加拿大油菜的科研动态

油菜是加拿大最主要的油料作物之一。自60年代后期和70年代中期低芥酸和双低(低芥、低流甙)新品种育成后,目前加拿大的甘蓝型和白菜型品种均为双低类型,芥菜型品种为低芥、高硫甙含量型。 加拿大从事油菜科学研究的单位主要有:萨斯卡通试验站,曼尼吐巴大学植物科学系,阿尔巴脱大学和葛尔夫(安大略省)大学植物科学系。这四个单位主要从事新品种选育研究。Beaverloge和Ietherbridge两个试验场主要从事新品种鉴定与推广。从事油菜科研的私人公司主要有两家:一是阿尔巴脱省的小麦中心;另一是安大略省的Allelix公司.这两家公司侧重于利用生物技术选育双低杂交油菜新品种。现将其科研动态分述如下。     

芸薹属种子休眠特征的研究 1、油菜三个种不同成熟度新鲜种子的休眠与萌发

本文阐明了芸薹属(Brassica L.)油菜三个种不同成熟度新鲜种子的休眠与萌发的基大特征。(1)芥菜型栽培林、自生株和白菜型自生株种子有明显的休眼现象;甘蓝型栽培株、自生株和白菜型栽培株种子仅有较弱的休眠过程。(2)弱休眠类型的甘蓝型和白菜型栽培株种子随着胚的成熟,发芽率渐增,休眠现象也随之解除。(3)变温有显著的破眠作用。芥菜型和白菜型自生株的种子在变温条件下能够是高发芽率。(4)遗传、生理、环境诸因素对种子的休眼与萌发有显著的互作效应,尤以温度×成熟度的互作最大。     

RNAi沉默转基因油菜fad2基因表达的种子特异性分析

为研究RNAi沉默转基因油菜fad2基因表达的效果及其器官特异性,实时荧光定量PCR法分析比较了转基因油菜W-4与非转基因对照Westar开花后第7天、第14天、第21天、第28天的种子以及越冬期油菜根、茎、叶器官中的fad2基因的相对表达量。结果显示:对照Westsr种子中fad2基因的相对表达量随开花后的天数呈逐渐增加的趋势,但W-4种子中fad2基因的相对表达量在开花后第21天、第28天较对照Westar显著下降,降幅达到60%。说明转基因油菜W-4在种子发育过程中表达的fad2基因的dsRNA干扰了fad2基因表达。W-4与Westar在越冬期根、茎、叶器官中fad2基因的相对表达量基本一致,无显著性差异。脂肪酸组成分析结果显示:W-4种子中油酸平均含量达到81.5%较Westar增加了近15%,而多不饱和脂肪酸平均含量为5.25%,较Westar下降了近70%;但根、茎、叶中的脂肪酸含量二者无显著差异;结果表明转基因油菜中RNAi干扰fad2基因表达具有种子特异性,不干扰其它器官的fad2基因表达。研究还发现转基因油菜fad2基因表达下降的时期与napin基因表达时期同步,均始于开花后21d左右,表明目标基因的表达受napin启动子的准确控制。     

甘蓝型油菜木质素合成关键基因F5H、4CL和COMT的定量表达

以甘蓝型油菜(Brassica napus L )抗倒伏品种浙平1号和易倒伏品种高芥1号为材料,采用荧光定量PCR方法对木质素合成关键基因F5H（阿魏酸-5-羟基化酶）、4CL（4-香豆酸CoA连接酶）和COMT（咖啡酸/5-羟基阿魏酸-O-甲基转移酶）在薹期和角果期根颈部、茎部的相对表达量进行了分析。结果显示,F5H在薹期和角果期根颈部的相对表达量,易倒伏材料高于抗倒伏材料;茎部的相对表达量,抗倒伏材料高于易倒伏材料。4CL和COMT基因在薹期根颈部、茎部和角果期根颈部的相对表达量,易倒伏材料高于抗倒伏材料;角果期茎部的相对表达量,抗倒伏材料显著（P＜0.05）高于易倒伏材料。结果表明,油菜角果期茎部木质素合成关键基因F5H、4CL和COMT的相对高量表达可能有助于增强植株的抗倒伏能力。     

甘蓝型油菜籽粒产量和品质性状对氮肥用量的响应

为探索甘蓝型油菜籽粒产量和品质性状对氮肥用量的响应,以宁杂1818和秦优10号为试验材料,设0 kg/hm~2(N0)、120 kg/hm~2(N120)、240 kg/hm~2(N240)和360 kg/hm~2(N360)4个氮肥水平处理,于2014-2016年度在南京市、扬州市和泰州市进行大田试验。结果表明,油菜籽粒产量、产油量、含油率和蛋白质含量对氮肥用量的响应均达到极显著水平,油酸和芥酸含量的响应较小,多不饱和脂肪酸和硫苷含量的响应因品种、试点和年度的不同均有明显差异,部分试点达到显著水平。籽粒产量和产油量对施氮量的响应符合一元二次方程。研究结果还表明籽粒产量、产油量和蛋白质含量与施氮量呈极显著正相关,多不饱和脂肪酸含量与施氮量呈显著正相关,含油率与施氮量呈极显著负相关,硫苷含量与施氮量呈显著负相关。试验中发现每增施120 kg/hm~2氮肥, 3个施氮处理的籽粒增产效率依次为81.11%、34.12%和-2.24%,籽粒增产效率随施氮量增加逐渐下降,品种间表现一致。在南京、扬州和泰州试点,每1 kg氮肥供给平均可增收菜籽11.94 kg、11.35 kg和12.36 kg,最适施氮量宁杂1818分别为300～310 kg/hm~2、300～320 kg/hm~2和270～300 kg/hm~2,秦优10号分别为315～335 kg/hm~2、295～315 kg/hm~2,300～310 kg/hm~2,最适施氮量下不仅产量高而且品质优。     

施氮量和栽培密度对宁油12号产量及品质的影响

研究结果表明,随着栽培密度的增加,宁油12号分枝数、有效角果数、千粒重等呈下降趋势,含油率呈先上升后下降趋势,宁油12号在中等肥力水平下适宜种植密度为12万-13.5万株hm^2。随着施氮量的增加,其分枝数、有效角果数、千粒重呈先上升后下降趋势,含油率呈下降趋势,蛋白质含量呈上升趋势,种植密度为12．75万株／hm^2的条件下,适宜施氮量为337．5kg／hm^2。     

甘蓝型油菜雌性不育突变体FS-M1的细胞学观察

1996年我们在油菜育种圃的宁油10号株系中发现了甘蓝型油菜(Brassicanapus)雌性不育突变体FS M1,并初步研究了其形态特征和生物学特性[1,2]。结果显示,FS M1雌性不育性状稳定且可遗传,花器官中子房扁平,柱头顶部分叉,柱头乳突细胞干瘪。结合对FS M1胚胎学研究结果,初步认为其柱     

油菜雄性不育恢复系恢复性能的研究

国内外对油菜雄性不育恢复系的研究大体上包括下列四个方面:(1)较多地集中于恢复源的寻找,指出从欧洲品种中较易获得对细胞质雄性不育系(简称为“CMS”)具有恢复能力的品种,但对细胞核雄性不育系(简称为“NMS”)的恢复源的研究则刚刚开始;(2)大多数研究者当获得育性恢复源后,即致力于恢复力与配合力的测定,从中选育强优组合;(3)有的研究指出,对CMS起恢、保作用的育性     

油菜抗咪唑啉酮性状的遗传及其应用

以抗咪唑啉酮类除草剂油菜M9选系M9-2、M9-3、M9-11、M9-14和MI CMS (陆奥-五十铃细胞质雄性不育) 恢复系N221、N340、N341为亲本材料配制杂交组合,研究抗性遗传。结果表明,咪唑啉酮抗性为显性性状,由1对核基因控制,抗性基因在F2和BC1群体遵循孟德尔遗传规律。因此,应用杂交、回交等常规育种方法可将抗性基因导入目标品种。     

核盘菌诱导下甘蓝型油菜宁RS-1 的SSH文库构建

以甘蓝型油菜宁RS-1为材料,用核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Bary)对6叶期幼苗进行接种。提取经核盘菌诱导前和诱导后的宁RS-1叶片mRNA,经反转录成cDNA,以及经过酶解后加接头和两次杂交,构建差异表达的抑制消减(SSH)cDNA文库。正向消减文库是以诱导后的宁RS-1 cDNA为tester,以正常的宁RS-1 cDNA为driver。所构建的正向文库重组率达到96.2%,反向文库重组率达到94.5%,文库容量均达到了2 190和2 780,表明所构建的文库质量良好。对从文库中随机挑取的克隆进行测序分析,获得了与抗病和代谢有关的基因,如γ-谷氨酰半胱氨酸酶基因、抗真菌蛋白基因、铁蛋白基因、ACC氧化酶基因等,为开展油菜抗菌核病重要功能基因的克隆和鉴定奠定了基础。