油菜高产油量形成的分子解析
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摘要
油脂是人类赖以生存的三大类营养素之一,维护食用油供给安全是国家安全战略的核心之一。但目前我国食用植物油自给率仅为35%左右,严重威胁着食用油供给安全。我国油菜常年种植面积约1.1亿亩,菜籽油占国产油料作物产油量的55%以上,是国产植物油的第一大来源。然而,与加拿大等菜籽出口国相比,我国油菜产业存在着产油量不高的问题,制约了其国际竞争力。因此,提高油菜产油量对维护国家食用油供给安全具有重要意义,而油菜高产油量的形成主要是由籽粒产量和种子含油量共同决定的。油菜油脂积累发生在胚胎,但胚胎的油脂合成和积累并非是孤立的事件,整个过程依赖于其它母体组织如角果皮和种皮等。课题前期遗传学实验也证实油菜含油量受母体器官和细胞质效应影响显著。课题重点分析了角果皮光合作用和种皮蔗糖转运对种胚含油量的贡献和作用机制;比较具有显著细胞质效应品系间的线粒体和叶绿体基因组序列差异,发掘出影响含油量的细胞质基因。油菜单株产量由单株角果数、每角果籽粒数以及粒重三个产量构成因子决定。课题利用千粒重差异显著的甘蓝型油菜品系zy72360和R1以及关联群体,通过连锁分析、关联分析、亲本序列比对和转基因验证,最终确定ARF18是调控粒重和角果长度的目标基因,该基因的过量表达可使粒重变异15%,而角粒数保持不变。研究表明,ARF18是调控生长素反应基因表达的一种转录因子,具有转录抑制活性。
引文