白菜型冬油菜萌动种子低温春化的生理生化特征

【目的】探讨白菜型冬油菜萌动种子低温春化的可能性,以及萌动种子春化过程其生理生化状态和植株结实性等表型变化特征,为白菜型冬油菜人工加代繁育和加速育种进程提供理论基础。【方法】以3个不同感温性的白菜型冬油菜品种为材料,于4℃对油菜萌动种子进行春化处理,春化处理过程中（0、20、30、40、50和60 d）测定萌动种子的硝酸还原酶、抗氧化物酶活性、渗透调节物、丙二醛含量等生理生化指标;同时播种各春化处理萌动种子,观察记录种子形成植株的生育期进程、测定植株结实性能等。【结果】随着春化处理时间的增加,白菜型冬油菜萌发种子形成的植株春化率、初花期株高、成熟期株高、一次分枝数、单株角果数、角果长、角粒数、单株产量等总体呈逐渐升高趋势;春化处理前期（0—40 d）,植株结实性能在不同品种间表现较明显差异,春化时间增加后（50—60 d）,不同品种结实能力虽略有差异,但均无显著差异水平。回归分析结果显示,在4℃条件下,强冬性冬油菜陇油7号萌动种子完全春化（春化率>95%）需处理76.9 d,陇油9号和天油4号分别为54.0和39.4 d。相关分析结果表明,春化率与株高、结实性能等各表型性状均呈极显著正相关,其中与初花期株高、成熟期株高相关系数最大为0.947和0.985,表明白菜型冬油菜春化程度显著影响着植株株高、结实性能等。随低温春化时间增加,白菜型冬油菜萌动种子硝酸还原酶、超氧化物歧化酶、过氧化物酶、丙二醛、可溶性蛋白、可溶性糖呈先升高后降低的趋势,过氧化氢酶活性呈不断降低趋势。与对照（未低温处理的萌动种子）相比,低温春化处理的陇油7号、陇油9号萌动种子GA₃含量均明显降低,春化30 d的天油4号萌动种子GA₃含量明显比对照增加。与对照相比,春化处理的冬油菜萌动种子IAA含量均明显增加（陇油9号春化40 d处理除外）,其中,春化50 d的天油4号萌动种子IAA含量比对照增加197.0%。陇油7号春化处理的萌动种子ABA含量比对照明显增加。【结论】白菜型冬油菜萌动种子可以感受低温使其完成春化作用,品种春化所需低温时间取决于品种冬性强弱;低温春化过程中,白菜型冬油菜萌动种子生理生化状态发生了一些变化,并最终影响植株的生长发育及其结实性能。     

白菜型冬油菜抗倒伏性评价及其与株型性状的相关分析

于2018—2019年以44份不同抗倒性的白菜型冬油品系(种)为试材,依据改良倒伏系数(ILC)法对其抗倒伏性进行聚类分析和评价,探讨白菜型冬油菜株型、茎秆力学特性、干物质积累量等对其倒伏性的影响。结果表明:依据ILC可将白菜型冬油菜参试材料聚为3类:Ⅰ类为强抗倒性材料,包含2个品系(种);Ⅱ类为中等抗倒性材料,包含15个品系(种);Ⅲ类材料抗倒性最弱,包含27个品系(种)。聚类结果与田间倒伏分级结果基本吻合,两者呈极显著正相关(r=0.452~(**)),表明利用ILC评价白菜型冬油菜的抗倒伏性具有可靠性。与Ⅱ类、Ⅲ类材料相比,抗倒性强的Ⅰ类材料株高显著变矮,重心高度显著降低,其平均株高和重心高度比倒伏Ⅲ类材料分别降低19.8 cm和17.8 cm。白菜型冬油菜茎秆抗折力在三类材料间均存在显著差异,抗倒伏Ⅰ类参试材料平均茎秆抗折力是Ⅲ类材料的2.59倍。白菜型冬油菜倒伏系数与株高(r=0.346~*)、地上部鲜质量(r=0.344~*)、重心高度(r=0.579~*)呈显著正相关,与茎秆抗折力(r=-0.518~*)呈显著负相关。与Ⅱ类、Ⅲ类材料相比,Ⅰ类参试材料根长增长38%～41%,根鲜质量增大71%～102%,分枝部位降低32%～44%,一次分枝数增加10%左右、单株角果数增加30%～38%、角果长度增长1%左右、每角粒数增加11%～14%,千粒重增加21%～23%。白菜型冬油菜参试材料抗倒伏性存在显著差异,植株高度、重心高度、地上部鲜质量、茎秆抗折力等是影响其抗倒伏性的关键因素,株高较小、重心高度较低、茎秆抗折力大的白菜型冬油菜品种更高产抗倒伏。     

北方强冬性区白菜型冬油菜临界安全越冬率及产量补偿效应分析

以3个不同抗寒性的白菜型冬油菜品种为材料,在模拟不同越冬条件下,探讨越冬率对强抗寒性白菜型冬油菜产量、株型性状、角粒性状、生育期等的影响。结果表明:当越冬率在30%～100%范围内,随越冬率的增加,白菜型冬油菜产量呈先增加后降低的趋势,陇油7号、冬油2号越冬率为85%时产量分别为4 462.2 kg·hm~(-2)和4 057.0 kg·hm~(-2),达到最高值;天油4号越冬率为90%时产量最高,为3 591.8 kg·hm~(-2)。方差分析表明,陇油7号和天油4号越冬率大于75%,冬油2号越冬率大于70%时,越冬率变化对其产量水平无显著影响,而越冬率低于这一阈值时,其产量显著降低。回归分析表明,白菜型冬油菜越冬率与其产量的关系符合线性模型;相关性分析表明,白菜型冬油菜越冬率变化与植株分枝部位呈显著正相关(P0.05),与单株分枝数、角果长度和数量、粒数和粒重、单株重量等呈显著负相关(P0.05),种子、角果和侧枝的干鲜质量及蔗糖含量与越冬率变化呈显著或极显著负相关(P0.01或P0.05)。因此,冬前播种密度保持在65万株·hm~(-2)时,我国北方强冬性区白菜型冬油菜安全越冬临界值范围为70%～75%,不同品种的安全临界越冬率存在差异;在一定范围内,增加白菜型冬油菜的分枝和结实性能,对返青群体不足导致的产量损失具有补偿效应。     

甘蓝型冬油菜北移种植的适应性分析

【目的】探讨育成强抗寒新品种/系在高海拔高纬度种植的生态适应性和甘蓝型冬油菜北移的可行性,实现劣质低效白菜型冬油菜品种替代、农田生态改善和产业提升。【方法】以新育成的10个强抗寒甘蓝型冬油菜品系为材料,选择甘蓝型冬油菜原种植区和典型北移生态区为试点,研究了甘蓝型冬油菜强抗寒品种在高纬度、高海拔冷凉区越冬,其生育期、产量、品质、株型等性状的变化。【结果】在原种植区（天水）甘蓝型冬油菜均能安全越冬,北移种植后甘蓝型冬油菜越冬率明显降低。对照品种（甘杂1号）在北移区（白银、定西）种植不能正常越冬;10个强抗寒品种在白银试点均能安全越冬,其越冬率在81%—94%之间;在定西试点越冬率在51%—88%之间,其中6个强抗寒品系可在定西安全越冬（≥75%）。甘蓝型冬油菜北移后生育期延长52—70 d;北移至白银,强抗寒品系产量变幅在-11.05%—44.67%,产量最高达5 170.80 kg·hm^-2,定西试点各参试品系产量均明显降低,产量最高为3 392.85 kg·hm^-2。北移种植后参试品种株高、分枝部位降低,二次分枝增加,株型变差;全株角果数降低,角粒数、千粒重增加,角粒性状变优。北移后甘蓝型冬油菜含油量、硫苷含量降低,芥酸含量增加。参试品系/种中1个为双低优质强抗寒品系（16NS20H1）,1个为低芥酸抗寒品种（甘杂1号）。相关性分析表明,越冬率、产量、株高、分枝部位、主花序长度、含油量、硫苷含量与海拔、纬度显著负相关,与年平均温度、年降水量、无霜期天数、最冷月温度显著正相关;而生育期、二次分枝变化相反。在北移区甘蓝型冬油菜抗倒伏性显著优于白菜型。【结论】育成的强抗寒甘蓝型冬油菜新品系抗寒性比对照（甘杂1号）明显增强,可以在北纬36°12′、海拔2 248 m的地区安全越冬;可通过选择高产优质强抗寒甘蓝型冬油菜品系,提升北方强冬性区冬油菜产量水平和品质营养价值。     

低温胁迫下甘蓝型冬油菜蛋白质组学及光合特性分析

为了探明低温胁迫对甘蓝型冬油菜光合特性的影响,本研究采用抗寒性不同的两种甘蓝型冬油菜,在低温(-4℃)处理下对其蛋白质组学进行分析.结果 表明,低温处理下,甘蓝型冬油菜叶片萎蔫下垂,叶绿体膜质出现不同程度的破裂,叶绿体基质出现断裂,保卫细胞淀粉粒由多变少、由大变小.气孔处于关闭或半关闭状态,胞间二氧化碳浓度(Ci)增加,气孔导度(Gs)、净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)减小,相较于强抗寒品种,冷敏感品种受害症状更明显.2-DE和PDQuest8.0.1软件对强抗寒品种分析表明,低温胁迫下具有显著差异蛋白点414个,对表达变化量在2倍丰度以上的24个蛋白点进行质谱分析鉴定.成功鉴定出的20个蛋白参与能量代谢、氧化磷酸化、氨基酸代谢、光合生物的固碳作用和光合作用蛋白等过程.综上,低温胁迫下,冷敏感品种气孔关闭,叶绿体受损,进而使其净光合速率下降,淀粉积累量减少,导致其越冬困难;强抗寒品种气孔不完全关闭,叶绿体受损较小,且与光合作用相关的蛋白上调表达,净光合速率下降较小,淀粉粒积累较多,能安全越冬.本研究揭示了甘蓝型冬油菜低温胁迫下光合适应机制,为强抗寒甘蓝型冬油菜育种提高理论依据.     

北方旱寒区甘蓝型冬油菜产量、品质及抗倒性的分析评价

2018—2019年,以34个强抗寒甘蓝型冬油菜品系为试验材料,对其产量、品质及抗倒性进行分析和评价,挖掘优异种质资源。结果表明：不同材料间的产量、品质及抗倒性存在较大差异,单株产量变异范围为6.50～36.67 g,平均产量为21.08 g, 17NPZ240-1的产量最高;相关分析表明全株角果数(r=0.897^**)和每角粒数(r=0.534^**)与单株产量极显著正相关。各材料倒伏系数介于153.74～359.61,17NDL20-7的倒伏系数最低,抗倒性最强;相关分析表明抗折力(r=-0.501^**)、重心高度(r=502^**)、茎粗(r=-0.816^**)、分枝部位(r=0.472^**)和主花序长度(r=-0.679^**)与倒伏系数呈极显著相关关系。品质性状中,含油量介于33.40%～49.54%,平均含量为43.32%,17DNL32-3的含量最高;蛋白质含量介于16.87%～27.24%,平均含量为21.18%,16NTS...