摘要
油菜作为我国主要的油料作物之一,对保障我国油料安全至关重要。近年来,我国油菜主产区的油菜播种面积呈现下降的趋势,严重影响了我国食用油的安全,因此急需增加新的油菜播种面积。然而,目前土壤盐碱化问题限制了我国油菜产业的发展。研究油菜的耐盐性既有助于盐碱地有效开发利用,又可以保障我国油料供应。本研究对甘蓝型油菜芽期和苗期耐盐性进行鉴定,筛选耐盐油菜种质;利用课题组前人对耐盐相关性状全基因组关联分析获得的主效位点开发耐盐分子标记,在上述鉴定材料中进行验证;并对耐盐基因进行了克隆和分析。取得了以下研究结果: 1.甘蓝型油菜耐盐种质的筛选 (1)200mmol/L和230mmol/L的NaCl模拟盐胁迫对123份甘蓝型油菜品系进行芽期耐盐性鉴定,测定发芽率、芽长、根长等指标,结合主成分分析、隶属函数及聚类分析,筛选获得了35份耐盐油菜种质,其中高度耐盐种质3份,为P4、P64、P79;中度耐盐种质4份,包括P7、P9、P15、P92;一般耐盐种质7份,包括P2、P10、P11等;低耐盐种质21份。 (2)为筛选能在芽期与苗期均耐盐的甘蓝型油菜种质,对芽期筛选到的10份耐盐材料和10份敏盐材料进行苗期耐盐性鉴定。采用梯度盐浓度处理的方法,测定分析相关指标,发现240mmol/LNaCl是鉴定供试材料苗期耐盐性较为合适的浓度。采用相对完全展开绿叶数、盐害指数、耐盐性综合评价值D值等三种评价指标进行苗期耐盐性评价。综合不同评价方式分级和得分情况,筛选获得了5份在苗期耐盐的甘蓝型油菜种质P71、P9、P15、P18与P24。 (3)利用75mmol/L的NaHCO3溶液对上述20份材料进行芽期碱性盐胁迫,采用隶属函数和聚类分析的方法,筛选获得了P4、P7、P9等10份芽期耐碱性盐材料。其中,P9、P15在中性盐处理下的芽期、苗期及碱性盐处理下的芽期均表现出了较强的耐盐性。 2.芽期耐盐分子标记的开发 利用前人对146份甘蓝型油菜种质盐胁迫下发芽势、发芽率、相对盐害指数进行全基因组关联分析获得的主效SNP位点,设计了78对引物用于油菜芽期耐盐分子标记开发。7对引物在本研究鉴定的极耐盐和极敏盐骨干材料中表现出多态性,其中S2_3_879标记能够区分极耐盐与极敏盐材料。 3.耐盐相关基因的克隆和表达分析 从耐盐品系P2和敏盐品系P76中分别克隆耐盐相关基因BnaA02g05440D和BnaA03g50460D,对其进行生物信息学分析及表达量分析。在两份材料中克隆得到基因的核苷酸序列存在位于内含子、外显子上的差异,但氨基酸序列一致。基因BnaA02g05440D编码246个氨基酸,属于J结构域蛋白。基因BnaA03g50460D编码75个氨基酸属于UPF0057家族。荧光定量结果表明,随着盐胁迫处理时间延长,BnaA02g05440D基因的表达量在两材料中均发生显著下调,在耐盐材料中下调幅度高于敏盐材料。BnaA03g50460D基因的表达量在两材料中呈现波动变化,为先下降后上升再下降的趋势。 本研究通过筛选甘蓝型油菜耐盐种质、开发耐盐分子标记以及克隆耐盐相关基因,为甘蓝型油菜耐盐分子育种提供了材料基础。