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甘蓝型油菜（Brassica napus L.）不仅可为人类提供优质的食用植物油,而且为畜牧业提供优质饲料蛋白。通过育种不断提高油菜产量是满足世界对植物油和优质蛋白质需求的首要途径。千粒重作为甘蓝型油菜产量的重要构成因素之一,是遗传改良的重要目标。621R是本实验室甘蓝型油菜核心骨干亲本材料,其配合力高、综合农艺性状优良,特别是抗倒能力强,但其千粒重较小。本研究主要探索通过建立一套高通量的甘蓝型油菜快速育种技术体系,并结合分子标记辅助选择、回交育种将千粒重QTL优良等位基因导入621R中,期望实现对621R千粒重的快速遗传改良。主要研究结果如下:1、甘蓝型油菜高通量快速育种平台的建立。构建顶部进风两侧出风空气循环模式的人工温室,采用发出红光、绿光、蓝光比例为6:2:2的LED作为光源,同时将灯下10 cm位置的光通量密度调整到900μmol·m-2·s-1以上,将光周期和温度设定为22 h光照+2 h黑暗以及22℃,湿度设定为70%。在该环境条件下种植春性油菜品种Westar,实现67 d一个世代的生长。通过4.5℃低温处理甘蓝型油菜萌芽种子使其完成春化过程,并在快速育种环境下实现半冬性偏早花材料616R、627R 75 d一个世代的生长,典型半冬性甘蓝型油菜中双11（ZS11）80 d,621R 85 d一个世代的生长。此外,通过额外添加500μmol·m-2·s-1的远红光,实现强冬性甘蓝型油菜Darmor-bzh 125 d一个世代的生长。利用96孔培养托盘结合水培技术实现幼苗1000株/m~2的高通量培养。同时,在62.5-125株/m~2成苗的种植密度下,该温室10.8 m~2的种植面积可满足675-1350株成苗的生长。2、目标千粒重QTL位点连锁分子标记开发。基于前人研究结果,收集获得q SWA03-1、q SWA03-2、q SWA03-3、q SWA7-1、q SWA8、q SWA09（以下简称为A3-1、A3-2、A3-3、A7-1、A8、A9）六个千粒重QTL的目标位置信息及标记,同时基于供体ZS11、浙油50（ZY50）与621R在目标区间内的Indel信息,在目标区间内设计筛选获得了36个多态性分子标记。3、不同千粒重QTL位点组合近等基因系的创建。分别以ZS11、ZY50为供体,通过分子标记辅助选择结合回交育种,获得621R的13个不同千粒重位点组合的近等基因系（改良株系）,分别是621RA3-2、621RA3-3、621RA9、621RA3-2/A3-3、621R A3-1/A9、621RA3-2/A9、621RA3-3/A9、621RA3-1/A7-1/A8、621RA3-2/A3-3/A9、621RA3-1/A3-2/A3-3、621RA3-2/A3-3/A7-1/A9、621RA3-1/A7-1/A8/A3-2/A3-3、621RA3-1/A7-1/A8/A3-2/A3-3/A9,利用重测序的方法对其遗传背景进行评估,这些改良株系的背景回复率分别为97.17%、98.27%、98.56%、97.34%、95.02%、95.57%、97.72%、96.69%、93.69%、94.07%、93.79%、93.88%、91.79%。4、621R 13个改良株系的主要农艺性状表现。以甘肃、武汉、江陵三个地点2020-2021年的数据为基础,以株系为固定因子,区组和地点为随机因子的模型对主要产量性状进行评价。621R千粒重为2.53 g,所有改良株系的千粒重均显著高于受体。改良株系中千粒重最小的是621RA3-2,为2.80 g;千粒重最大的621RA3-1/A9,千粒重为4.18 g;621RA9的千粒重为3.51 g,显著大于所有不包含该位点的改良株系。受体的单株产量为10.5 g,改良株系中单株产量最低是621RA3-3,仅为8.5 g,显著低于受体,最高的是621RA3-1/A3-2/A3-3,达到12.8 g,显著高于受体。对于小区产量,受体为249.3 g,改良株系中有6个株系产量低于受体,其中小区产量最大的是621RA3-2/A3-3,达到289.0g,增加了15.9%;产量最低的是621RA3-3,仅为201.5 g。相关性分析表明千粒重与每角果粒数之间相关系数为-0.62,达到极显著水平;而千粒重与单株产量及小区产量的相关系数分别为0.04和-0.07,相关不显著。5、改良株系与两个不育系组配的F1杂种主要农艺性状表现。将621R及其改良株系分别与不育系616A和RG430A组配杂种F1,并利用相同的计算模型对F1杂种的主要产量性状进行评价。对于与616A组配的杂种F1,对照组合的千粒重为3.70 g,有8个改良株系杂种组合千粒重显著高于对照。其中千粒重最小的组合是616A/621RA3-2、仅为3.58 g;千粒重最高的组合是616A/621RA3-2/A3-3/A7-1/A9,千粒重达到4.49 g。对照组合的单株产量和小区产量分别是17.2 g和416.3g。13个改良株系杂种组合的单株产量及小区产量与对照组合间没有显著差异。杂种F1的千粒重与单株产量、小区产量的相关系数分别为0.02和-0.37,相关不显著。对于改良株系与RG430A组配的杂种F1,对照组合的千粒重、单株产量、小区产量分别是3.98 g、19.0 g、450.2 g,有10个改良株系杂种千粒重显著高于对照,除RG430A/621RA9外,其他所有组合的单株产量均低于对照。千粒重最大的组合是RG430A/621RA3-1/A7-1/A8/A3-2/A3-3/A9,达到4.76 g,但其单株产量和小区产量却分别降低了14%、9.5%。RG430A/621RA3-1/A9的千粒重为4.51 g,显著高于对照,同时其小区产量最高达到508.6 g,相比对照增加了13%。杂种F1的千粒重与单株产量、小区产量的相关系数分别为0.12和0.20,相关不显著。综上所述,通过将千粒重QTL优良等位基因导入621R中,能显著地提高其千粒重水平,结合快速育种技术实现621R千粒重的快速改良。虽然千粒重与单株产量和小区产量相关性不显著,但改良株系与616A、RG430A组配的杂种中有多个组合的小区产量比对照有比较大的提升,说明通过改良恢复系的千粒重有可能提高杂种的产量。