的QTL数目最多，达到28个。以开花期QTL为对象和实验室前人定位的QTL进行比较分析，发现11个显著效应QTL在三次实验中均重复出现，同时在本实验中新检测到13个QTL和4个微效真实QTL。能与往年的结果重复出现的绝大部分QTL的置信区间与往年相比均有不同程度的缩小，说明高密度遗传图谱检测QTL的精度更高。
2.1.2埃塞俄比亚芥高密度遗传图谱的构建及其重要农艺性状QTL分析
在2012年，我们课题组发表了第一张包含有212个遗传位点的埃塞俄比亚芥遗传图谱，在此基础上，我们新近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5000个包含有70bpP序列信息的多态性DArT标记，并构建了一张包含有1366个遗传位点，4032个标记，639个bin,长2048cM的新图谱。通过遗传图谱上标记所包含的70bp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。通过遗传图谱的比较分析发现，埃塞俄比亚芥（BBCC）中的B/C基因组分别与芥菜型油菜/黑芥中的B基因组，以及甘蓝型油菜的C基因组分别有约85%和80%的保守性；在不同的B，C亚基因组内，检测到了一些明显的倒位等基因组变异。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约50个控制种子产量、及其产量构成因子的QTL。我们检测到了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。　
　
　
2.2基于油菜亚基因组间差异进行新型油菜育种资源创建和杂种优势研究
2..2.1新型甘蓝型油菜轮回选择群体的构建
通过种间杂交部分导入了白菜型油菜Ar 和埃塞俄比亚芥Cc 亚基因组种质的新型甘蓝型油菜，与自然甘蓝型油菜（AnAnCnCn）杂交后可以产生较强的杂种优势。为了能够可持续的进行杂种优势育种，我们通过两轮大规模的种间杂交和分子标记辅助选择，将135个白菜型油菜的Ar亚基因组和78个埃塞俄比亚芥品种的Cc亚基因组成分导入甘蓝型油菜中，并通过引入显性核不育性状，构建了由上千个个体组成的遗传变异丰富的半随机交配群体。我们以第三代新型甘蓝型油菜的优良自交系为花粉供体，对半随机交配群体开展了5轮杂交授粉和轮回选择，在前两轮的选择中，我们去除了从不育系中分离出的可育株；但从第三轮开始，我们保留了分离出的优良可育株作为下一轮的供粉材料。在每一轮的先选择中，我们都在花期和结实期对雄性不育植株进行了农艺性状的选择，并在随后的室内检测中，对种子的品质性状进行了选择。在第四轮选择结束后，我们对群体在基因型上的遗传多样性进行了评估，我们从第四轮的轮回选择群体随机选取了198个不育株为评估对象，以新型甘蓝型油菜自交系（45 份）、常规甘蓝型油菜（48 份）、白菜型油菜（50 个亲本品种）和埃塞俄比亚芥（65 个亲本品种）为对照，分子标记则采用了易于评估多样性的AFLP 分子标记。检测结果表明，轮回选择群体的基因多态性丰富、遗传变异巨大，遗传多样性指数达到了了0.51，显著高于其他群体。此外，遗传聚类结果表明：轮回选择群体与常规甘蓝型油菜差异显著，聚在不同的亚群，其中轮回选择群体先删除最为丰富的等位基因变异。经过5轮的轮回选择，新型甘蓝型油菜轮回选择群体已经构建完成，该群体的农艺性状和品质性状已接近自交系群体和常规甘蓝型油菜优良品种，但性状的变异幅度远远大于品种和自交系，其中不乏优良的变异类型。
　
2.2.2 新型芥菜型油菜的创建
芥菜型油菜（AjAjBjBj）是重要的油料作物之一。但是与甘蓝型油菜相比产量较低，并且杂种优势的利用非常有限，这些因素限制了芥菜型油菜的推广和生产。创建新型芥菜型油菜，拓宽芥菜型油菜遗传基础，开拓亚基因组间杂种优势研究，可能有助于解决这些问题。我们已创建出了由白菜型油菜（ArAr）和埃芥（BcBcCcCc）杂交后染色体加倍而获得的芸薹属六倍体(ArArBcBcCcCc)。在本研究中，我们通过芸薹属六倍体与常规芥菜型油菜，并在接下来连续的三个自交世代中进行大规模细胞学选择，筛选到了来自二十个杂交组合的121个新型芥菜型油菜株系。新型芥菜型油菜具有与常规芥菜型油菜相同的染色体数（36）和基因组（BBCC）；新型芥菜型油菜涉及多个F2家系和多种原始亲本（白菜和埃芥）来源，该群体具有较好的育性，能够正常自交结实。人工合成新型芥菜型油菜中一半的基因组被白菜的Ar和埃芥的Bc基因组以及大量的新变异替换。常规芥菜型油菜与新型芥菜型油菜的杂交种在种子产量上展现出较高的亚基因组杂种优势。新型芥菜型油菜群体的成功创建具有深远的意义，不仅拓展了芥菜型油菜的遗传基础，并且将会对可持续的杂交育种产生深远的意义，为其他多倍体作物的遗传改良开创了新的思路。
3、优异种质资源筛选与新基因发掘
3.1 BnMs5的图位克隆。
　 前后分别利用3个定位群体对BnMs5进行遗传定位，最终将该基因定位在0.2 cM的遗传区间之内。两侧最近的标记筛选甘蓝型油菜BAC克隆文库，获得了多个包含两侧最近标记的BAC克隆，并成功将BnMs5锚定在其中一个BAC克隆（JBnB034L03）上21 kb的区间内，包含8个候选基因（图6，Lu et al., 2012）。从恢复系中获得该区间的全部序列并构建互补表达载体转化全不育系，发现其中一个候选基因在T0和T1代能够完全恢复雌雄不育的表型（图7），表明该基因是BnMs5的目标基因。序列比对发现，BnMs5编码区未鉴定到同源的且功能已知的结构域，表明其为新基因。亚细胞定位发现恢复基因型BnMs5a定位于细胞核，与该基因在减数分裂过程中的功能相一致（此部分结果均未发表）。
3.2 qSS.C9的一个极可能候选基因的鉴定。
　　以多粒亲本Y106为供体、少粒亲本HZ396为轮回亲本，采用回交转育结合MAS选择的途径，构建qSS.C9位点的近等基因系。在包含有152单株的BC3F2回交分离群体中，每角粒数表现为多粒和少粒差异明显的两个组。通过后代验证，分离比例符合1：2：1的遗传比率，表明在BC3F2群体每角粒数主要由一个多粒显性的主效QTL控制（图2）。遗传效应分析表明该QTL的LOD值是54.2，解释的表型变异为85.8%，加性效应和显性效应分别为6.1和5.7粒。在此基础上，继续分析了BC5F2群体中2,058个极端少粒单株（从16,466个单株中挑选出），获得了两侧最近标记的重组单株95株（已经后代验证）。利用两侧最近标记筛选甘蓝型油菜BAC克隆文库，获得了5个覆盖该标记的单克隆，测序其中一个克隆后获得175 kb的插入片段序列（图3）。与甘蓝C9染色体可利用序列的比较发现，一个拟南芥同源基因极可能是qSS.C9的候选基因。本课题组从BAC克隆上获得了该基因的全长基因组序列后，转入至杂合突变体单株（每角果粒数比野生型显著减少）中。转基因T1代单株可以获得纯合的突变体，且其每角果粒数和野生型无显著差异，表明该候选基因可以互补突变体的表型。
3.3新品种选育。
　　选育高产品种圣光87，通过2012年湖北省审定。该品种已经通过国家油菜中游区试和生产试验，有望通过2013年国家中游区油菜新品种审定。适合春油菜区播种的高产早熟新品种圣光901通过甘肃省审定。另有10个组合正在参加国家和省级的区试中。