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甘蓝型油菜遗传图谱的构建及单株产量构成因素的QTL分析

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遗传 2010年第3期32卷 271-277页

作者：王峰官春云湖南农业大学油料作物研究所国家油料改良中心湖南分中心长沙410128

采用常规品系04-1139与高产多角果品系05-1054构建的F2代群体为作图群体,运用SSR(Simple sequence repeat)和SRAP(Sequence-related amplified polymorphism)构建分子标记遗传图谱并对甘蓝型油菜单株产量构成因素进行QTL分析。遗传图谱包含200个分子标记,分布于19个连锁群上,总长度1700.23cM,标记间的平均距离8.50cM。采用复合区间作图法(Composite interval mapping,CIM)对单株产量构成因素(单株有效角果数、每果粒数和千粒重)进行QTL分析,共检测到12个QTL:其中单株有效角果数4个QTL,分别解释表型变异为35.64%、12.96%、28.71%和34.02%;每果粒数获得5个QTL,分别解释表型变异为8.41%、7.87%、24.37%、8.57%和14.31%;千粒重获得3个QTL,分别解释表型变异为2.33%、1.81%和1.86%。结果表明:同一性状的等位基因增效作用可以同时来自高值亲本和低值亲本;文章中与主效QTL连锁的标记可用于油菜产量性状的分子标记辅助选择和聚合育种。

关键词：甘蓝型油菜 F2家系分子标记遗传图谱产量构成因素数量性状位点(QTL)

甘蓝型油菜BnFAD2基因的克隆、表达及功能分析

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作物学报 2016年第7期42卷 1000-1008页

作者：刘睿洋刘芳官春云湖南农业大学农学院/国家油料改良中心湖南分中心湖南长沙410128

高油酸油具备较高的营养价值,在甘蓝型油菜中,脂肪酸去饱和酶基因(FAD2)是控制油酸含量的关键基因。本研究克隆了甘蓝型油菜A5、C5、A1连锁群上3个BnFAD2基因的全长c DNA序列,分别命名为BnFAD2-A5、BnFAD2-C5和BnFAD2-A1,各自编码384、... 详细信息

高油酸油具备较高的营养价值,在甘蓝型油菜中,脂肪酸去饱和酶基因(FAD2)是控制油酸含量的关键基因。本研究克隆了甘蓝型油菜A5、C5、A1连锁群上3个BnFAD2基因的全长c DNA序列,分别命名为BnFAD2-A5、BnFAD2-C5和BnFAD2-A1,各自编码384、384、136个氨基酸。分别使用TMHMM、Clust X软件分析FAD2基因的跨膜结构域和酶活中心表明,BnFAD2-A1不具备脱氢酶活性。采用酵母功能互补实验对4个基因(含已发表的BnFAD2-C1)进行功能验证,发现BnFAD2-A5和BnFAD2-C5基因去饱和能力接近,均大于BnFAD2-C1基因。采用qRT-PCR分析4个基因在甘蓝型油菜不同组织中的表达规律,并用血凝素标签法分析BnFAD2-C1、BnFAD2-A5和BnFAD2-C5的蛋白稳定性,表明BnFAD2-A5和BnFAD2-C5是影响油菜种子油酸积累的主效基因。

关键词：甘蓝型油菜 BnFAD2基因生物信息学蛋白活力蛋白稳定性

甘蓝型油菜BnFAD2-C5基因启动子及内含子在表达水平的功能分析

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作物学报 2016年第10期42卷 1471-1478页

作者：刘睿洋刘芳张振乾官春云湖南农业大学农学院/国家油料改良中心湖南分中心湖南长沙410128

富含油酸的菜籽油具有重要的经济价值,使得高油酸育种及油酸形成机制成为热点。油酸脱氢酶基因(FAD2基因)是控制油酸含量的关键酶基因。本文针对Bn FAD2-C5基因展开研究,根据油菜和甘蓝的同源性,克隆了1257 bp启动子序列,利用GUS和GFP... 详细信息

富含油酸的菜籽油具有重要的经济价值,使得高油酸育种及油酸形成机制成为热点。油酸脱氢酶基因(FAD2基因)是控制油酸含量的关键酶基因。本文针对Bn FAD2-C5基因展开研究,根据油菜和甘蓝的同源性,克隆了1257 bp启动子序列,利用GUS和GFP作为报告基因分别构建含有不同片段长度的启动子和内含子的缺失载体并转化拟南芥,经GUS染色检测发现–319~–1 bp为该研究中最小启动子;采用Western blot技术分析启动子和内含子不同区域的功能,发现Bn FAD2-C5启动子区域–1257~–1020 bp和–319~–1 bp能够诱导报告基因在转基因拟南芥种子发育中期高效表达,Bn FAD2-C5内含子具有增强启动子转录水平的功能,该功能主要由+631^+1033 bp区域调控。

关键词：甘蓝型油菜 Bn FAD2-C5基因内含子增强效应拟南芥

甘蓝型油菜光敏色素互作因子4(BnaPIF4)基因克隆和功能分析

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作物学报 2019年第2期45卷 204-213页

作者：冯韬官春云湖南农业大学农学院/国家油料改良中心湖南分中心湖南长沙410128

光敏色素互作因子4 (phytochrome interacting factor 4, PIF4)是光信号途径关键转录因子, PIF4与BZR互作介导光信号与油菜素内酯信号互作,参与植物光响应。本文在甘蓝型油菜湘油15号中克隆到2个PIF4基因,分别定位于A03号染色体和C03号... 详细信息

光敏色素互作因子4 (phytochrome interacting factor 4, PIF4)是光信号途径关键转录因子, PIF4与BZR互作介导光信号与油菜素内酯信号互作,参与植物光响应。本文在甘蓝型油菜湘油15号中克隆到2个PIF4基因,分别定位于A03号染色体和C03号染色体,命名为BnaPIF4_A03和BnaPIF4_C03,全长编码序列(coding sequence, CDS)、全长mRNA和全长基因分别为1242 bp和1245 bp、1701 bp和1731 bp、2527 bp和2665 bp,各自编码413和414个氨基酸。BnaPIF4_A03具有7个外显子和6个内含子, BnaPIF4_C03具有8个外显子和7个内含子,与测序品种中双11号相比, BnaPIF4_A03基因第1内含子存在单碱基插入突变,第4和第6内含子存在缺失突变,且具有更长的3'-UTR,两基因其他序列在湘油15号和中双11号之间无差别。BnaPIF4_A03和BnaPIF4_C03基因编码蛋白具有典型的植物bHLH结构域,亚细胞定位于细胞核,是典型的植物PIF4蛋白。多序列比对和进化分析表明, BnaPIF4蛋白与白菜、拟南芥、亚麻芥等PIF4蛋白高度同源。PIF4蛋白进化关系与物种进化关系一致,近缘物种中的PIF4蛋白在进化树中高度聚类,大量植物中可见PIF4蛋白重复且低等植物中分化程度明显低于高等植物中,表明PIF4蛋白是一个晚期进化事件且可能存在功能冗余。酵母杂交实验表明BnaPIF4与BnaBZR蛋白存在互作,但BnaPIF4不能与BnaBZR基因的启动子互作,表明BnaPIF4与BnaBZR在蛋白水平而非转录水平发生互作。湘油15号中BnaPIF4_A03和BnaPIF4_C03基因表达规律一致,BnaPIF4基因主要表达于油菜茎表皮、未成熟角果和叶中,在花和根中表达较低,且其表达随油菜生育进程逐渐降低。

关键词：甘蓝型油菜光敏色素互作因子4 基因克隆基因互作基因表达生物信息学分析

甘蓝型油菜BnFAD2-C1基因全长序列的克隆、表达及转录调控元件分析

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作物学报 2015年第11期41卷 1663-1670页

作者：刘芳刘睿洋彭烨官春云湖南农业大学农学院/国家油料改良中心湖南分中心湖南长沙410128

脂肪酸去饱和酶基因(FAD2)是控制植物体中油酸含量的关键基因,在甘蓝型油菜中有4个FAD2基因的拷贝,分别定位在A1、C1、A5、C5染色体上。本文克隆了1个FAD2拷贝基因,依据油菜基因组数据库信息,将其定位到C1染色体上,命名为Bn FAD2-C1,其... 详细信息

脂肪酸去饱和酶基因(FAD2)是控制植物体中油酸含量的关键基因,在甘蓝型油菜中有4个FAD2基因的拷贝,分别定位在A1、C1、A5、C5染色体上。本文克隆了1个FAD2拷贝基因,依据油菜基因组数据库信息,将其定位到C1染色体上,命名为Bn FAD2-C1,其开放阅读框为1155 bp。采用RACE(rapid-amplification of c DNA ends)技术获得了175 bp的5?UTR序列和212 bp的3?UTR序列。采用荧光定量PCR技术研究发现,Bn FAD2-C1在根、花和角果皮中仅保持本底水平的表达,在种子发育中期呈现高效表达,具有种子特异性诱导表达的特征。根据甘蓝和油菜基因组数据库信息,同源克隆到Bn FAD2-C1基因的启动子(promoter)和内含子(intron)序列,并通过PLACE和Plant CARE网站分析,初步预测到调控该基因转录的潜在顺式作用元件。通过茉莉酸诱导处理,Bn FAD2-C1基因表达量发生变化,推断茉莉酸在Bn FAD2-C1基因的表达过程中可能发挥一定的调控作用。

关键词：甘蓝型油菜 BnFAD2-C1基因 RACE 生物信息学分析茉莉酸

甘蓝型油菜BnLPAT4启动子的克隆及表达分析

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分子植物育种 2016年第6期14卷 1455-1461页

作者：肖旦望刘少锋刘聪官春云熊兴华湖南农业大学国家油料改良中心湖南分中心长沙410128

植物溶血磷脂酸酰基转移酶(lysophospholipid acid acyltansferase,LPAT)是在植物不同组织中调控溶血磷脂酸生成各种磷脂酸的代谢流的关键酶。本研究采用同源克隆的方法,从甘蓝型油菜湘油15中克隆BnLPAT4基因翻译起始位点上游的调控序列... 详细信息

植物溶血磷脂酸酰基转移酶(lysophospholipid acid acyltansferase,LPAT)是在植物不同组织中调控溶血磷脂酸生成各种磷脂酸的代谢流的关键酶。本研究采用同源克隆的方法,从甘蓝型油菜湘油15中克隆BnLPAT4基因翻译起始位点上游的调控序列,长度为1 326 bp。Plantcare在线分析表明:该序列含有CAAT-box和TATA-box等核心启动子原件,同时还有多个光响应元件、逆境胁迫响应元件、激素应答元件等。将该启动子与GUS基因融合,构建pBnLPAT4:GUS植物表达载体,通过农杆菌介导法获得拟南芥T3代转基因株系。GUS组织化学染色显示,幼苗期的转基因拟南芥在叶和根部均具有GUS活性,成熟期在莲座叶、花瓣、花萼、花托及果荚中表达,而花药及种子中未检测到GUS活性。

关键词：甘蓝型油菜 BnLPAT4启动子拟南芥 GUS活性

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甘蓝型油菜A7-FT启动子的功能分析

华北农学报 2019年第2期34卷 59-65页

作者：张曦予贺慧李祯邢蔓洪波官春云湖南农业大学国家油料改良中心湖南分中心湖南长沙410128

为了利用PCR技术得到甘蓝型油菜A7-FT基因启动子序列,根据甘蓝型油菜全基因组序列,利用启动子在线预测软件预测其功能与结构,根据其预测的顺式元件的分布,从5′端开始缺失的方式获得5个不同片段长度的启动子序列。构建含不同片段长度启... 详细信息

为了利用PCR技术得到甘蓝型油菜A7-FT基因启动子序列,根据甘蓝型油菜全基因组序列,利用启动子在线预测软件预测其功能与结构,根据其预测的顺式元件的分布,从5′端开始缺失的方式获得5个不同片段长度的启动子序列。构建含不同片段长度启动子的GUS基因表达载体,利用农杆菌介导拟南芥,得到T_2幼苗,经过GUS染色与脱色,探讨A7-FT基因启动子的功能,为研究甘蓝型油菜开花调控机制提供理论基础。通过PCR技术从甘蓝型油菜湘油15号基因DNA中获得A7-FT基因启动子序列。利用PLACE和PlantCARE在线工具对该段序列进行预测,发现A7-FT基因启动子除了存在启动子核心元件CAATbox和TATAbox,还有光应答元件、激素应答元件、胚乳表达应答元件、抗逆性应答元件、生理控制相关的顺式作用元件。基于预测的顺式作用元件的分布情况,设计特异性引物,克隆不同片段长度启动子,与pCAMBIA1303载体构建5′端缺失载体,分别命名为M1、M2、M3、M4、M5。通过农杆菌介导拟南芥,GUS染色与脱色结果显示,在-1 549～-238可能存在一些负调控元件的结合位点,而-238～+1区域是该启动子的核心区段。

关键词：甘蓝型油菜 FT基因表达 A7-FT启动子拟南芥

EMS处理甘蓝型油菜(Brassica napus)获得高油酸材料

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中国农业科学 2008年第12期41卷 4016-4022页

作者：张宏军肖钢谭太龙李栒官春云湖南农业大学油料作物研究所/国家油料改良中心湖南分中心

【目的】对EMS诱变甘蓝型油菜后代主要脂肪酸含量进行检测,并对M2代中获得的高油酸材料在分子水平进行分析。【方法】利用0.5%、1.0%和1.5%共3个EMS浓度处理甘蓝型油菜(湘油15号),分析检测M1和M2代的主要脂肪酸含量;分别克隆高油酸突变... 详细信息

【目的】对EMS诱变甘蓝型油菜后代主要脂肪酸含量进行检测,并对M2代中获得的高油酸材料在分子水平进行分析。【方法】利用0.5%、1.0%和1.5%共3个EMS浓度处理甘蓝型油菜(湘油15号),分析检测M1和M2代的主要脂肪酸含量;分别克隆高油酸突变体05-4和对照材料FAD2基因,对其进行核苷酸和氨基酸序列分析。【结果】浓度为1.5%时处理M2代发现了一株高油酸植株(油酸含量71%);序列分析表明,高油酸材料FAD2A基因第614位碱基A突变成G导致天冬氨酸变成甘氨酸,FAD2B基因第59位碱基A突变成C导致天冬酰胺变成苏氨酸,在第722位碱基A突变成T导致酪氨酸变成苯丙氨酸。【结论】采用浓度1.5%的EMS处理甘蓝型油菜对油酸含量有一定的影响。高油酸材料FAD2A中第205位残基天冬氨酸变成甘氨酸和FAD2B中第241位残基酪氨酸变成苯丙氨酸都发生在油酸减饱和酶催化中心,从而影响了蛋白质的空间结构,导致油酸含量提高。

关键词：甘蓝型油菜甲基磺酸乙酯高油酸油酸减饱和酶基因

甘蓝型油菜磷脂二酰甘油酰基转移酶(BnPDAT1)cDNA的克隆和功能鉴定

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作物学报 2016年第5期42卷 658-666页

作者：谭太龙冯韬罗海燕彭烨刘睿洋官春云湖南农业大学农学院/国家油料作物改良中心湖南分中心湖南长沙410128

磷脂二酰甘油酰基转移酶（phospholipids：diacylglycerol acyltransferase,PDAT1）是植物三酰甘油（triacylglycerol,TAG）合成的关键酶。本文在甘蓝型油菜湘油15号c DNA中克隆到3个PDAT1全长编码序列（coding sequence,CDS）,经比对分别定位于A02、A10、C09染色体,分别命名为Bn PDAT1-A02、Bn PDAT1-A10和Bn PDAT1-C09,其序列长分别为1998、2002和2005 bp,各自编码665、666、667个氨基酸。预测Bn PDAT1基因编码蛋白定位于细胞质膜,具有典型的PDAT1保守结构域。多序列比对和进化分析表明,Bn PDAT1基因编码蛋白与甘蓝、拟南芥、亚麻芥PDAT1蛋白具有较高的同源性。酵母互补实验证实,该基因编码蛋白具有PDAT1酶活性。Bn PDAT1基因在湘油15号中的表达现先上升后降低趋势,在开花后25~30 d达最大值,但3个拷贝的表达变化规律存在差异。

关键词：甘蓝型油菜磷脂二酰甘油酰基转移酶基因克隆酵母互补实验