2、基因组学研究
2.1 甘蓝型油菜油脂合成机制解析
完成了505份代表性的甘蓝型油菜关联群体基因组重测序,测序深度达6倍。选取了309份材料,取发育中期的油菜种子分别进行了转录组测序和脂质组分析。分析基因组数据,获得了超过1100万高质量SNP和INDEL。与三年含油量,千粒重,脂肪酸组成和脂质组数据分别进行了GWAS,TWAS和eGWAS分析,获得了大量与含油量,千粒重,脂肪酸组成和脂质合成的QTL和候选基因。目前正在进行数据的进一步分析和挖掘以及对QTL区间候选基因进行预测和功能验证。
同时,进一步收集了世界各地的油菜资源,进行多点性状考察。利用中双11构建了一个大型了EMS突变体库,明年将对超过10万株单株进行含油量变异筛选,为油脂合成功能基因组研究和创制种质资源打下基础。
2.2 甘蓝型油菜抗旱的分子机制和遗传基础
通过对505份油菜关联群体进行全面的抗旱性的评价,包括利用PEG模拟干旱,分析抗旱相关生理指标,收集生长数据。对干旱胁迫下,对关联群体进行了ABA等多种激素分析及光合作用测定。结合基因组数据进行关联分析,定位到了大量与抗旱相关的QTLs,相关工作还在进行之中。
2.3 甘蓝型油菜表型组分析
2016年9月开始在重点实验室表型平台对505份甘蓝型油菜关联群体进行全生育期和抗旱的表型组实验。抗旱的表型组数据进行了4个时间点的采集,目前实验已经完成,正在进行数据分析,后期将进行GWAS分析,定位抗旱相关QTL。同时,该关联群体还有一批材料继续进行表型数据采集直到明年开花,后期将对表型数据进行分析,结合这些种质资源的农艺性状,利用生长表型进行生长和产量预测,进行GWAS分析,定位调控油菜生长,叶形等QTL。
2.4新型甘蓝型油菜基因资源库的开拓及评估
继续对通过大规模种间杂交导入了不同白菜型油菜品种Ar 和埃塞俄比亚芥品种Cc 亚基因组基因组的新型甘蓝型油菜自交系及轮回选择群体进行基因型和表型评估,并进一步通过轮回选择将芥菜型油菜Aj和常规甘蓝型油菜An的优良基因型导入到基因资源库中,通过基础群体的构建,及随后6轮杂交授粉与轮回选择,创建了第四代新型甘蓝型油菜轮回选择群体,其农艺性状和品质性状均得到了显著的改良,筛选鉴定出了十多个有特殊脂肪酸含量、大粒、抗裂角等性状的株系用于进一步的研究分析中。
2.5新型甘蓝型油菜的基因组变异及亚基因组间杂种优势分析
通过60K-SNP芯片,对130份高世代的新型甘蓝型油菜自交系开展了遗传变异分析,并与常规甘蓝型油菜进行了比较,从遗传多样性、群体结构、连锁不平衡的程度、重组频率、导入片段、新的变异等方面进行了新型甘蓝型油菜遗传变异分析,论文正在整理中。利用培育的新型甘蓝型油菜DH系作为亲本,与测序品种进行杂交,创建了2个DH作图群体,用于进一步对新型甘蓝型油菜的基因组变异开展深入分析奠定基础。将60份新型甘蓝型油菜与6份测验种杂交,配置了360个杂交组合,将杂种与亲本种植于两点,正在开展产量实验,评估其杂种优势,并对亲本进行了GBS分析,用于随后的亚基因组间杂种优势遗传机理分析及杂种预测。
2.6芸薹属A亚基因组的遗传变异分析、新型芥菜型油菜的创建和评估及油菜基因组选择初探
围绕亚基因组间遗传变异的分析和利用,我们还开展了相关的科学研究:对甘蓝型油菜TNDH作图群体及埃塞俄比亚芥YWDH作图群体进行了遗传作图和重要农艺性状的QTL定位和整合,着重阐述种子产量QTL的复杂性及其重要位点,相关研究结果正在整理论文;通过基于GBS的高通量分子标记,对不同油菜物种内A基因组的结构变异和遗传差异进行了分析,相关论文发表在BMC genomics上;利用创建新型甘蓝型油菜类似的策略,培育了新型芥菜型油菜,并对新培育的新型芥菜性油菜进行了农艺性状考察和杂种优势测配,相关研究结果发表在Frontiers in Plant Science上。为了进一步对新型甘蓝型油菜基因资源库进行利用, 我们利用TN群体已有的表型和基因型数据,开展了品质、产量等性状的基因组选择预测及基因组选择模型的构建,尝试了在新型甘蓝型油菜中开展品质性状的基因组预测,相关结果在PLoS ONE上发表。