论文部分内容阅读
甘蓝型油菜是世界上广泛种植的一种油料作物,它在植物分类上属于十字花科（Cruciferae）芸苔属（Brassica）。我国油菜种植面积约为7.0×106公顷,面积和总产占世界1/3,居油菜生产国首位。油菜种子的脂肪酸组成决定了菜油的品质和用途,其中芥酸含量的高低对油菜作为食用和工业用途起着决定作用。芥酸可以作为油漆、化妆品、塑料、医药品及润滑剂等一系列工业用途产品的生产原料,高芥酸含量油菜因具有重要的工业用途,被称为21世纪的化工原料。本研究以甘蓝型油菜M13（芥酸含量48%）和742（芥酸含量1.6%）为试验材料,对M13和742进行辐射处理;M13和742的F2群体进行SSR标记分析;742、M13及其高芥酸突变体H27的FAE1与FAD2基因进行了克隆测序分析。主要研究结果如下:（1）以800、1000、1200Gy 60Coγ射线处理M13和742的风干种子。结果表明,800～1000Gy辐照处理使油菜种子含油量有不同程度提高,脂肪酸中芥酸和油酸含量变异较大,低芥酸材料辐射后代出现高油酸突变体,高芥酸材料辐射后代出现高芥酸突变体。（2）M13经800Gy辐射的M2中出现55.51%（06A-8）、55.21%（06A-991）、55.09%（06A-1256）的高芥酸突变体,对筛选到的3个高芥酸突变体按株系种植,M3群体中检测其高芥酸突变体的稳定性。发现06A-991和06A-1256株系的芥酸含量回复到了48%左右,只有高芥酸突变系06A-8芥酸含量平均在55.8%,并在此群体中筛选到一株芥酸含量57.9%的高芥酸突变体H27,用气相色谱法对芥酸含量进行了鉴定。（3）M13与742杂交F2代群体单株芥酸含量分离情况得出:芥酸含量由两对基因控制,其中一对起主导作用;众多学者把控制芥酸的QTL定位在N3、N8、N11、N13连锁群上,搜索4个连锁群上的SSR标记76个,在F2代群体中用BSA法进行筛选,找到1个能区分芥酸含量＜6%和＞36%的SSR标记CB10364。（4）M13、H27、742中扩增出的FAE1与FAD2测序分析表明:3个材料的FAE1基因扩增片段测序的图谱峰单一,测序能准确地反映出材料的原始信息,它们的扩增长度均为1521bp,核苷酸序列相似度达99%以上,M13与H27有3个核苷酸的变异,但两者氨基酸序列完全相同;M13与742有4个核苷酸的差异,氨基酸序列也存在4个位点的不同。3个材料的FAD2基因扩增片段测序图谱出现双峰,表明在同一个位点出现2个碱基以上的可能,序列比对发现它们的DNA序列和氨基酸序列均存在着巨大的差异,FAD2基因扩增片段直接测序不能准确反映它们之间的差异。（5）M13、H27、742的FAD2扩增产物经克隆测序表明:3个材料中均存在2个FAD2基因拷贝,一个长度为1155bp（FAD2.1）,一个长度为1140bp（FAD2.2）;3个材料的FAD2.1的核苷酸序列相似度达98.99%,M13与H27的FAD2.1的核苷酸序列没有发生变化,M13与742的FAD2.1的核苷酸存在35个单核苷酸的差异,有3个氨基酸位点不同。3个材料的FAD2.2与FAD2（1155bp）相比,在230至244位点缺失15个核苷酸序列（TCCCTCACCCTCTCT）,M13与H27的FAD2.2核苷酸系列在409位点的A变成了T导致H27的FAD2.2在此位点形成了终止密码子（TGA）。M13与742的FAD2.2存在21单核苷酸的不同,氨基酸序列存在11个位点的不同。M13与742的FAD2.1与FAD2.2在DNA序列与氨基酸序列上均存在不同,由此说明芥酸含量不同FAD2基因存在差异。（6）综合FAE1与FAD2基因的测序结果进行推测,H27芥酸含量的升高是FAD2.2基因发生无义突变而失活,使油酸向亚油酸转化受阻;FAE1发生的同义突变可能增强了脂肪酸延长酶FAE1的活性,在两者共同作用下H27芥酸含量得到提高。