施氮量和采收时期对油蔬两用型油菜菜薹维生素合成的影响

为明确施氮量和采收时期对油蔬两用型油菜薹维生素含量的影响,以富硒1号为材料,采用裂区试验设计,设置3个施氮量(120、180和240 kg·hm^-2)和4个采收时期(以株高20、30、40和50 cm表示),分析了油菜薹维生素C、维生素E、维生素B₁和维生素B₆含量的变化;比较了半乳糖内酯脱氢酶(GalLDH)、抗坏血酸氧化酶(AAO)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)和单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)活性,并分析了维生素家族基因在菜薹中的表达量。结果表明,随着施氮量的增加,油菜薹还原型维生素C(AsA)含量降低;氧化型维生素C(DHA)含量在株高20 cm采收时增加,但在30 cm及以上株高采收时则降低;维生素E和维生素B₆含量先增加后降低;维生素B₁含量增加;维生素C合成关键酶GalLDH活性先略增加后降低;AAO和DHAR活性增加,APX和MDHAR活性则整体表现为先增加后降低。且施氮量增加后,维生素家族各基因在株高30和40 cm采收的菜薹中主要表现为正向调控,而在株高20和50 cm采收的菜薹中主要表现为负向调控。就采收时期而言,菜薹中的维生素含量在株高30~40 cm时高于其他时期;在同一施氮量下,随着菜薹采收株高的增加,维生素家族基因的表达量主要呈上调模式。综合分析可知,GalLDH活性的降低以及AAO/DHAR和APX/MDHAR代谢平衡是增施氮肥导致菜薹维生素C含量降低的重要原因。本研究结果为油蔬两用型油菜薹优质栽培技术提供了理论依据。     

新型抗广谱性除草剂草甘膦转基因油菜的创制及其鉴定

草甘膦是世界上应用最广泛的广谱性除草剂,目前我国还没有自主知识产权的抗草甘膦油菜品种。本研究利用农杆菌介导的油菜下胚轴遗传转化方法,将新型抗草甘膦基因I.variabilis EPSPS转入甘蓝型油菜品系J9707中,获得了126株阳性转化株,阳性率为97.0%。这些转化单株中的T-DNA插入以单拷贝为主(占44.8%)。通过反向PCR确定了EPS-2、EPS-6和EPS-7等油菜转化体中T-DNA插入位置,并设计转化体特异性引物对它们的T0~T3代材料进行检测,证明了它们的T-DNA在基因组水平上整合的稳定性。RNA和蛋白水平的表达分析证实,I.variabilis EPSPS转基因及其蛋白产物在各转化株系不同世代能够稳定表达。苗期进行不同剂量的除草剂喷施处理发现,EPS-1、EPS-2、EPS-5、EPS-6和EPS-7等株系可耐受4倍田间推荐使用剂量的草甘膦。本研究所创建的新型抗草甘膦油菜种质资源将为我国抗除草剂油菜品种培育奠定了重要基础。     

抗草甘膦基因EPSPs*转化油菜研究

EPSPs*基因是编码5-烯醇式丙酮酸莽草酸-3-磷酸合酶的抗草甘膦基因。本研究通过根癌农杆菌介导的遗传转化,将EPSPs*基因导入甘蓝型油菜品系甲572,获得了4株转基因植株。分子检测证明,外源EPSPs*基因已整合到转基因油菜基因组中并能稳定遗传到下一代。各转基因植株中EPSPs*基因能正确表达,但不同转化株的基因表达量之间有差异。转EPSPs*油菜自交一代在稀释100倍的41%农达异丙胺盐制剂（含草甘膦3 039mg/L）喷洒条件下仍能正常生长,而不含转基因的对照植株在稀释200倍农达（含草甘膦1 519mg/L）之后全部死亡。     

马铃薯高代系炸片色泽分析与加工品质评价

试验以241个高代系为材料,在块茎4℃贮藏40d后,对还原糖含量和炸片色泽进行了分析。结果表明,加工品种Atlantic薯片色泽指数(CCI)为4.33,在所测定的杂交后代中,04HE30-17等11个品系的CCI低于Atlantic。亲本组成分析表明,51-5、393160-4和395049.62为亲本的组合中,后代中出现油炸色泽较好品系的机率较高。     

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。     

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。     

抗草甘膦基因mEPSPS转化油菜研究

mEPSPS基因是编码5-烯醇式丙酮酸莽草酸-3-磷酸合酶的抗草甘膦基因。本研究通过根癌农杆菌介导的遗传转化,将人工合成改造的草甘膦抗性基因mEPSPS导入甘蓝型油菜品系甲572,获得了4株转基因植株。分子检测证明,外源mEPSPS基因已整合到转基因油菜基因组中并能稳定遗传到下一代。各转基因植株中mEPSPS基因能正确表达,但不同转化株的基因表达量之间有差异。转mEPSPS油菜自交一代在稀释100倍的41%农达异丙胺盐制剂(含草甘膦3 039mg/L)喷洒条件下仍能正常生长,而不含转基因的对照植株在稀释200倍农达(含草甘膦1 519mg/L)之后全部死亡。     

浙江省油菜薹产业发展现状与对策

油菜薹是一种具有高营养价值的蔬菜,富含糖类、维生素类和锌、硒等微量元素。油蔬两用型油菜品种栽培相对简单,产量高[1],具有填补春季应季蔬菜种类短缺的优势,是油菜产业发展过程中形成的一个新业态。因此,在全国油菜种植区域掀起了油蔬两用型/油菜薹专用型油菜新品种培育、油菜薹高产栽培技术、油菜薹品质分析技术和油菜薹产业化方面研究热潮[2~6]。     

施氮量和株高采收时期对油蔬两用型油菜菜薹糖分积累的影响

为明确氮肥用量和采收株高影响油蔬两用型油菜品种菜薹糖分积累的机制,以富硒1号油菜品系为材料,采用裂区试验设计,研究了3个氮肥水平(120、180和240 kg·hm^-2)和4个采收株高(20、30、40和50 cm)对菜薹糖组分含量的影响,比较了菜薹中蔗糖代谢关键酶转化酶(INV)、蔗糖合成酶(SS)和磷酸蔗糖合成酶(SPS)活性的变化,并对糖代谢关键酶活性基因的表达量进行了分析。结果表明,淀粉含量随着施氮量的增加而降低,其他糖分含量在施氮量为180 kg·hm^-2时显著高于其他施氮处理,表明过高和过低施氮量均不利于菜薹糖分积累。就不同采收株高而言,菜薹中果糖、淀粉、葡萄糖和蔗糖含量在株高20 cm采收时最高;海藻糖和山梨醇含量在株高40 cm采收时显著高于其他处理。菜薹SPS活性在各施氮量和采收株高处理下均比INV和SS活性低,表明菜薹中蔗糖以分解成小分子单糖如葡萄糖、果糖等代谢活动为主。在菜薹各采收时期和施氮量处理下,蔗糖分解体系的蔗糖合成酶SUS1/SUS4、SUS3和转化酶A/N-INVA、CINV1、CINV2等基因表达模式互补且为上调,增强了蔗糖的分解,而对蔗糖磷酸合成酶SPS1/SPS2的表达量影响很小。本研究结果为油蔬两用型油菜薹品种合理氮肥运筹提供了理论依据。     

花叶性状在油菜杂交种纯度控制中的应用

为了将花叶性状转入到甘蓝型油菜隐性上位互作核不育系统中用于控制杂交种的纯度,在油菜隐性上位互作核不育纯合不育株与花叶型油菜品系羽叶87的杂交后代中,利用2个与育性基因连锁的分子标记辅助筛选两型系和临保系基因型单株,获得具有花叶性状的两型系和临保系。结果表明,可通过F_2世代选育法、系谱法和回交法3种途径选育花叶两型系和花叶临保系;在花叶两型系和花叶临保系的繁殖以及花叶全不育系的配制过程中,可通过去除非花叶杂株来确保纯度。因此,花叶性状作为一个理想的形态标记,可以应用于油菜的杂种生产来控制种子的纯度。本研究结果为杂交种的纯度控制提供了一条简捷且有效的途径。