QTL mapping and germplasm screening of alkaline tolerance in rapeseed (<italic style="font-style: italic">Brassica napus</italic> L.) during germination stage

SHEN Yue; LUO Sheng; CHEN Feng; ZHOU Xiao-ying; GAO Xu; FU San-xiong; ZHANG Jie-fu; WANG Xiao-dong; ZHANG Wei

doi:10.19802/j.issn.1007-9084.2026295

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QTL mapping and germplasm screening of alkaline tolerance in rapeseed (Brassica napus L.) during germination stage

更新时间：2026-11-03

- QTL mapping and germplasm screening of alkaline tolerance in rapeseed (Brassica napus L.) during germination stage
- Chinese Journal of Oil Crop Sciences Vol. 48, Issue 5, Pages: 64-76(2026)
- 作者机构：
  
  江苏省农业科学院，江苏南京，210014
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.19802/j.issn.1007-9084.2026295
  CLC： S565.4
- Received：30 August 2026，
  
  Published：25 October 2026
- 稿件说明：
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沈悦,罗升,陈锋等.甘蓝型油菜萌发期耐碱性QTL定位及抗性资源筛选[J].中国油料作物学报,2026,48(05):64-76.

SHEN Yue,LUO Sheng,CHEN Feng,et al.QTL mapping and germplasm screening of alkaline tolerance in rapeseed (Brassica napus L.) during germination stage[J].Chinese Journal of Oil Crop Sciences,2026,48(05):64-76.
沈悦,罗升,陈锋等.甘蓝型油菜萌发期耐碱性QTL定位及抗性资源筛选[J].中国油料作物学报,2026,48(05):64-76. DOI： 10.19802/j.issn.1007-9084.2026295.

SHEN Yue,LUO Sheng,CHEN Feng,et al.QTL mapping and germplasm screening of alkaline tolerance in rapeseed (Brassica napus L.) during germination stage[J].Chinese Journal of Oil Crop Sciences,2026,48(05):64-76. DOI： 10.19802/j.issn.1007-9084.2026295.

摘要

油菜是修复和利用盐碱地的优势作物。针对当前油菜碱胁迫响应机理及耐碱种质创新较为薄弱的问题，为阐明油菜耐碱遗传机制、挖掘抗性优异种质，本研究以甘蓝型油菜重组自交系（RIL）群体为材料，设置35、37.5、40 mmol·L

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（摩尔比2∶1）梯度碱胁迫处理，分别在胁迫第3 d、第6 d测定相对发芽率（RGR），开展萌发期耐碱性表型鉴定，并结合高密度SNP遗传图谱进行耐碱性QTL定位分析。结果表明：6个试验环境下共鉴定出49个耐碱性QTL，单个QTL可解释表型变异（PVE）为4.57%~22.8%，其中在多环境下可稳定检出的主效QTL（单个环境PVE ≥ 20%或多环境PVE ≥ 10%）共计6个，分别定位于A03染色体（2个）与A09染色体（4个）。结合RIL群体亲本重测序数据及拟南芥同源功能注释，在上述主效QTL置信区间内筛选获得8个油菜萌发期耐碱性候选基因。此外，本研究明确了37.5 mmol·L

-1

-NaHCO

累计胁迫6 d的RGR作为油菜萌发期耐碱性适宜鉴定指标，并筛选出6份优异耐碱种质。

Abstract

Rapeseed is an excellent field crop for remediation and sustainable utilization of saline-alkali land. Systematic study on rapeseed alkali stress response and alkali-tolerant germplasm innovation are still limited. To dissect genetic basis of alkali tolerance

and to identify rapeseed elite alkali-tolerant resources

a recombinant inbred line (RIL) population of

Brassica napus

was subjected to gradient alkali stress with 35

37.5

and 40 mmol·L

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-NaHCO

(2:1) mixed solutions. The relative germination rate (RGR) was measured at germination stage on the 3rd and 6th day after treatments

in order to classify the phenotype of their alkali tolerance. QTL mapping for alkali tolerance was further performed based on a high-density SNP genetic map. The results showed that a total of 49 consistent QTLs associated with alkali tolerance were identified across 6 environments

with individual QTL explaining 4.57%-22.8% of the phenotypic variation

. Among them

6 major-effect QTLs were stably detected across multiple environments (PVE ≥ 20% in a single-environment analysis

or PVE ≥ 10% in multi-environment analysis). These QTLs were mapped to chromosome A03 (2 QTLs) and chromosome A09 (4 QTLs)

respectively. By combining parental resequencing data of the RIL population and functional annotation of homologous genes in

Arabidopsis

8 candidate genes conferring alkali tolerance during seed germination were screened within the confidence intervals of these major-effect QTLs. Furthermore

the RGR under cumulative stress of 37.5 mmol·L

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-NaHCO

for 6 days was confirmed as a suitable evaluation index for alkali tolerance at rapeseed germination

and 6 elite alkali-tolerant germplasm were finally screened.

关键词

Keywords

references

杨劲松，姚荣江，王相平，等 . 中国盐渍土研究：历程、现状与展望［J］. 土壤学报， 2022 ， 59 （ 1 ）： 10 - 27 . DOI： 10.11766/trxb202110270578 http://dx.doi.org/10.11766/trxb202110270578 .

万何平，张浩，余忆，等 . 油菜耐盐碱研究与应用［J］. 中国农业科技导报， 2022 ， 24 （ 12 ）： 59 - 67 . DOI： 10.13304/j.nykjdb.2022.0970 http://dx.doi.org/10.13304/j.nykjdb.2022.0970 .

Singh M ， Nara U ， Kumar A ， et al . Salinity tolerance mechanisms and their breeding implications ［J］. J Genet Eng Biotechnol ， 2021 ， 19 （ 1 ）： 173 . DOI： 10.1186/s43141-021-00274-4 http://dx.doi.org/10.1186/s43141-021-00274-4 .

Chen T X ， Shabala S ， Niu Y N ， et al . Molecular mechanisms of salinity tolerance in rice ［J］. Crop J ， 2021 ， 9 （ 3 ）： 506 - 520 . DOI： 10.1016/j.cj.2021.03.005 http://dx.doi.org/10.1016/j.cj.2021.03.005 .

Wu Z H ， Yang C W ， Yang M Y . Photosynthesis， photosystem II efficiency， amino acid metabolism and ion distribution in rice （ Oryza sativa L.） in response to alkaline stress ［J］. Photosynthetica ， 2014 ， 52 （ 1 ）： 157 - 160 . DOI： 10.1007/s11099-014-0002-4 http://dx.doi.org/10.1007/s11099-014-0002-4 .

Sagervanshi A ， Naeem A ， Kaiser H ， et al . Early growth reduction in Vicia faba L. under alkali salt stress is mainly caused by excess bicarbonate and related to citrate and malate over accumulation ［J］. Environ Exp Bot ， 2021 ， 192 ： 104636 . DOI： 10.1016/j.envexpbot.2021.104636 http://dx.doi.org/10.1016/j.envexpbot.2021.104636 .

刘成，冯中朝，肖唐华，等 . 我国油菜产业发展现状、潜力及对策［J］. 中国油料作物学报， 2019 ， 41 （ 4 ）： 485 - 489 . DOI： 10.7505/j.issn.1007-9084.2019.04.001 http://dx.doi.org/10.7505/j.issn.1007-9084.2019.04.001 .

汪波，文静，张凤华，等 . 耐盐碱油菜品种选育及修复利用盐碱地研究进展［J］. 科技导报， 2021 ， 39 （ 23 ）： 59 - 64 .

Zhang G F ， Zhou J Z ， Peng Y ， et al . Genome-wide association studies of salt tolerance at seed germination and seedling stages in Brassica napus ［J］. Front Plant Sci ， 2021 ， 12 ： 772708 . DOI： 10.3389/fpls.2021.772708 http://dx.doi.org/10.3389/fpls.2021.772708 .

Yang T H ， Zhou X Y ， Cao Y ， et al . Identification of genetic loci for salt tolerance in Brassica napus at the germination stage using a genome-wide association study ［J］. Ind Crops Prod ， 2024 ， 221 ： 119319 . DOI： 10.1016/j.indcrop.2024.119319 http://dx.doi.org/10.1016/j.indcrop.2024.119319 .

黄紫红，范世航，华玮，等 . 甘蓝型油菜耐盐性全基因组关联分析与种质筛选［J］. 中国油料作物学报， 2025 ， 47 （ 6 ）： 1387 - 1398 . DOI： 10.19802/j.issn.1007-9084.2024302 http://dx.doi.org/10.19802/j.issn.1007-9084.2024302 .

曹禹，史睿，杨廷海，等 . 甘蓝型油菜萌发期耐盐性QTL定位及耐盐种质资源筛选［J］. 中国油料作物学报， 2023 ， 45 （ 6 ）： 1185 - 1196 . DOI： 10.19802/j.issn.1007-9084.2023210 http://dx.doi.org/10.19802/j.issn.1007-9084.2023210 .

Li O Q ， Zou M ， Hou X F ， et al . BnaGRP3 mediates salt tolerance via Na + /K + homeostasis and BnaPIPs interactions in Brassica napus ［J］. J Adv Res ， 2026 ， 88 ： 61 - 75 . DOI： 10.1016/j.jare.2026.01.018 http://dx.doi.org/10.1016/j.jare.2026.01.018 .

Wan H P ， Chen L L ， Guo J B ， et al . Genome-wide association study reveals the genetic architecture underlying salt tolerance-related traits in rapeseed （ Brassica napus L.）［J］. Front Plant Sci ， 2017 ， 8 ： 593 . DOI： 10.3389/fpls.2017.00593 http://dx.doi.org/10.3389/fpls.2017.00593 .

万何平，余忆，陈敬东，等 . 甘蓝型油菜耐盐碱性快速鉴定方法与应用［J］. 中国油料作物学报， 2023 ， 45 （ 4 ）： 776 - 784 . DOI： 10.19802/j.issn.1007-9084.2022150 http://dx.doi.org/10.19802/j.issn.1007-9084.2022150 .

王珊珊，钟雪梅，文莎，等 . 甘蓝型油菜萌发期耐盐碱性高效鉴定及抗性资源筛选［J］. 中国油料作物学报， 2023 ， 45 （ 6 ）： 1166 - 1173 . DOI： 10.19802/j.issn.1007-9084.2023213 http://dx.doi.org/10.19802/j.issn.1007-9084.2023213 .

Wang X D ， Yu K J ， Li H G ， et al . High-density SNP map construction and QTL identification for the apetalous character in Brassica napus L ［J］. Front Plant Sci ， 2015 ， 6 ： 1164 . DOI： 10.3389/fpls.2015.01164 http://dx.doi.org/10.3389/fpls.2015.01164 .

Wang X D ， Sun L J ， Li W J ， et al . Dissecting the genetic mechanisms of waterlogging tolerance in Brassica napus through linkage mapping and a genome-wide association study ［J］. Ind Crops Prod ， 2020 ， 147 ： 112269 . DOI： 10.1016/j.indcrop.2020.112269 http://dx.doi.org/10.1016/j.indcrop.2020.112269 .

Wang S C ， Basten C J ， Zeng Z B . Windows QTL Cartographer 2.5 ［M］. 2.5. Raleigh ： Department of Statistics， North Carolina State University ， 2006 .

Zhao W G ， Wang X D ， Wang H ， et al . Genome-wide identification of QTL for seed yield and yield-related traits and construction of a high-density consensus map for QTL comparison in Brassica napus ［J］. Front Plant Sci ， 2016 ， 7 ： 17 . DOI： 10.3389/fpls.2016.00017 http://dx.doi.org/10.3389/fpls.2016.00017 .

Li Z H ， Peng J Y ， Wen X ， et al . Gene network analysis and functional studies of senescence-associated genes reveal novel regulators of Arabidopsis leaf senescence ［J］. J Integr Plant Biol ， 2012 ， 54 （ 8 ）： 526 - 539 . DOI： 10.1111/j.1744-7909.2012.01136.x http://dx.doi.org/10.1111/j.1744-7909.2012.01136.x .

Miao Y ， Zentgraf U . A HECT E3 ubiquitin ligase negatively regulates Arabidopsis leaf senescence through degradation of the transcription factor WRKY53 ［J］. Plant J ， 2010 ， 63 （ 2 ）： 179 - 188 . DOI： 10.1111/j.1365-313x.2010.04233.x http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-313x.2010.04233.x .

Lan W ， Miao Y . New aspects of HECT-E3 ligases in cell senescence and cell death of plants ［J］． Plants ， 2019 ， 8 （ 11 ）： 483 . DOI： 10.3390/plants8110483 http://dx.doi.org/10.3390/plants8110483 .

Vaish S ， Gupta D ， Mehrotra R ， et al . Glutathione S-transferase： a versatile protein family ［J］. 3 Biotech ， 2020 ， 10 （ 7 ）： 321 . DOI： 10.1007/s13205-020-02312-3 http://dx.doi.org/10.1007/s13205-020-02312-3 .

Dixon D P ， Lapthorn A ， Edwards R . Plant glutathione transferases ［J］. Genome Biol ， 2002 ， 3 （ 3 ）： REVIEWS3004 . DOI： 10.1186/gb-2002-3-3-reviews3004 http://dx.doi.org/10.1186/gb-2002-3-3-reviews3004 .

Tian S ， Wang X B ， Li P ， et al . Plant aquaporin AtPIP1；4 links apoplastic H 2 O 2 induction to disease immunity pathways ［J］. Plant Physiol ， 2016 ， 171 （ 3 ）： 1635 - 1650 . DOI： 10.1104/pp.15.01237 http://dx.doi.org/10.1104/pp.15.01237 .

Yang G Y ， Xu Z G ， Peng S B ， et al . In planta characterization of a tau class glutathione S-transferase gene from Juglans regia （ JrGSTTau1 ） involved in chilling tolerance ［J］. Plant Cell Rep ， 2016 ， 35 （ 3 ）： 681 - 692 . DOI： 10.1007/s00299-015-1912-8 http://dx.doi.org/10.1007/s00299-015-1912-8 .

Sharma R ， Sahoo A ， Devendran R ， et al . Over-expression of a rice tau class glutathione s-transferase gene improves tolerance to salinity and oxidative stresses in Arabidopsis ［J］. PLoS One ， 2014 ， 9 （ 3 ）： e92900 . DOI： 10.1371/journal.pone.0092900 http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0092900 .

Lo Cicero L ， Madesis P ， Tsaftaris A ， et al . Tobacco plants over-expressing the sweet orange tau glutathione transferases （CsGSTUs） acquire tolerance to the diphenyl ether herbicide fluorodifen and to salt and drought stresses ［J］. Phytochemistry ， 2015 ， 116 ： 69 - 77 . DOI： 10.1016/j.phytochem.2015.03.004 http://dx.doi.org/10.1016/j.phytochem.2015.03.004 .

Radani Y ， Li R X ， Korboe H M ， et al . Transcriptional and post-translational regulation of plant bHLH transcription factors during the response to environmental stresses ［J］. Plants ， 2023 ， 12 （ 11 ）： 2113 . DOI： 10.3390/plants12112113 http://dx.doi.org/10.3390/plants12112113 .

黄若兰，李帅，蔡兆琴，等 . LEA蛋白在逆境胁迫下的研究进展［J］. 作物杂志， 2025 （ 4 ）： 1 - 8 . DOI： 10.16035/j.issn.1001-7283.2025.04.001 http://dx.doi.org/10.16035/j.issn.1001-7283.2025.04.001 .

Riemer E ， Pullagurla N J ， Yadav R ， et al . Regulation of plant biotic interactions and abiotic stress responses by inositol polyphosphates ［J］. Front Plant Sci ， 2022 ， 13 ： 944515 . DOI： 10.3389/fpls.2022.944515 http://dx.doi.org/10.3389/fpls.2022.944515 .

Kuo H F ， Chang T Y ， Chiang S F ， et al . Arabidopsis inositol pentakisphosphate 2-kinase， AtIPK1， is required for growth and modulates phosphate homeostasis at the transcriptional level ［J］. Plant J ， 2014 ， 80 （ 3 ）： 503 - 515 . DOI： 10.1111/tpj.12650 http://dx.doi.org/10.1111/tpj.12650 .

Jiang M ， Liu Y H ， Li R Q ， et al . An Inositol 1 ， 3 ， 4 ， 5 ， 6-pentakisphosphate 2-kinase 1 mutant with a 33-nt deletion showed enhanced tolerance to salt and drought stress in rice ［J］. Plants ， 2020 ， 10 （ 1 ）： 23 . DOI： 10.3390/plants10010023 http://dx.doi.org/10.3390/plants10010023 .

胡志康，舒雨，王会，等 . 甘蓝型油菜苗期耐碱性种质综合鉴定与评价［J］. 作物学报， 2025 ， 51 （ 10 ）： 2681 - 2692 . DOI： 10.3724/SP.J.1006.2025.55019 http://dx.doi.org/10.3724/SP.J.1006.2025.55019 .

万何平，戴希刚，陈敬东，等 . 甘蓝型油菜对盐胁迫的响应及耐盐相关性状QTL研究进展［J］. 中国油料作物学报， 2020 ， 42 （ 4 ）： 536 - 544 . DOI： 10.19802/j.issn.1007-9084.2020165 http://dx.doi.org/10.19802/j.issn.1007-9084.2020165 .

蒙姜宇，梁光伟，贺亚军，等 . 甘蓝型油菜耐盐和耐旱相关性状的QTL分析［J］. 作物学报， 2021 ， 47 （ 3 ）： 462 - 471 . DOI： 10.3724/SP.J.1006.2021.04034 http://dx.doi.org/10.3724/SP.J.1006.2021.04034 .

Zhang G F ， Peng Y ， Zhou J Z ， et al . Genome-wide association studies of salt-alkali tolerance at seedling and mature stages in Brassica napus ［J］. Front Plant Sci ， 2022 ， 13 ： 857149 . DOI： 10.3389/fpls.2022.857149 http://dx.doi.org/10.3389/fpls.2022.857149 .

赵慧霞，郭彦丽，郑渝泠，等 . 甘蓝型油菜响应碱胁迫的基因表达差异分析［J］. 作物学报， 2025 ， 51 （ 11 ）： 3105 - 3118 . DOI： 10.3724/SP.J.1006.2025.55026 http://dx.doi.org/10.3724/SP.J.1006.2025.55026 .

Park J J ， Yi J ， Yoon J ， et al . OsPUB15， an E3 ubiquitin ligase， functions to reduce cellular oxidative stress during seedling establishment ［J］. Plant J ， 2011 ， 65 （ 2 ）： 194 - 205 . DOI： 10.1111/j.1365-313X.2010.04416.x http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-313X.2010.04416.x .

Gémes K ， Kim Y J ， Park K Y ， et al . An NADPH-oxidase/polyamine oxidase feedback loop controls oxidative burst under salinity ［J］. Plant Physiol ， 2016 ， 172 （ 3 ）： 1418 - 1431 . DOI： 10.1104/pp.16.01118 http://dx.doi.org/10.1104/pp.16.01118 .

Qian Y C ， Zhang T Y ， Yu Y ， et al ． Regulatory mechanisms of bHLH transcription factors in plant adaptive responses to various abiotic stresses ［J］. Front Plant Sci ， 2021 ， 12 ： 677611 . DOI： 10.3389/fpls.2021.677611 http://dx.doi.org/10.3389/fpls.2021.677611 .

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QTL mapping and germplasm screening of alkaline tolerance in rapeseed (Brassica napus L.) during germination stage

DOI：10.19802/j.issn.1007-9084.2026295

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