Napin启动子特异性表达油菜BnGPAT9基因

甘油三磷酸酰基转移酶(GPAT)基因编码参与植物油脂生物合成的酶。为了提高油菜籽含油量,促进油菜增产增油,改善菜籽油脂肪酸组分,克隆甘蓝型油菜Napin启动子与三酰甘油合成相关基因BnGPAT9,构建pBI121-Napin-BnGPAT9植物过表达载体,利用农杆菌介导法转化拟南芥,采用气相色谱法分析种子中脂肪酸组分,通过索式抽提法测定种子中油脂含量,研究在种子中过表达BnGPAT9基因对种子油脂合成的影响。Napin启动子在线分析表明,克隆到的启动子具有大量TATA-box、CAAT-box以及ABRE、GCN4等特征元件,完全具备种子特异性表达功能;种子中脂肪酸组分分析显示,拟南芥种子中油酸(C18∶1)含量提高0.70～1.01百分点,亚油酸(C18∶2)和芥酸(C22∶1)含量降低;拟南芥种子含油量测定结果显示,种子中含油量显著增加1.91～2.56百分点。综上,甘蓝型油菜BnGPAT9基因对植物油脂合成具有重要作用,利用Napin启动子在拟南芥种子中过表达BnGPAT9基因可提高种子含油量并改善脂肪酸组成成分,为BnGPAT9基因应用于油菜油脂改良方面打下一定基础。     

甘蓝型油菜A7-FT启动子的功能分析

为了利用PCR技术得到甘蓝型油菜A7-FT基因启动子序列,根据甘蓝型油菜全基因组序列,利用启动子在线预测软件预测其功能与结构,根据其预测的顺式元件的分布,从5′端开始缺失的方式获得5个不同片段长度的启动子序列。构建含不同片段长度启动子的GUS基因表达载体,利用农杆菌介导拟南芥,得到T_2幼苗,经过GUS染色与脱色,探讨A7-FT基因启动子的功能,为研究甘蓝型油菜开花调控机制提供理论基础。通过PCR技术从甘蓝型油菜湘油15号基因DNA中获得A7-FT基因启动子序列。利用PLACE和PlantCARE在线工具对该段序列进行预测,发现A7-FT基因启动子除了存在启动子核心元件CAATbox和TATAbox,还有光应答元件、激素应答元件、胚乳表达应答元件、抗逆性应答元件、生理控制相关的顺式作用元件。基于预测的顺式作用元件的分布情况,设计特异性引物,克隆不同片段长度启动子,与pCAMBIA1303载体构建5′端缺失载体,分别命名为M1、M2、M3、M4、M5。通过农杆菌介导拟南芥,GUS染色与脱色结果显示,在-1 549～-238可能存在一些负调控元件的结合位点,而-238～+1区域是该启动子的核心区段。     

施氮水平对油菜生育后期氮素吸收积累和分配的影响

以湘油15 为材料,应用15N 示踪技术,在盆栽条件下设置两个施氮水平,通过比较研究油菜初花期、盛花期、终花期、角果发育期、成熟期的干物质积累、氮素积累和分配以及15N 丰度,以揭示油菜生育后期根系对氮肥的吸收特性和氮素的再分配规律,为油菜高效氮肥管理和高产栽培提供理论依据。结果表明:在油菜发育后期,根的氮素累积量变化不大,茎的氮素累积量的变化呈现单峰模式,在盛花期达到最大值。叶片氮素积累量从初花期到终花期显著下降;角果粒氮素积累量呈S 形曲线,终花期之前缓慢增加,终花期至结果发育期快速增加,其后略有增加;茎秆中氮素积累量从盛花期开始缓慢降低;角果皮在终花期积累至最高,其后逐渐下降;角果果瓣在终花期后略有降低,但变幅不大。在低施氮水平(T1 处理)下,油菜生育后期有61.98% 的氮素来自土壤,38.02% 的来自肥料,所有器官中氮素来源于土壤中的比例高于来自肥料中的比例;在高施氮水平(T2 处理)下,油菜生育后期总积累的氮素来自肥料氮的比例为52.69%,高于来自土壤的比例(47.31%),其中角果粒和茎秆中积累的氮素来自肥料的比例显著高于来自土壤的比例,根、角果皮和角果果瓣中积累的氮素来自肥料和土壤的比例相接近。油菜生育后期对氮素仍然有较大的需求量,也具有较强的氮素吸收与累积能力。     

甘蓝型油菜萝卜质雄性不育系的细胞质效应研究

利用3个甘蓝型油菜萝卜质雄性不育系(X2008A、X2011A、XYZ2A)及相应保持系(X2008B、X2011B、XYZ2B)分别与恢复系W01R和W02R杂交,得杂种F_1代。以沣油520为对照,通过组合鉴定试验,分析萝卜质雄性不育胞质对杂种F_1代的产量、农艺性状、品质性状及抗病性等方面的影响。结果表明:2个恢复系W01R和W02R的恢复力强,所配的组合F_1代的恢复率均达100%,说明2个恢复系均适用于本试验;在参试的12个组合中,有10个组合比对照增产,其中用恢复系W01R所配的4个组合(X2008A×W01R、X2008B×W01R、XYZ2A×W01R、XYZ2B×W01R)增产达显著或极显著水平,说明W01R配制的组合比W02R具有更强大的杂种优势;不育胞质和可育胞质对杂种F_1代各性状影响的分析结果表明,除对株高有明显降低效应外,不育胞质对产量、其他主要农艺性状及芥酸、硫苷和含油量无明显影响,但有降低油酸含量效应,对菌核病和病毒病的抗性均无明显影响。     

转基因抗除草剂油菜杂种优势利用系统研究Ⅲ-油菜施用草铵膦残留及对后茬作物水稻的影响研究

为研究草铵膦在油菜植株、土壤中的消解情况及其残留对下茬作物水稻的影响,本研究采用超高效液相色谱-质谱联用技术,研究了转基因和非转基因油菜施用灭生性除草剂草铵膦后叶片和土壤中草铵膦的消解动态及对后茬作物水稻生长发育的影响。结果表明:苗期施用1%草铵膦,转基因和非转基因油菜叶片中的半衰期分别为5.3 d和3 d,喷药后21 d,转基因油菜叶片中测不出草铵膦存在;在田间条件下夏季土壤和秋季土壤中草铵膦的半衰期分别为2.5 d和6.6 d,夏季土壤和秋季土壤分别在中第14天和第28天检测不到草铵膦;室内恒温4℃和25℃情况下,草铵膦降解速率较田间环境中缓慢,半衰期分别为21 d和14.4 d。水稻播种前15 d,土壤喷施1%和10%浓度草铵膦,水稻出苗率明显低于不施处理,10%处理叶片SPAD值在播种后30 d内一直最低,肉眼可见偏黄绿色,但随着时间的推移,各处理出苗数与叶片SPAD值接近,处理间根长、农艺性状、产量等因素差异不明显,说明油菜田施用草铵膦对后茬作物水稻安全。本研究为草铵膦在油菜和水稻轮作体系中的使用提供合理指导。