我国北方冬季覆盖作物研究进展及发展前景

农田风蚀退化及其所导致的土地荒漠化是我国北方最大的生态环境问题之一,而冬春季农田长时间裸露是主要原因之一.冬油菜、冬小麦、麦茬等冬季覆盖度70％～ 95％,风蚀模数分别为22.3、23.3、83.5 kg·hm-2·h-1,分别为春播处理(543.6 kg·hm-2·h-1)的4.10％、4.28％、15.36％,在防...     

化学药物GSC不同浓度对白菜型冬油菜主要性状的影响

以白菜型冬油菜品种鉴94为材料,研究化学药物GSC的不同浓度对白菜型冬油菜主要性状的影响。结果表明,GSC处理两次后,导致植株生长势变弱,而对结实力无显著影响;对油菜花冠和花瓣的生长有一定抑制作用,随着化学药物浓度的增加,花冠直径和花瓣面积呈减小趋势,雄蕊长度逐渐缩短,雌蕊无显著变化,T7浓度处理(第一次0.5 mg·L^-1和第二次0.6 mg·L^-1浓度处理)后,花丝萎缩,花药干瘪,出现大量不育花粉。GSC可以诱导白菜型油菜产生雄性不育,随着GSC浓度的增加,不育株数和失活花粉数也逐渐增加,在T7浓度,植株不育株率达86.49%,失活花粉率达89.30%;同时用此浓度处理后花粉囊发育不良,绒毡层细胞提前解体或随花粉粒退化一同消失,小孢子团紧贴内壁,数量变少。试验说明化学药物GSC对白菜型冬油菜具有一定的杀雄效果,同时杀雄效果与药物浓度有一定关系。     

白菜型冬油菜NCED3基因、启动子的克隆及其表达分析

从2个不同抗寒性的冬油菜品种中克隆了NCED3基因及其启动子序列，并分析其在叶片和根中的表达，研究NCED3基因在冬油菜中的作用机理。结果表明，陇油6号的NCED3基因开放阅读框(ORF)长度为1 794 bp，编码597个氨基酸，分子量65.74 kD，理论等电点为5.81；天油2号的ORF与其长度相同，分子量为65.78 kD，理论等电点为5.94。2个蛋白都是亲水蛋白，具有疏水峰。根据预测，启动子具有生物过程中常见的顺式作用元件如CAAT-box等、分生组织表达CAT-box相关的顺式作用元件、-30 TATA box附近的核心启动子元件等，还有ABRE、TGA-element、CGTCA-motif、TGACG-element等激素响应元件，此外，还鉴定出低温响应元件（LTR）。2个品种启动子序列的相似度为99.38%，只有1个不同的顺式作用元件，即circadian,推测其与昼夜节律相关。低温、PEG及ABA处理后NCED3在叶片和根中的表达均高于对照，增加范围为0.07~6.48，且均于8 h达到峰值。与根系的表达特性相比，胁迫处理后叶片的基因表达均在2 h显著升高，天油2号的升高幅度（1.54~6.00）均大于陇油6号（0.04~1.95）。     

白菜型冬油菜与芥菜型油菜远缘杂交亲和性分析

采用蕾期人工剥蕾授粉方式,分别对白菜型冬油菜与芥菜型油菜进行种内、种间杂交,用荧光显微镜观察杂交后的花粉 柱头组织,同时用TTC染色法检测花粉活力,分析亲和性。结果表明,白菜型冬油菜品种内姊妹交、白菜型冬油菜种内不同品种杂交、芥菜型油菜与白菜型冬油菜种间杂交、白菜型与芥菜型油菜种间杂交亲和指数依次为0.350、0.117、0.113、0.037;试验中不同处理的花粉 柱头互作难易程度表现为白菜型冬油菜品种内姊妹交>白菜型冬油菜种内不同品种杂交>芥菜型油菜与白菜型冬油菜种间杂交>白菜型与芥菜型油菜种间杂交;花粉活力鉴定结果与花粉 柱头互作难易程度次序基本相似。白菜型冬油菜与芥菜型油菜正反交的亲和性,以芥菜型油菜作为母本亲和指数较高。     

北方白菜型冬油菜杂种优势分析

利用9个亲本、12个杂交组合,对北方白菜型冬油菜杂种优势进行分析。结果表明,其抗寒性、农艺性状、产量潜力具有较高的杂种优势,杂交组合间差异显著。在越冬率上杂交后代与亲本相比具有较好的抗寒性;株高和分枝数具有明显的杂种优势,超高亲优势率分别为3.72%(0.34%～14.29%)、8.56%(0.00%～18.75%)。产量构成因素中,8个组合的单株角果数具有超高亲优势,平均超高亲优势率为12.79%,4个组合的每角粒数具有超高亲优势(0.00%～8.00%);3个组合的千粒质量表现出超高亲优势(0.00%～1.68%)。11个组合的籽粒产量表现出超高亲优势,平均超高亲优势率为22.34%。表明,杂交组合的越冬率、株高和分枝数具有明显的杂种优势。单株总角果数杂种优势明显,对籽粒产量杂种优势可能贡献较多,而千粒质量和每角粒数杂种优势相对较弱,对籽粒产量的杂种优势贡献可能较小。     

不同感温性甘蓝型冬油菜DNA甲基化差异及At4g02000-like结构预测

为研究甘蓝型冬油菜(Brassica napus L.)在低温胁迫后DNA甲基化水平及模式的变化情况,以强抗寒的15TS306和14NS52-3等13个甘蓝型冬油菜为材料,利用甲基化敏感扩增多态性技术,选用12对引物组合对低温(4℃)胁迫后的冬油菜DNA甲基化水平及模式的变化情况进行检测,并对差异片段进行序列比对及克隆。结果发现:低温胁迫后,弱抗寒的14美切实7、14美切实16、14美切实20、14美切实3和美切实38等品系DNA甲基化水平有所升高,且具有较高的甲基化程度;而强抗寒的15TS306、14NS52-3、15TS309、14NS54-7和15TS312等品系去甲基化程度较高。经过对22条DNA甲基化特异片段的序列分析,有16条片段序列与已知和假定功能的酶及蛋白具有同源性,其中以At4g02000-like蛋白变化最为明显。克隆及生物信息学分析显示,At4g02000-like蛋白等电点9. 20,相对分子质量38. 89kD。甘蓝型冬油菜受低温胁迫后,抗寒性强的品种DNA甲基化水平降低,以去甲基化为主;抗寒性弱的材料DNA甲基化水平升高;而且油菜对低温环境的适应性与某些特定基因不同的甲基化模式密切相关。     

北方强冬性甘蓝型冬油菜品种(系)抗寒性评价

【目的】 通过对12个北方强冬性甘蓝型油菜的抗寒性进行比较,并运用3种鉴定方法对其抗寒性进行明确划分,为北方甘蓝型冬油菜抗寒性改良提供科学可靠的鉴定方法及优良的抗寒种质。【方法】 以12个北方强冬性甘蓝型油菜为材料,通过观察记载冬前植株形态、统计田间越冬率、计算半致死温度（LT₅₀）、测定冬前低温下生理指标和比较分析冬油菜春播后品种（系）间生长发育的差异、春化率的差异与抗寒性的关系,来比较分析品种间抗寒性的差异,接着运用LT₅₀、隶属函数综合评价法和春化差异比较的方法对参试材料的抗寒性强弱进一步进行了明确划分。【结果】 参试材料在甘肃天水（34°60′N,海拔1 084—1 650 m）越冬率为92.1%—97.8%,北移至兰州（36°73′N、海拔1 517 m）和上川（36°03′N、海拔2 150 m）,越冬率大幅度降低,兰州越冬率为36.0%—78.6%（地膜覆盖）,上川越冬率仅为0—14.4%（地膜覆盖）,甘肃农业大学新育成的16TS 309-4、16TS 306-3、16TS 309-10、15NS 45-4、2016 8(G)和2016TSG（10）强冬性甘蓝型冬油菜品系,平均越冬率为10.2%—14.4%（上川）。上述品系越冬前植株生长习性趋于匍匐生长,心叶色和幼茎色呈黄绿色或紫色,叶片颜色深绿,地下部干物质积累大于地上部,根冠比增加,介于0.23—0.95,且差异显著（P＜0.05）。低温条件下,叶片的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）酶活性、可溶性蛋白质（soluble protein）、可溶性糖（soluble sugar）和游离脯氨酸（proline）含量相对较高,且LT₅₀较低,在-13.4—-5.7℃。冬油菜春播后,12个参试材料的田间春化率介于4.05%—87.65%,2016TS(G)10春化率最低,为4.05%,小区平均株高为10.77 cm,未现蕾阶段的植株薹高10.50 cm,现蕾阶段的植株薹高17.10 cm,均为品种（系）间最低。相关性分析表明,春化率与平均株（薹）高、成熟期植株所占比例和LT₅₀极显著正相关,相关系数达0.90—0.96,与越冬率、综合评价(D)值、CAT、POD、SP呈极显著负相关,相关系数为-0.96—-0.63。【结论】 在中国北方,冬油菜适时春播,可通过田间春化率的差异、植株生育时期的差异及平均株（薹）高的差异来评价冬油菜抗寒性的强弱。甘肃农业大学新育成的7个甘蓝型冬油菜品系,在北纬36°03′,海拔2 150 m的地区可以越冬,抗寒性显著优于天油14和天油2288（天水市农业科学研究所选育）及新油23（新疆农业科学院选育）。     

叶面喷施硼肥对西北旱寒区冬油菜保护酶、产量及经济性状的影响

本试验研究了叶面喷施不同浓度硼肥对西北旱寒区冬油菜（Brassica napus）保护酶、产量及经济性状的影响。结果表明,适当施硼可以诱导旱寒区冬油菜保护酶SOD、POD、CAT 和APX活性提高,硼浓度为0.16%时SOD、CAT和APX活性最高。喷施硼肥处理的冬油菜,其株高、分枝部位、主花序长度、主花序有效角果数、全株有效角果数、角果长度、角果粒数、千粒重和单株产量均明显高于对照。硼肥浓度为0.16%时冬油菜产量和含油量最高,较对照分别高36.85%和14.52%。西北旱寒区冬油菜最佳叶面喷施硼肥浓度为0.16%。