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甘蓝型油菜硼高效的生理基础及硼高效基因的定位

【摘要】:硼是高等植物所必需的微量营养元素,缺硼不仅导致作物产量降低,而且会使作物品质下降。不同基因型甘蓝型油菜对缺硼反应存在显著差异。1991年以来王运华等通过对210个甘蓝型油菜品种的筛选鉴定,共获得8个硼高效品种和2个硼低效品种,并且对它们缺硼反应的生理机制和遗传行为进行了一系列的研究,实现了硼高效基因的初步定位。本试验针对当前研究领域中采用的7个甘蓝型油菜品种,开展硼营养差异的研究,以期在甘蓝型油菜硼营养遗传研究中充分利用这些种质资源;在甘蓝型油菜硼高效基因初步定位的基础上,利用基因组比较作图和拟南芥的生物信息进行硼高效基因的进一步定位。主要研究结果如下: 1.以甘蓝型油菜硼高效品种青油10号和硼低效品种Bakow为比对,通过土培试验对7个甘蓝型油菜品种的硼效率进行筛选鉴定,得到甘蓝型油菜硼偏高效品种8Z05和9S35;硼中效品种华双3号、6-203、97081和97009;硼低效品种9S03。硼高效品种正常生长发育需硼量低于硼低效品种,并且在缺硼情况下,能够将吸收的硼向生长中心分配或进行优势运输,以较少的硼完成生长发育,获得较高的产量。这可能就是硼高效的生理机制之一。 2.营养液培养条件下,以甘蓝型油菜硼高效品种青油10号和偏高效品种宁油7号(DH系),硼低效品种Bakow和Tapidor(DH系)为材料,研究不同硼效率基因型甘蓝型油菜苗期对硼磷缺乏的差异。试验结果表明:缺磷,青油10号和宁油7号长势显著好于Bakow和Tapidor,并且前者磷的浓度和积累量显著高于后者;磷效率系数青油10号和宁油7号分别为0.480和0.497,显著大于Bakow(0.243)和Tapidor(0.287)。苗期硼高效品种表现磷高效性状;硼低效品种表现磷低效性状。硼高效和磷高效苗期具有一定的相关性。缺硼对硼低效品种地上部生长的影响显著大于缺磷对硼低效品种的影响。 3.8Z05已完成BAC文库的构建。如果它与青油10号硼高效基因是等位的,就可以利用8Z05的BAC文库进行硼高效基因的精细定位和克隆。2000-2001年度,硼高效品种8Z05×青油10号F_2代588个单株种植在缺硼土壤上。花期调查缺硼症状,表现硼高效的单株数与硼低效的单株数之比为574:14;结实期分离规律与花期相似。这说明甘蓝型油菜硼高效品种8Z05和青油10号硼营养高效主效基因是等位的,但同时可能存在微效基因的修饰作用,微效基因的QTL可能不完全相同。2001-2002年度的结果同上年的结果相一致。 青油10号、8Z05的硼高效主效基因的位点是相同的,从而可以利用8Z05的BAC文库构建青油10号的物理图谱,进行硼高效基因的精细定位和克隆硼高效基因。

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