EMS诱变对北方白菜型冬油菜农艺性状与品质的影响

为探讨甲基磺酸乙酯(EMS)处理对北方白菜型冬油菜农艺性状和品质的影响,丰富白菜型冬油菜的种质资源,利用不同浓度(0、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%)EMS溶液对白菜型冬油菜陇油7号种子进行处理,对M_1形态学特征和农艺性状、M_2籽粒品质变化进行分析。结果表明:EMS处理使白菜型冬油菜产生较大变异,叶片出现嵌合性白化、花瓣白化、雌雄蕊畸形,除分枝数增加外,株高、主花序有效长度、主花序有效角果数、全株有效角果数、角果长度、角果粒数、千粒重等均显著降低,脂肪酸含量发生较大变化;在M_2中筛选到3株芥酸含量较低的植株和1株低硫苷含量植株,3株芥酸含量较低植株的油酸含量分别为48.56%、47.57%、45.08%,平均比对照高出15个百分点,芥酸含量分别为17.89%、19.03%、19.37%,平均比对照低10个百分点;低硫苷植株硫苷含量为21.97μmol·g~(-1)。产生有利变异的EMS处理浓度为0.3%~0.6%,处理时间为6 h。     

白菜型冬油菜在北方不同生态区的生育期变化及复种潜力分析

研究北方不同生态区白菜型冬油菜的生育期差异,可为合理安排后茬作物、提高复种指数、优化种植制度提供依据。本研究以18份不同抗寒性白菜型冬油菜为材料,分析17个不同生态区冬油菜5年的生育期变化。结果表明:白菜型冬油菜在北方地区种植,总体表现为生育期在品种间、年份间差异较小,相差1~5 d左右;不同抗寒性的品种生育时期存在差异,抗寒性强的品种表现出越冬期延长(枯叶期提前,返青期推迟),营养生长向生殖生长的过渡期相对缩短,花期缩短,但籽粒灌浆期、成熟期延长。而不同生态地区间生育期差异较大,突出地表现为华北等气温较高的地区,播期较迟,收获期高温逼热促早熟,生育期较短,为240~270 d;而最冷月平均气温较低的甘肃河西地区、极端低温较低的新疆地区及高海拔的鄂尔多斯高原地区,生育期较长,为270~300 d。影响北方冬油菜生育期的环境因素主要是温度,其次为纬度、海拔等,随着纬度、海拔的升高,温度降低,冬油菜生育期延长。冬油菜5月下旬到6月中上旬收获,收获后可复种向日葵、糜子、谷子、荞麦、早熟马铃薯等,可实现一年二茬,提高复种指数,具有较大复种潜力。     

灌浆天数对北方白菜型冬油菜产量和品质的影响

为了研究北方白菜型冬油菜在灌浆成熟过程中产量和品质性状的特征特性变化,以白菜型冬油菜陇油12号和09鉴8为材料,分析冬油菜在终花后10、20、30、40、45 d的植株、角果、籽粒形态和干鲜重,产量和品质性状的变化。结果表明,随着籽粒灌浆成熟,植株和角果颜色呈墨绿—青绿—黄绿—蜡黄—肤白色变化。角果中籽粒大小呈小—大—小变化,种子颜色呈绿色—褐绿相间—褐色—紫色—黑色变化。植株、角果、籽粒鲜重呈先增加后降低的单峰变化曲线,基本呈抛物线状,且分别在终花后20、30、40 d鲜重达到最大,而植株、角果、籽粒干重呈先增加后保持不变的变化趋势。同时千粒重、单株产量、经济系数也呈先增加后保持不变的S型增长曲线,且在终花后30 d达到最大,之后保持不变。相关分析表明,灌浆时间长短与籽粒鲜重、千粒重、经济系数呈极显著的正相关关系,相关系数分别为0.991、0.962、0.968(P0.01);与单株产量、含油率呈显著的正相关关系,相关系数分别为0.947、0.940(P0.05);与蛋白质呈显著的负相关关系,相关系数为-0.886(P0.05)。通过主成分分析方法打分,各处理的综合得分排名为40 d45 d30 d20 d10 d,因此,籽粒灌浆天数对白菜型冬油菜的产量和品质影响明显。综合评价得出,蜡黄期(约终花后40 d)产量和品质等性状达到最佳,是收获的最适宜时期。     

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。     

北方白菜型冬油菜花器特性及农艺性状与含油量的相关性

为研究北方白菜型冬油菜花冠直径与千粒重及含油量之间的相关性,以20份不同的白菜型冬油菜为材料,测定花器大小、农艺性状、种子含油量及蛋白质含量,并对控制花器特征基因mf6、apetala和myb进行实时荧光定量PCR分析。结果表明:花冠直径受雌蕊直径影响较大,主成分分析提取的3个主成分可综合为花器各性状长度、雌蕊直径和花器各性状宽度;以花冠直径为指示性状,将20份白菜型冬油菜花冠划分为3类群;相关性分析表明,花冠直径与千粒重呈极显著正相关,相关系数0.663;千粒重与含油量呈极显著正相关,与蛋白质含量呈显著负相关。相较于小花,mf6在大花中相对表达量上调了151.63%,而apetala和myb分别下调了83.80%和72.70%。北方白菜型冬油菜品种间花器大小存在显著差异;在育种中可通过增加花冠直径来提高千粒重,进而增加油菜产油量,培育高含油量白菜型冬油菜品种。mf6、apetala和myb基因对白菜型冬油菜花器生长发育均具有一定调控作用。     

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。     

抗寒复合剂对白菜型冬油菜生长发育及产量性状的影响

以超强抗寒性冬油菜品种陇油6号、陇油7号和弱抗寒性品种天油2号、天油4号为材料,研究了低温(-5℃)胁迫下几种抗寒复合剂对白菜型冬油菜叶片相对电导率、丙二醛含量及越冬率、农艺性状、生育期、经济系数、产量变化的影响。试验设6种处理:T1,蒸馏水(CK);T2,20 mg·L~(-1)ABA;T3,20 mg·L~(-1)ABA+300 mg·L~(-1)PEG-6000;T4,20 mg·L~(-1)ABA+50 mg·L~(-1)PP333;T5,20 mg·L~(-1)ABA+300 mg·L~(-1)PEG-6000+50 mg·L~(-1)PP333;T6,20 mg·L~(-1)ABA+300 mg·L~(-1)PEG-6000+50 mg·L~(-1)PP333+10 g·L-1尿素。结果表明,喷施抗寒复合剂能显著提高白菜型冬油菜的越冬率,其中T5处理越冬率达到91.97%,较CK增加18.87%;抗寒复合剂处理,参试材料叶片相对电导率和丙二醛含量在各个处理下较CK平均降低25.43%和25.36%,并且使根颈直径、全株有效结角数、单株产量、经济系数、产量显著增加,生育期延长。通过隶属函数法和主成分打分,不同抗寒复合剂的抗寒效果为T5T6T4T3T2CK。     

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。     

PEG模拟水分胁迫下白菜型冬油菜芽期根系特征及抗旱性研究

本试验采用砂培法,以18%(w/V)聚乙二醇(PEG6000)模拟水分胁迫研究18份白菜型冬油菜芽期根系特征,并结合盆栽试验研究根系特征与抗旱性关系。结果显示,水分胁迫对白菜型冬油菜侧根数、根重、根冠比有显著的抑制作用,对根长影响相对较小。相关性分析结果显示:相对侧根数、相对根长与相对活力指数之间呈显著正相关,可以作为白菜型冬油菜抗旱评价的辅助指标。不同来源的材料在根系侧根数、根重、根冠比方面差异显著,可作为区别不同来源材料抗旱性强弱的指标。对材料抗旱性进行聚类分析,在距离10时18份材料可以分五个类群,其中A类抗旱性最强,平均相对侧根数72.90%、平均相对根长100.37%、平均相对根重79.60%、平均相对根冠比119.93、平均相对活力指数0.64。根据相对活力指数及聚类分析结果,筛选出抗旱性较强的3份白菜型冬油菜:宁油2号、陇油7号和平油1号。对比分析盆栽试验,幼苗期总生物量干重与根冠比、根系干重、地上部干重、主根长均呈极显著正相关;芽期PEG胁迫下根系特征分析结果显示:早期生长活力较好的材料在盆栽试验有较高的生长势。早期采用模拟干旱的方法可以筛选抗旱性较强的材料。     

白菜型冬油菜在北方寒旱区的适应性分析

采用多点试验,对白菜型冬油菜在北方地区的越冬率、生育期及产量进行比较,以分析其适应性.结果表明,不同冬油菜品种越冬率存在较大差异,依次表现为陇油6号＞陇油7号＞陇油8号＞陇油9号＞天油2号(CK)＞天油5号＞天油8号＞天油7号,其中陇油6号和陇油7号越冬率最高,分别为86.40％和85.53％,明显高于CK,而天油7号与天油8号的越冬率仅分别为54.07％和55.50％,均低于CK;同一参试品种在不同试点生育期差异较大,如陇油6号在秦王川试点,生育期长达300 d,而在和田,其生育期仅为251 d,较秦王川试点提前49 d;不同冬油菜品种间生育期差异也较大,在秦王川,陇油6号和陇油7号的生育期最长,为300 d,陇油8号为295 d,而其它各参试品种的生育期均为290 d,较陇油6号缩短了10 d;在不同试点,冬油菜农艺性状和含油率均存在较大差异.综合分析,陇油8号、陇油7号、陇油6号的丰产性和稳定性最好,其次为陇油9号;不同生态区区域适宜种植的冬油菜品种也有差异,其中陇油6号、陇油7号可成为北京及周边地区、新疆乌鲁木齐以西地区、甘肃中北部与河西走廊以及陕西靖边周边地区的主栽品种,而新疆乌鲁木齐以南地区应以陇油8号与陇油9号为主栽品种,天油2号、天油5号及天油8号也适宜在该地区种植.     

甘蓝型冬油菜在西北不同生态区适应性及生理生化反应

选用50个国内外甘蓝型冬油菜品种,在兰州和天水两个生态区进行大田种植,苗期进行田间植物学形态特征统计,越冬前降温期对叶片过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性及丙二醛(MDA)、可溶性蛋白(SP)含量以及相应光合参数进行测定,研究它们在不同生态区的抗寒适应性和生理生化反应。结果显示:由天水北移至兰州后,各参试品种越冬率大幅下降,证明天水是我国冬油菜分布北界;部分品种形态特征发生变化,78%的叶色加深,52%的叶柄变短,大多数品种的侧裂叶对数由1~2对增至3~4对;胞间CO2浓度(Ci)和气孔导度(Gs)下降,平均降幅为1.54%和60.53%,蒸腾速率(Tr)显著升高,平均升幅为44.27%,不同品种的光合速率(Pn)变化存在较大差异;同时,CAT、POD、SOD酶活性、MDA和可溶性蛋白含量都有所升高,其中POD酶活性和MDA含量升高幅度较大,分别为82.59%和48.82%。相关性分析表明,两地的越冬率与POD酶活性和可溶性蛋白含量呈极显著正相关,而与MDA含量呈极显著负相关。     

甘蓝型冬油菜在西北寒旱区适应性分析

为了研究甘蓝型冬油菜在西北寒旱区的适应性,以29份甘蓝型冬油菜品系为材料,分析在天水、兰州两个试点越冬率、生育期、产量、含油量及农艺性状的差异。结果表明,参试品系在天水试点越冬率均高于兰州试点,在天水试点,21份参试品系越冬率80.00%以上,而兰州试点在覆盖条件下越冬率平均为14.49%,最高为平甘1号(48.50%)。联合方差表明,试点气候差异是引起越冬率差异的最主要原因。与天水试点相比,参试品系北移至兰州试点后越冬期延长,冬后生育期缩短,全生育期延长;在天水试点参试品系株高、分枝部位、主花序长度、千粒重、折合每667 m~2产量、含油量平均值分别为133.52 cm、32.79 cm、51.37 cm、3.15 g、184.20 kg、40.16%,较兰州分别高22.11 cm、31.58 cm、2.47 cm、0.66 g、160.54 kg、22.54%;变异分析表明,在天水试点参试品系越冬率、主要农艺性状、产量、含油量变异系数相对兰州试点较小,相对稳定。结论:天水试点气候条件更适合甘蓝型冬油菜的生长,参试品系越冬率高、农艺性状良好、产量高、含油量高,适应性强。     

基于GGE双标图的北方旱寒区冬油菜适应性分析

为评判白菜型冬油菜品种(系)的抗寒性以及在北方地区越冬的稳定性和适应性,对北方11个省(区、市)两年25个试点43点次试验的12个白菜型冬油菜品种的越冬率进行了GGE双标图法分析。结果表明,品种效应为55.12%,远远大于环境效应和品种与环境互作效应,为环境效应、品种与环境互作效应的2.5倍,因此,北方旱寒区冬油菜生产关键是选择超强抗寒品种。陇油6号、7号和12号品种抗寒性优良、越冬率稳定、广适性好,以‘陇油6号’和‘陇油7号’为最佳。GGE双标图分析还表明,本试验25个试点除祁县和天水两个试点外,其余试点对白菜型冬油菜品种抗寒性的鉴别力均较好,可作为北方冬油菜抗寒性鉴定的试点,以泾源、临河和靖边为最佳试点。同时将所有试点划分成不同的生态区,并筛选出了适宜不同生态区的特异适应性品种。‘陇油6号’和‘陇油7号’适于在参试的所有试点栽培;‘07皋兰DQW-1-3’和‘07兰州MXW-1-3’适于在拉萨、酒泉、定州、顺义、延边等地栽培;‘06468’适于在天水栽培。本研究表明,品种效应对冬油菜越冬率的影响占主导地位,但环境效应和品种与环境互作效应对冬油菜越冬率的影响也占较大比重,故在北方旱寒...     

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）。     

春谷子农艺和品质性状的变异分析

为有效利用糯谷子种质材料,以引进的53份谷子为材料,采用SAS9.0软件对其农艺和品质性状的变异进行分析。主要结果如下:农艺性状的变异幅度为5.7%~36.08%,其中穗粒重的变异幅度最大(C.V为36.08%),生育日数的变异幅度最小(5.7%)。株高与穗长、节数呈极显著正相关,与叶片数、穗下节间长呈显著正相关,但与穗粒重呈显著负相关。穗越紧,穗下节间和穗毛越短。采用类平均法,在欧式距离4.1148,将供试材料聚为八大类,其中第二、第三和第八类群共25份材料为高产潜力组合类型。非糯、低直链淀粉和糯质类型频率分别为24.5%、60.4%和0。丰谷12、利谷21等16份材料的糊化温度为70℃~74℃(碱消值在4~5),频率为30.2%。赤谷10号、利谷21等29份材料(频率54.7%)的胶稠度大于115 cm。