油菜遗传与种质创新利用研究课题组针对油菜品种改良问题和油菜产业新形势与新需求,围绕油菜育种、遗传和种质创新等研究方向,开展科研工作。2024年度,选育了一个新的双低常规油菜品种南农油1838,该品系完成了2023-2024年度江苏省联合鉴定评比试验,居试验排名第1位,所有试验地点都呈现显著增产效果。该品种种子芥酸0.11%,硫苷25.6%,含油量47.3%。平均亩产202.09公斤,增产17.59%;平均亩产油量95.5公斤,比对照增产24.27%。该品种属于常规品种,具有高产、高含油量、抗逆性强等特点。2024年度发表SCI论文1篇,获得授权发明专利1项。
课题组负责人: 管荣展 教授
一、研究进展
以矮杆突变体M176与双低高含油量中双11号,通过杂交育种,逐代自交,选择农艺性状优良,品质性状达到双低油菜标准,抗寒性强,抗病性和抗逆性较好的单株(家系)。至F7代以后,经过产量鉴定和农艺性状鉴定,育成稳定、双低、高产、抗逆性强、抗病性较好的油菜品种,命名为南农油1838。
综合2022-2024两年试验结果,12个试点比对照11增1减。两年试验平均亩产190.49公斤,比对照增产11.03%;平均亩产油量90.42公斤,比对照增产16.06%。芥酸含量0.19%,硫苷含量27.0μmol/g(饼),含油量 47.5%。
以甘蓝型油菜Bnuc1上卷叶位点的定位亲本ZS11和ZS11-NIL为材料,获得了含有典型的bHLH(basic helix-loop-helix)结构域的上卷叶基因BnUC1mut(BnaA05g18250D,与AtCFLAP2同源)。氨基酸序列比对发现BnUC1mut蛋白的第200位氨基酸由天冬酰胺(Asn,N)变成丝氨酸(Ser,S),该突变位于bHLH转录因子保守的二聚体结构域。在ZS11(中双11,亲本1)中过表达BnUC1mut基因,导致叶片上卷且具有光泽,表皮蜡质含量显著降低;在ZS11-NIL(中双11近等基因系,亲本2)中敲除BnUC1mut基因,致使上卷叶性状恢复成正常的平展叶,且表皮蜡质含量显著增加。蛋白互作分析表明bHLH结构域上N200S的突变削弱了BnUC1mut与VLCFA(超长链脂肪酸)蜡质生物合成相关基因启动子的结合能力,包括LACS1(长链酰基辅酶A合成酶1)、KCS20(β-酮酰基辅酶合酶20)、LTP11和LTP1(非特异性脂质转移蛋白11和1),导致VLCFA蜡质生物合成和脂质运输相关基因的转录水平急剧下降,扰乱了叶表皮蜡的正常积累,从而导致表皮蜡质积累减少和叶片上卷。因此,BnUC1通过调节LTP和与VLCFA生物合成相关的基因的表达来促进表皮蜡的形成。
采用250mmol/L NaCl盐处理对499份油菜种质进行耐盐性初步筛选,根据发芽数、出苗情况以及表型观察用定性的方法初步建立了油菜耐盐性筛选的近红外模型;进一步以200mM、250mM、300mM NaCl盐处理对214份种质材料进行耐盐性鉴定,筛选出耐盐材料12份。
二、科研产出
1. 发表SCI论文
[1] Ni,F., Yang, M., Chen, J., Guo, Y.F., Wan, S.B., Zhao, Z.S., Yang, S.J., Kong, L.N., Chu, P., Guan, R.Z. (2024). BnUC1 is a key regulator of epidermal wax biosynthesis and lipid transport in Brassica napus. International Journal o f Molecular Sciences, 25, 9533.
2. 获批专利
一种甘蓝型油菜低温雄性不育位点的分子标记及其引物对和应用。授权专利号:ZL202211296261.3,完成人:管荣展;杨茂;曹丽芳;陈俊;江小美。公告日:2024年4月12日。