甘蓝型油菜BnaLPAT4基因功能研究

为了验证油菜溶血磷脂酸酰基转移酶4(BnaLPAT4)在油脂合成中的作用,本试验通过同源克隆法从甘蓝型油菜湘油15号中获得2条全长分别为1 143、1 140 bp的BnaLPAT4基因,分别命名为BnaLPAT4-1和BnaLPAT4-2,构建pGAL::BnaLPAT4-1和pGAL::BnaLPAT4-2载体转化酵母INVSC,通过气相色谱法检测酵母中的脂肪酸组分,并以植物表达载体pBI121为骨架,构建pNapin::BnaLPAT4-1和pNapin::BnaLPAT4-2载体并通过农杆菌介导法转染拟南芥,获得转基因苗后检测拟南芥转基因种子脂肪酸组分。结果表明,酵母菌转化子与空转化子之间的脂肪酸组分发生显著变化,其中BnaLPAT4-1转化子饱和脂肪酸的含量达66.88%,是空转化子的2.61倍,酵母转化子生成了亚麻酸和花生酸;BnaLPAT4-2转化子中C16脂肪酸的含量较对照提高22.40个百分点。BnaLPAT4在拟南芥种子中特异表达,花生烯酸含量较野生哥伦比亚型提高4.7个百分点,且拟南芥转基因材料种子中的芥酸和花生三烯酸的含量为0。本研究结果为验证BnaLPAT4基因的生物学功能和油脂成分改良提供了理论参考。     

油菜种子低亚油酸和亚麻酸含量异交稳定技术的建立

为降低油菜种子中的亚油酸和亚麻酸含量并使之在异交条件下保持基本稳定,以高油品种CY2作为受体亲本,采用RNA干涉技术沉默油菜内源Bn FAD2基因的表达,抑制油酸脱饱和反应。育成的3个独立转基因株系的亚油酸和亚麻酸含量下降到6%以下,其中亚油酸含量较受体亲本降低78.2%~86.5%,亚麻酸含量降低53.4%~65.8%。将3个转基因株系与2个亚油酸和亚麻酸含量较高的常规品种正反交,F1种子中这2种脂肪酸的含量依然保持在与转基因亲本相仿的低水平。由此可知,通过RNA干涉技术沉默Bn FAD2基因的表达可赋予油菜低亚油酸和亚麻酸含量的异交稳定特性。这一特性的获得对于今后培育异交稳定的高油酸油菜新品种具有重要意义。     

种植地区对甘蓝型春油菜品种品质的影响

选取5个甘蓝型春油菜品种,在甘肃省具有代表性的地区渭源、天祝、秦王川、临夏、甘南等地种植,对其品质进行分析。结果表明:主要脂肪酸中以芥酸含量在种植地区间平均变异系数最大(173.92%),亚麻酸含量在种植地区间平均变异系数较大(18.58%),而其余组分在种植地区间平均变异系数相对较小。硫苷含量、蛋白质含量在种植地区间平均变异系数相对较大(分别为27.30%、7.26%),而含油率在地区间平均变异系数最小(3.17%)。方差分析结果表明,主要脂肪酸中除了芥酸和亚麻酸含量地区间差异不显著外,油酸、亚油酸、饱和脂肪酸含量差异显著;蛋白质含量在地区间差异显著;含油率、硫苷含量地区间差异不显著。     

正常供磷及低磷胁迫下油菜种子植酸浓度与含量的全基因组关联分析

  【目的】  鉴定不同磷水平油菜种子植酸浓度 (PA_Conc)和含量 (PA_Cont) 显著关联的 SNP 位点,挖掘候选基因及其优异单倍型,为油菜低植酸品种的培育提供遗传基础和优异基因资源。  【方法】  采用田间试验,测定正常供磷(施磷,P₂O₅ 90 kg/hm2)及低磷(不施磷,P₂O₅ 0 kg/hm2)条件下403个甘蓝型油菜品种种子中的PA_Conc和PA_Cont,利用基于全基因组重测序技术获得的530多万个高质量SNP (single nucleotide polymorphism)标记,用 TASSEL 5.0 软件中的一般线性模型(general linear model,GLM)和混合线性模型(mixed linear model,MLM)进行全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS),鉴定种子植酸浓度和含量显著关联的SNP位点及其候选基因。采用Bcftools提取BnaA07.MRP13基因的SNP,利用Haploview 4.2软件进行单倍型分析。  【结果】  关联群体正常供磷处理PA_Conc变异范围为17.52～81.32 mg/g,PA_Cont变异范围为0.30～0.99 mg/5粒种子;低磷处理PA_Conc变异范围为17.47～49.05 mg/g,PA_Cont变异范围为0.33～0.85 mg/5粒种子。与正常供磷相比,关联群体低磷胁迫下的PA_Conc和PA_Cont均值分别降低13.5%和10.8%。GLM模型检测到56个与油菜种子植酸浓度和含量显著关联的SNP位点,分布在除A08和C03外的17条染色体上,它们对表型变异的解释率为7.33%～14.28%。其中A03染色体上含有最多的SNP (9个)。MLM模型共检测到23个与油菜种子植酸浓度和含量显著关联的SNP位点,分布在A03、A05、A06、A07、A09、C01、C02、C04、C05、C06和C07等11条染色体上,它们对表型变异的解释率为9.6%～14.28%。其中A03染色体上含有8个SNP。对显著SNP位点上下游300 kb范围内的基因进行分析,挖掘出可能与种子中植酸合成相关的14个候选基因,其中包括拟南芥植酸合成通路中的MRP、PLC、PIP5K和SULTR4等同源基因。对BnaA07.MRP13进行候选基因关联及单倍型分析,鉴定出高植酸单倍型“BnaA07.MRP13ContHap1”(TTTA)和低植酸单倍型“BnaA07.MRP13ContHap2”(CCCT)。自然群体中18%的品种(72/403)为低植酸单倍型,种子平均植酸含量为 0.56 mg/5粒种子,极显著低于高植酸单倍型 (平均植酸含量为0.62 mg/5粒种子)。  【结论】  正常供磷和低磷胁迫下,油菜种子植酸浓度和含量均具有广泛的遗传变异。GLM模型和MLM模型分别检测到56和23个与油菜种子植酸浓度和含量显著关联的SNP位点,预测的与油菜种子植酸含量相关的候选基因有14个,发现的BnaA07.MRP13的高和低植酸单倍型为后续油菜种子植酸含量的遗传改良奠定了基础。     

甘蓝型油菜柱头特异启动子的克隆和序列分析

芸薹属自交不亲和相关基因SLR1只在柱头中特异表达，根据已知的SLR1基因启动子序列设计特异引物，用PCR法从几个甘蓝型油菜品种和品系中分离得到相应的启动子片断，进行序列比较分析后，并构建它们与GFP融合的植物表达载体，转化拟南芥，验证所分离到的启动子的时空特异性。研究表明，来自自交不亲和羽衣甘蓝和来自自交亲和的甘蓝型油菜的SLR1启动子具有相似的序列结构和相同的组织特异表达功能。该结果将为下一步研究S-locus基因在甘蓝型油菜中的表达和相互作用奠定基础。     

不同播期下低芥酸油菜利用氮肥的研究

应用~(15)N示踪法,对甘蓝型油菜(Brassica napus L.)低芥酸品种“中油低芥三号”在不同播期下对氮肥的利用进行了研究。结果表明,在正常播期范围内,早播油菜比晚播油菜的氮吸收总量,吸收自肥料氮的百分率、氮肥利用率、氮肥生产效率、磷吸收量和磷生产效率都明显增加。因此生物产量、菜籽产量、产油量和含油率都显著提高。菜油中芥酸含量随播期推迟而稍有上升、但差异不显著。     

NaCl处理对高、低芥酸油菜种子萌发和离体茎尖生长的影响

以2份高芥酸油菜绵油13号、高芥4号和2份低芥酸油菜绵恢PS-1-2、绵恢8号为试验供体材料,观察了组织培养条件下,NaCl胁迫对高、低芥酸油菜种子萌发和离体茎尖生长的影响。结果表明:经4g/L NaCl浸种和培养基中添加10g/L NaCl均对种子萌发率产生抑制作用,且高芥酸油菜种子的萌发率明显高于低芥酸油菜。比较2种方式浸种11d的萌发率,为4g/L NaCl浸种的低芥酸油菜材料高于无菌水浸种的材料,高芥酸油菜的表现则相反。培养基中添加6g/L NaCl对离体培养茎尖的存活率产生明显的抑制作用,高芥酸油菜茎尖生长的受抑制程度明显低于低芥酸油菜。可以得出结论,供试的高芥酸油菜在萌发和离体培养阶段的耐NaCl性明显优于低芥酸油菜。     

不同氮效率油菜品种产量和品质对供氮水平的反应

为探明不同氮效率油菜产量和品质对供氮水平的反应动态,揭示油菜氮效率与品质的关系,本文采用砂培试验,研究了两种氮效率油菜品种在06、3、6、12、15 mmol/L 5种不同氮水平下（用N1N5表示）的氮效率、子粒产量和品质的变化。结果表明, 随着供氮水平的提高,油菜子粒产量、油分产量和蛋白质含量增加,氮效率和油分含量下降; 而子粒脂肪酸组成变化较小,所测定的7种脂肪酸中,芥酸和花生烯酸含量随着氮水平的增加略有下降,棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸含量则没有明显的变化; 与氮低效品种相比,氮高效品种的子粒产量、芥酸和花生烯酸含量随供氮水平的变化幅度更大,油分含量下降幅度更小。所有氮水平下,氮高效品种的子粒产量、油分含量和油分产量均高于氮低效品种,亚油酸含量略高于而亚麻酸含量略低于氮低效品种,子粒蛋白质、棕榈酸、硬脂酸、油酸含量两品种没有差异。总之,提高氮水平有利于增加油分产量,氮高效品种的增加幅度大于氮低效品种,但对脂肪酸组成的影响较小。因此,氮高效品种不会因高效吸收利用氮素而降低油分含量或使油菜品质变劣。     

~(60)Coγ射线对双低甘蓝型油菜(Brassica napus L.)的辐射效应

用~(60)Coγ射线0、80、100、120、140、160krad的剂量辐射处理3个双低(低芥酸、低硫甙)甘蓝型油菜品种的干种子,从形态学、细胞学和生物化学3个方面研究了M_1代的剂量效应。结果表明,田间出苗率、成株率、产量、自交结果率、角果长度、每果粒数、自交结籽率和粗脂肪含量与剂量拟合曲线负相关,形态畸变率和染色体畸变率与剂量拟合曲线正相关,种子的芥酸和亚麻酸含量、菜饼的硫甙和蛋白质含量随着剂量的增加而呈不规则性变化。形态学效应、细胞学效应和生物化学效应之间关系密切,相关显著。3个品种的辐射敏感性顺序为中双2号>中双1号>中双3号。     

硼钼锌配合对甘蓝型油菜产量和品质的影响

通过水泥池小区试验,研究了B、Mo、Zn配合对甘蓝型油菜双低品种华双4号产量和品质的影响。结果表明,B、Mo、Zn配合产量最高,比对照增产20.7%;两种微量元素配合时,以BMo配合最佳,其产量与BMoZn配合差异不显著,BZn或MoZn配合仅比对照略有增产。BMoZn配合的每角粒数居各处理首位,每株角果数居第二,BMo配合的每株角果数和千粒重处于各处理首位。试验还表明,凡有配施硼的处理,即:BMo、BZn和BMoZn,有利于提高华双4号菜籽的含油量;凡配施锌的处理,即:MoZn、BZn和BMoZn,有利于提高华双4号菜籽的蛋白质含量。微量元素的各种配合均可降低华双4号菜籽的硫甙、芥酸含量;BZn配合具有最高的油酸含量,较低的棕榈酸、硬脂酸、亚油酸和亚麻酸含量,对改善华双4号菜籽的脂肪酸组分配比最为有利。对于双高(高硫甙、高芥酸)油菜,只考虑提高其产量及含油量,以BMo配合较好;而对优质的双低(低硫甙、低芥酸)油菜,其饼粕所含的蛋白质可以直接作为动物饲料,因此在提高其产量、含油量,改善油分品质的同时,还要兼顾其蛋白质含量,则以BMoZn配合效果最好。     

光对油菜胚中蛋白质和脂肪酸生物合成的影响

为探究光对油菜胚中蛋白质和脂肪酸生物合成中的影响,本研究于油菜开花后25 d(25 d)起,对油菜角果用锡箔进行遮光处理,分别收集遮光处理后3 d(28 d)和10 d(35 d)角果种子中的胚,以未遮光处理的油菜种子胚为对照。结果表明,与对照相比,经遮光处理的胚中叶绿素和蛋白质含量显著降低;脂肪酸组分发生明显变化,其中棕榈酸(C16:0)、硬脂酸(C18:0)和油酸(C18:1)含量显著增加,而不饱和脂肪酸中的亚油酸(C18:2)和亚麻酸(C18:3)含量却大幅下降。进一步将开花后25 d油菜胚在加入电子传递抑制剂DCC培养基中进行体外培养,发现胚中不饱和脂肪酸的生物合成以及叶绿素含量均受到ATP的调节。综上,油菜胚发育过程中光照可以影响质体中氨基酸和脂肪酸的生物合成,从而调控油菜营养物的积累。本研究揭示了质体光合作用在油菜种子油脂积累过程中的作用,为今后培育高含油量、高品质油菜品种提供了理论依据。     

银杏叶渣制肥对小白菜种子萌发及幼苗生长的影响

为了提高银杏叶的附加值,减少环境污染,本研究以腐殖酸含量为评价指标,采用正交试验优化EM菌种发酵银杏叶渣制备生物有机肥的工艺参数,并测定有机肥中的相关成分,同时验证银杏叶渣有机肥的肥效。结果表明,有机肥最适固态发酵工艺为:发酵时间6 d、液料比去离子水添加比例为71.43%、银杏叶渣添加比例为26.95%、葡萄糖添加比例为1.62%,此条件下测定的腐殖酸含量为39.36%。有效活菌数、有机质和重金属含量指标符合NY 884-2012生物有机肥标准;该有机肥可提高小白菜种子的发芽指数,促进小白菜幼苗根系和植株的发育,其机理可能是通过激活幼苗根际脱氢酶和硝酸还原酶提高小白菜幼苗的发育水平,另外,该有机肥可促进小白菜幼苗体内脯氨酸、可溶性糖、总黄酮和可滴定酸的积累,提高小白菜品质。银杏叶渣生物有机肥具有实际应用价值,可在农业生产中加以利用及推广。     

Variability of fat content and fatty acids profiles in seeds of a Polish white lupin (<Emphasis Type="Italic">Lupinus albus</Emphasis> L.) collection

The paper assess the variability of fat content and fatty acids profiles in seeds of a white lupin (Lupinus albus L.) domestic collection. The initial material comprised 371 accessions originated from 30 countries of Europe, Asia, Africa, North- and South America and Australia. According to data given by accession donors the material is divided into four classes of origin: wild lines, landraces, lines created by man and cultivars. Variability of fat content and fatty acids composition were estimated in seeds of each accession. The average fat content for analyzed collection is 9.81%. The broadest range of fat content was noticed for landraces and cultivars as compared to narrowest represented by lines created by man. Fat content ranged from 6.9% (induced mutant Wt 95497) to 14.1% (Polish cultivar Wt 95420 and the landrace Wt 95212 from Jordan). From a dietetic point of view, oil quality is more important than oil quantity in lupin seeds. On average the fatty acid (FA) in examined accessions ranked in following order of abundance: oleic acid (C_18:1) > linoleic acid (C_18:2) > linolenic acid (C_18:3) > palmitic acid (C_16:0) > eicosenoic acid (C_20:1) > stearic acid (C_18:0) ≈ erucic acid (C_22:1). In respect to unsaturated fatty acid (UFA), monounsaturated oleic acid in each of estimated classes of accessions was predominant and most abundant (55.7%) in broad range of minimum–maximum values from 41.2 to 66.2%. The second examined monounsaturated fatty acid was erucic acid (1.74%) found in seeds of almost all studied accessions. An exception were four accessions defined similarly to rapeseeds as “zero erucic” forms. In seeds of few accessions a content of erucic acid exceeded 3%. Among polyunsaturated fatty acids linoleic FA (ω?6) dominated followed by linolenic FA (ω?3). Both FA were in the range 13.7–33.2% and 5.6–12.8% with mean values on the level 19.6 and 10.1%, respectively. As a consequence, the examined white lupin seeds showed a very favourable ω?3/ω?6 FA ratio (0.51), ranging from 0.21 to 0.87, much higher than that of most vegetable oils. Fat content was positively correlated with stearic and oleic fatty acids and negatively with palmitic, linoleic, linolenic and erucic acid.     

不同生态区对油菜薹营养品质的影响及摘薹后产量表现

为明确油菜薹的营养品质、不同“油蔬”两用型油菜薹品质、菜薹产量与环境之间的关系,通过测定碳水化合物、维生素类物质和微量元素含量,比较了油菜薹、红菜薹和白菜薹3种菜薹的营养品质;6个“油蔬”两用型油菜品种(系)油菜薹营养品质;杭州余杭和丽水龙泉2个生态区的油菜薹产量、籽粒产量以及经济效应。结果表明,油菜薹可溶性糖、3种维生素类物质(维生素C、B₁和B₆)、有效Zn和全Se含量分别是白菜薹的1.82、2.61、4.44、1.68、1.81和1.67倍,表明油菜薹具有优良的营养品质。6个油菜品种(系)的油菜薹的糖类物质(除果糖)和维生素类物质含量在丽水龙泉均显著高于杭州余杭。就微量元素而言,有效Fe、有效Cu、有效Zn和全Se含量在杭州余杭显著高于丽水龙泉,有效Mn含量则相反。说明油菜薹中需要经过代谢、运转的营养物质(如碳水化合物)在丽水龙泉具有显著优势,而从土壤中吸收的营养元素则相反。“油蔬”两用型油菜品种(系)籽粒和菜薹产量受生态区影响显著。通过增加采收一季菜薹,油菜的经济效益可增加一倍。本研究为“油蔬”两用型油菜品种利用以及不同生态区优质高产栽培提供了理论依据。     

宅配小青菜贮藏期间货架期预测模型的建立

为明确不同宅配条件对小青菜品质的影响及准确预测小青菜的货架期,测定了3、10和20℃条件下盒装和袋装小青菜的失重率、Vc含量、黄化率、a^*值、b^*值和ΔE值的变化,采用动力学分析和主成分分析、相关性分析等方法建立基于颜色、黄化率和Vc含量变化的综合预测模型。结果表明,3、10和20℃条件下,小青菜的黄化率、a^*值、b^*值、ΔE值变化均符合零级反应,Vc降解均符合一级动力学反应;以单指标分别建立了货架期预测模型,验证试验表明,各模型的拟合性良好(R²>0.9),实测值与预测值相关性高(>0.93);基于主成分和动力学分析,建立了更准确的货架期预测混合模型,该模型相对误差小于10%,适用于宅配期间小青菜货架期的预测。本研究结果为小青菜的冷链宅配提供理论依据和技术支持。     

彩色油菜花瓣色素成分研究

为明确彩色油菜花瓣色素成分和色素呈色机制,提高彩色油菜育种效率,本研究比较了红色、橙色、黄色和白色4种色系共10种彩色油菜花瓣色素代谢的次生代谢物含量,并采用液质联用仪(HPLC-MS/MS)分析红色、橙色和黄色油菜花瓣中花青素和类胡萝卜素含量,同时对花青素合成关键酶活性和编码关键酶活性的基因表达量进行分析。结果表明,各色系油菜花瓣积累了大量酚类和类黄酮化合物。红色系和橙色系油菜花瓣中含有丰富的原花青素和花色苷;黄色系油菜花瓣中不含原花青素,但含花色苷;白色系油菜花瓣既不合成原花青素,也不合成花色苷。红色和橙色油菜花瓣中的花色苷主要成分是矢车菊素和芍药素。红色、橙色、黄色和白色油菜花瓣中均含有胡萝卜素和番茄红素,且4种花色花瓣中的番茄红素含量均高于胡萝卜素。红色、橙色和黄色油菜花瓣的番茄红素含量仅为对应花色花瓣花青素的0.25%、0.15%、0.02%。基因表达分析结果表明,引起花青素在不同色系油菜花瓣中积累差异的基因为二氢黄酮醇还原酶基因(DFR)和花青素还原酶基因(ANS),在红色、橙色和橙黄色花瓣中DFR和ANS的表达量分别为黄色花瓣的100倍和1 000倍以上。相关性分析表明,彩色油菜DFR和ANS基因的表达量与花色苷含量呈高度正相关性。但是,DFR和ANS活性在红色、橙色、黄色和白色油菜花瓣中差异不显著。本研究为彩色油菜进行基因操纵中靶基因的选择和合理的育种线路提供了理论基础。     

大肠杆菌乙酰辅酶A羧化酶accD亚基表达载体的构建及遗传转化研究

为探索大肠杆菌异质型乙酰辅酶A羧化酶（ACCase）的β-CT亚基accD基因对油料作物含油量的影响,将目的基因E.coli accD（eaccD）与拟南芥Rubisco小亚基（rbcS）转运肽基因融合,构建以油菜Napin启动子驱动的种子特异表达载体。本试验应用农杆菌介导法,将该表达载体转入油菜,通过PCR检测获得了...     

缓释肥一次性侧位深施对红壤旱地直播油菜产量形成和肥料利用的影响

为明确红壤旱地直播油菜(Brassica napus L.)缓释肥(N-P₂O₅-K₂O=25-7-8)一次性侧位深施效果及适宜用量,2017—2020年在典型的红壤丘陵区(江西进贤)开展缓释肥施用方式对比试验(不施肥、一次性土表撒施和一次性侧位深施)和施用量试验(0、300、450、600、750和900 kg·hm^-2),研究缓释肥一次性侧位深施及不同施用量对油菜产量形成和肥料利用率的影响。结果表明,相比传统土表撒施,侧位深施显著促进了N、P、K的吸收,同步提高了油菜产量和肥料利用率,且对晚熟油菜影响更为显著。菜籽产量与缓释肥用量呈线性加平台关系,适宜施肥量可保证较大的收获密度及较多的每株角果数和每角粒数,从而协同提高籽粒产量和经济效益,同时维持较高的肥料利用率。晚熟和早熟油菜缓释肥侧位深施的适宜用量分别为720和605 kg·hm^-2,产量潜力可分别达2 500和1 750 kg·hm^-2。因此,一次性侧位深施适量缓释肥可显著提高红壤旱地直播油菜生产力,建议结合机械化种植因地制宜地推广应用。     

60Co-γ辐射及PEG胁迫对桑树幼苗生理特性和相关基因表达的影响

为了探究不同剂量⁶⁰Co-γ辐射和聚乙二醇(PEG)胁迫对桑树幼苗生理特性的影响,筛选有助于增强桑树抗旱性的辐射剂量,以桑树品种桂优12号为试验材料,对种子进行不同剂量(0、100、200、300、400 Gy)⁶⁰Co-γ辐射,用10% PEG模拟干旱胁迫,测定胁迫下桑树幼苗叶片和根部质膜相对透性,丙二醛(MDA)含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,可溶性蛋白和脯氨酸含量,分析氧化物酶基因POD1、超氧化物歧化酶基因sodC和脯氨酸合成关键酶吡咯啉-5-羧酸合成酶基因P5CS的表达水平。结果表明,低剂量⁶⁰Co-γ辐射(≤200 Gy)能够降低桑树幼苗叶片和根中质膜相对透性和MDA含量,提高SOD、POD、CAT活性,增加可溶性蛋白、脯氨酸含量,POD1、sodC、P5CS表达上调,桑树幼苗抗旱性提高;而高剂量⁶⁰Co-γ辐射(≥300 Gy)则加剧了胁迫伤害。综合分析,以200 Gy⁶⁰Co-γ辐射的种子抗旱性最强。本研究为桑树旱地栽培及育种提供了理论参考。