油菜对超高密度直播的响应与产量构成性状分析

油菜种植密度是影响群体产量最重要的因素之一,我国油菜品种区试和生产推荐的种植密度一般为30万~45万株/hm^(2),但因天气和土壤条件较差,会影响油菜出苗。长期以来,油菜种植农户形成了大幅度增加播种量的播种习惯,如湖北、湖南和江西等农户播种量达7.5 kg/hm^(2),出苗密度达到180万株/hm^(2)以上,现有品种是否适应这种超高密度种植尚不清楚。本研究参照农户种植习惯,对54个油菜品种(系)按随机区组设计,模拟生产超高密度群体,分析不同油菜品种在超高密度种植下的收获密度、主要农艺性状差异、产量及产量构成等重要性状。结果表明,超高密度直播下品种的无效单株密度、分枝角果数、有效单株密度和产量等性状遗传变异很大,其中株高、每角粒数、单株地上部重、有效单株密度与产量呈显著或极显著相关。高产品种与低产品种相比,高产品种的平均产量增产达67.6%,平均有效单株密度、单株地上部重、株高、茎粗、主花序角果数、角粒数和千粒重等性状显著或极显著提高。多元相关分析表明,有效单株密度、角粒数和单株地上部重与产量的关系达显著水平,其中有效单株密度对产量的直接作用最大,通径系数为0.6849,其次为单株地上部重、株高、角粒数和千粒重等。不同品种能形成不同的有效单株密度,当有效单株密度范围在70万~120万株/hm^(2)时单产最高,表现出较高的单产水平。为适应实际农民超高密度直播方式,建议生产上应针对性开展适应超高密度直播的品种筛选试验与示范,育种方面重点提高有效单株密度的形成能力、角粒数和角果数,加强对品种苗期生长速度、单株地上部重、角粒数、千粒重等性状选择。

长江流域冬油菜品种产量构成及育种策略分析

为提高长江流域油菜育种效率,根据2018-2020国家冬油菜品种试验结果,利用方差分析、相关分析及通径分析等方法分析了长江流域油菜农艺性状、产量的构成差异,以探讨我国长江流域油菜育种策略。结果发现,长江上游组中密度、株高、每角粒数、苗期长势以及抗倒性与油菜产量显著正相关,病情指数与产量显著负相关,单株有效角果数对产量直接通径系数最大,为0.665;长江中游组株高、每角粒数、千粒重、抗倒性和苗期长势与油菜产量显著正相关,病情指数和全生育期与产量显著负相关,单株有效角果数对产量直接作用最大,为0.529;长江下游地区产量与株高、有效分枝数、单株有效角果数、千粒重、生育期和苗期长势显著正相关;密度、病情指数与产量负相关,对长江下游地区产量影响最大的是千粒重,直接通径系数为0.694。综合考虑,在育种策略上应加强群体选择;其中,长江上游和中游地区在常规选择基础上,要加强角粒数和抗倒性选择;长江下游地区应该在保障单株有效角果数前提下注重籽粒千粒重选择。

播种期降水偏多对油菜重要农艺性状和产量的影响

为了解播种期降水偏多对油菜产量的影响,选用10个国家区试高产优质油菜新品种,分析正常年份(2019/2020)与降水偏多年份(2020/2021)在长江中游11个生态点的重要农艺性状、产量、品质和抗性,评估2020/2021年减产原因。通过正常年份与渍害年份逐月降雨量、温度等气象数据变化与产量与农艺性状变化进行相关和回归分析,结果发现,即使在正常排灌情况下,灾害年份油菜产量显著下降,播种期平均推迟11.5 d,生育期缩短11.2 d,产量和产油量分别极显著下降21.8%和23.2%。其中油菜株高、单株有效角果数和收获密度分别下降9.2%、21.1%和6%,均达到显著或极显著水平,而含油量、芥酸、硫苷、千粒重、角粒数、菌核病病指等性状变化不显著。回归分析表明,10月降雨大幅增加、形成渍害是减产的直接原因,而次生灾害如降雨导致播期推迟、秋季气温偏低和冬季降水减少导致的间接影响更大,对减产的贡献分别达到25.4%、50.5%和33%。对10个品种的产量和产油量分析,耐渍品种的选择应综合考虑正常年份产量、耐渍指数和含油量等指标,其中H1951、越优577、9zyYP12等品种正常年份产油量比对照增产11%~16.5%,灾害年份比对照增产5.4%~18.4%,生产上在做好开沟降渍的同时,抢播早播并增加密度可有效提高产量,有利于最大程度减轻灾害损失。

海甘蓝发育种子中FAE1的表达模式与芥酸积累

为了探究海甘蓝控制超长链脂肪酸合成的关键基因FAE1的表达模式及其对发育种子中芥酸合成的影响,针对已克隆的5个FAE1同源基因(CaFAE1-1~CaFAE1-5),以苗期根、茎、叶及不同发育时期(花后5~25 d)的种子为材料,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析其表达模式;并采用气相质谱技术(GC-MS)检测不同发育时期种子中的脂肪酸相对含量,重点探讨不同CaFAE1基因表达量与种子芥酸含量的相关性。结果表明,相对种子而言,5个CaFAE1基因在根、茎、叶组织中的表达水平极低;而在花后5~25 d种子中,CaFAE1-3的表达量均为最高,且随种子发育进程呈逐渐升高趋势;其他4个CaFAE1基因的表达量均呈先升后降趋势,均于花后20 d达到最高值,随后CaFAE1-5和CaFAE1-4表达量迅速下降。GC-MS分析结果表明,花后5~15 d种子中,长链饱和脂肪酸C16∶0和C18∶0及单不饱和脂肪酸C18∶1相对含量均显著高于超长链脂肪酸含量,随后其含量快速下降,表明CaFAE1以C18∶0和C18∶1为底物的脂肪酸碳链延长主要发生在花后15 d及以后,且终产物主要为C22∶0和C22∶1。CaFAE1基因表达量与脂肪酸组分含量相关性分析结果表明,在花后5~25 d种子中,5个CaFAE1的表达量均与超长链脂肪酸含量呈正相关,且CaFAE1-1、CaFAE1-2和CaFAE1-3与芥酸相对含量呈显著或极显著正相关。由此推测,多拷贝、高活性FAE1的高水平表达可能是海甘蓝种子中芥酸含量高的主要成因。

14-羟基芸苔素甾醇生长调节剂对油菜生长和产量的影响

[目的]14-羟基芸苔素甾醇相比其他芸苔素甾醇类化合物,生物活性提高50%以上,探明14-羟基芸苔素甾醇对油菜种子和包衣药剂的影响,对建立高效新型油菜种子处理技术,促进油菜绿色高产高效生产具有十分重要的意义。[方法]以14-羟基芸苔素甾醇调节剂与包衣杀虫剂处理甘蓝型中熟冬油菜品种(阳光2009)和短生育期早熟品种(阳光131)种子,调查种子发芽、苗期生长量、产量和抗虫性等性状,分析不同环境、品种、植物生长调节剂之间的互作效应。[结果]14-羟基芸苔素甾醇调节剂处理种子后,在不同主产区,不同品种油菜受不同拌种处理的影响不一致,早熟油菜发芽受拌种处理影响不显著,而中熟油菜呈极显著差异。0.0075 mg·L^(-1)的14-羟基芸苔素甾醇比芸苔素内酯具有更强的生物活性,0.015 mg·L^(-1)的14-羟基芸苔素甾醇与芸苔素内酯差异不显著,0.0075和0.015 mg·L^(-1)的芸苔素内酯分别平均增产5.19%和8.15%,0.0075和0.015 mg·L^(-1)的14-羟基芸苔素甾醇分别平均增产11.98%和5.50%。14-羟基芸苔素甾醇调节剂与噻虫胺(种卫士)和噻虫嗪(苗得意)等包衣剂复配对油菜苗期生长均具有显著促进作用,独立使用种卫士和苗得意分别增产4.7%和4.6%,0.0075和0.015 mg·L^(-1)的14-羟基芸苔素甾醇与种卫士复配分别增产6.8%和3.3%,与苗得意复配分别增产3.5%和8.2%。抗虫性试验表明,添加植物生长调节剂不会影响噻虫嗪类种衣剂的防虫效果。[结论]14-羟基芸苔素甾醇调节剂拌种对早期油菜生长具有积极促进作用,能显著提高油菜生长速度和产量。为适应不同产区、品种的互作效应,需要针对性地利用调节剂优化种子处理技术,推动我国油菜产量显著提升。

甘蓝型油菜苗期响应渍害胁迫的生理调控机制

长江流域是中国油菜主产区,该区域常年湿润多雨,且产区实行油菜-水稻轮作制度,导致渍害频发。为明确甘蓝型油菜(Brassica napus L.)对苗期渍害的响应机制,本研究采用盆栽试验,以强耐渍品系YZ12、中等耐渍品系YZ45和不耐渍品系YZ59为试验材料,研究苗期淹水对油菜表型性状、生理特性、光合作用、相关基因相对转录水平等的影响,同时分析了外源激素抑制剂对油菜渍害胁迫的影响。结果表明,淹水胁迫严重抑制油菜生长,根系活力可作为衡量淹水胁迫对油菜生长影响的指示指标。根细胞超微结构观察发现,淹水胁迫导致油菜根系细胞发生质壁分离及细胞器破碎解体,强、中耐渍油菜的细胞器受损程度较小,能够在淹水胁迫中维持较为正常的细胞形态;淹水胁迫下根部细胞骨架相关基因Bnamicrotubule1.A3、Bnatubulin-α2.C3、Bnatubulin-β7.C6、Bnalamin-like.A2相对转录水平显著下调至对照水平(CK)的0.2~0.5倍;无氧呼吸相关基因BnaPDC.C9、BnaLDH.A1、BnaADH.A7表达量显著升高,为CK的3~6倍,且在中、强耐渍油菜中诱导表达水平更高。过氧化物酶(peroxidase,POD)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性随淹水时间延长呈先升后降趋势,过氧化氢酶(catalase,CAT)活性和丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量呈升高趋势,其中强耐渍品系抗氧化酶活性相对较高,而MDA增幅较小。淹水胁迫严重影响油菜叶片光合效率及叶绿素含量,导致油菜叶绿素含量、光合速率、气孔导度和蒸腾速率显著下降,胞间CO_(2)浓度显著升高,且不耐渍品系变化幅度相对较大。淹水胁迫导致油菜乙烯(ethylene,ET)和脱落酸(abscisic acid,ABA)含量显著升高,其中强耐渍品系ET含量较高,不耐渍品系ABA含量较高;强耐渍品系的ET信号相关基因BnaACO1.C8、BnaERF73.C6相对转录水平显著上调,不耐渍品系ABA合成相关基因BnaZEP.A7相对转录水平上调。外源喷施激素抑制剂可改善淹水胁迫对油菜的伤害,但不同外源激素抑制剂效果差异明显。综上,不同耐渍性甘蓝型油菜苗期对淹水胁迫响应在表型、生理代谢、光合、激素和基因转录水平存在差异。甘蓝型油菜通过调控细胞骨架、无氧呼吸、激素代谢相关基因的相对转录水平,引起植株内抗氧化酶活性、激素水平、光合效率、根部超微结构及根系活力改变,进而响应淹水胁迫。

不同类型甘蓝型油菜耐迟播生长能力差异分析

利用双季稻、再生稻和迟熟粳稻茬口种植油菜,会遇到播期推迟后营养生长期气温较低,秋冬季发育缓慢的问题,产量因此偏低。为选育耐迟播油菜品种,选择不同熟期类型的48份甘蓝型油菜资源,设计迟播(11月11日)条件下的室外营养液水培和田间直播试验,测定秋冬季的生物量及田间产量等指标,比较其迟播条件下的生长能力。室外营养液水培结果表明:它们的低温生长量存在丰富的遗传变异,移植后30 d、60 d、90 d的生物量积累均与成熟期单株产量显著正相关。早熟、中熟型30 d、90 d生物量显著少于晚熟型;早熟型60 d生物量显著少于晚熟型;晚熟型30 d叶片SPAD值显著大于早熟、中熟型。为选育耐迟播油菜品种,油菜育种上可以在移植后30 d对植株生物量积累能力进行重点选择,以提高育种效率。田间直播结果表明:早熟型单株产量显著低于中熟型。通过比较不同生态类型油菜在迟播条件下的苗期生物量积累规律,为油菜迟播高产栽培和品种选育提供了理论指导。

长江中游南部油菜产区低产原因及育种对策

为明确长江中游南部地区影响油菜产量的关键气象因子,提高油菜育种效率,本文以长江中游2018-2020三年试验点的气象数据及参加国家冬油菜品种试验的106个油菜品种为基础数据进行分析。结果表明:相同油菜品种栽培条件下,南部地区的单产为2307.15 kg/hm^(2),比北部偏低25.28%,其中千粒重、每角粒数、有效分枝数和菌核病病情指数差异最大,分别降低16.09%、4.43%、9.19%和27.84%。通径分析表明南部地区油菜品种产量构成与北部显著不同,南部地区对小区产量直接作用大小依次为有效分枝数(0.2538)>千粒重(0.2887)>每角粒数(0.1469)>菌核病病情指数(-0.3981),北部地区对小区产量直接作用大小依次为全生育期(0.5798)>单株有效角果数(0.2128)>每角粒数(0.1624)>千粒重(-0.1630)。气象因子与产量回归分析表明,南部地区油菜产量与11月平均温度显著负相关,1月和3月昼夜温差显著正相关,11月和12月最低温显著负相关,2月和4月最低温极显著正相关,2月和4月降雨量显著负相关。从整个生育期看,长江中游南部地区主要影响油菜产量气象因子为昼夜温差、最低温度和降雨量。育种策略中,南部地区除了选育耐高温性和耐渍涝的油菜品种外,还应加强对千粒重、有效分枝数、每角粒数的选择,为进一步提高南部地区油菜单产提供理论依据。

不同耐湿基因型甘蓝型油菜苗期对缺氧胁迫的生理差异响应

目的试图阐明不同耐湿基因型甘蓝型油菜苗期对缺氧胁迫的生理差异响应。方法试验采用不同耐湿基因型的甘蓝型油菜材料,对发芽种子和幼苗(3叶期)缺氧处理,测定种子发芽性状和幼苗可溶性糖、脯氨酸、相对电导率、丙二醛(MDA)、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性等生理指标。结果表明耐湿与不耐湿基因型相比具有显著的差异。缺氧处理后耐湿材料发芽种子具有较高的相对发芽率、相对苗长、根长、苗重和活力指数,而相对电导率较低。3叶期幼苗缺氧处理后,耐湿材料可溶性糖和脯氨酸含量提高幅度显著高于不耐湿材料,MDA和相对电导率则显著较低;耐湿基因型POD活性显著提高,CAT活性显著降低,SOD酶活性有较大幅度提高并显著高于不耐湿材料;不耐湿基因型则相反,POD活性显著降低,CAT活性显著提高,SOD酶活性幅度提高较小。结论缺氧胁迫下,甘蓝型油菜耐湿基因型能显著增加渗透调节有机物含量,同时启动活性氧清除系统,减少膜脂化程度,提高抵御缺氧胁迫。

甘蓝型油菜耐湿性的遗传差异鉴定

9个不同遗传背景的甘蓝型油菜品种(系)在室内进行发芽种子水淹和春季田间模拟湿害条件下,研究油菜对湿害胁迫的耐湿遗传差异。结果表明,不同油菜品种(系)对湿害具有较大的遗传差异。发芽种子湿害胁迫后,耐湿品种中双8号和中双9号等品系(种)具有较强的耐湿性,表现为发芽湿害处理后活力指数、成苗率、相对苗长、相对根长和相对苗重等显著高于其他品种,田间湿害后单株有效果数、每角粒数和单株粒重的降低程度显著低于其他品种,而且千粒重显著提高,含油量和蛋白质变化不显著。不耐湿的品种如GH01等活力指数、相对苗长、相对苗重、单株粒重、每角粒数含油量等显著降低,蛋白质含量显著提高。相关分析表明,发芽种子耐湿活力指数与花期田间湿害后的产量性状耐湿指标具有显著或极显著的相关关系。

2008年长江流域油菜低温冻害调查分析

2008年1月,我国遭受了严重冰雪低温灾害,对冬油菜生产造成了严重的影响。对全国受灾地区油菜种植户进行的随机抽样调查表明,受灾面积约占全国冬油菜面积77.8%,主要包括湖北、湖南、江西、安徽、江苏、浙江、上海、贵州、云南、广西等省。在受灾区随机抽样调查10050株油菜中,未发生冻害的油菜占22%,1、2级的轻度和中等冻害分别占34.4%和30.7%,3、4级的严重冻害和致死冻害分别占11.9%和1%,平均冻害指数为33.9。冻害最严重的地区主要分布于北纬27°左右的长江流域范围内,包括湖南西部和南部、广西北部、江西南部、浙江南部、贵州、云南北部等。根据灾后考察,主产区绝大部分油菜恢复较好,预计冻害影响将造成全国冬油菜产区单产比去年减产10.9%。但由于冬油菜播种总面积增加17%,四川、重庆、黄淮等未受冻害,总产仍可比去年增加4.3%左右。根据2008年油菜冻害防治的经验和教训,今后应大力选育和推广抗寒耐冻的新品种,并加强油菜田间种植管理;通过适期播种、合理施肥、中耕培土、摘薹等生产措施提早预防。

甘蓝型黄籽油菜RAPD和种皮色素遗传多样性

以不同遗传背景的 14个甘蓝型黄籽油菜为材料 ,通过分析种皮内色素的种类、色素含量、蛋白质与含油量、RAPD标记等 ,研究了甘蓝型黄籽油菜资源的遗传多样性。结果表明 ,影响种皮色泽的色素主要为黑色素和花色素 ,根据其含量的不同 ,可分为高花色素类、高黑色素类和低色素类等 3个类群。其中 ,高花色素类的种子种皮花色素含量 >2 .5 4mg·g-1DW ,种子呈纯黄或橙黄色 ;高黑色素类种子的种皮色素含量 >178.4U(A2 90mm) ,种皮呈浅黑色 ,种子颜色为黑黄色 ;低色素类种子种皮的黑色素和花色素含量均较低 ,种皮半透明 ,种子部分因显现出胚的颜色而呈纯黄、绿黄或褐黄色。种子含油量为 36 .2 %～ 45 .5 %,蛋白质含量达 2 1.1%～ 2 7.7%,二者呈极显著负相关。对RAPD扩增结果进行UPGMA分析 ,发现甘蓝型黄籽油菜DNA存在着丰富的多态性 ,遗传相似系数为0 .2 5～ 0 .90 9,14个甘蓝型黄籽油菜材料可被划分为 2个类群。

脱乙酰化几丁质的乙酰化程度对诱导油菜抗性的影响

对甘蓝型油菜“西农长角”发芽 5d的幼苗子叶进行涂抹抗性诱导效应及基机理的影响研究表明 ,脱乙酰化几丁质对抗性的诱导与水扬酸 (SA)相似 ,但乙酰化程度对诱导效果有显著的影响并体现出一定的规律性。苯丙氨酸解氨酶 (PAL)活性随乙酰化程度增加而提高 ;而几丁质酶活性则随乙酰化程度增加而下降 ,只有完全脱乙酰化 (D .A .为 0 % )的 10B和GC能诱导酶活性提高 ,而D .A .为 10 %、2 0 %、30 %的 7B、8B和 9B则表现出抑制作用 ;过氧化物酶(POD)活性都能被诱导而比对照高 ,但乙酰化程度的影响不显著。

计算机图像识别鉴定油菜种子颜色

为了更加方便准确全面地评价油菜种子籽粒颜色,研究探索了种子颜色计算机识别技术鉴定法。采用数码照相机采集油菜种子的原始图像,根据曝光时间计算矫正系数,用Abode Photoshop CS对图像进行三原色识别。随机提取20粒种子的RGB值,加权平均后得到RGB平均值,再将RGB平均值转化为HSB系统,获得色相(Hue)、亮度(B rightness)和饱和度(Saturation),并对种子颜色进行评价。28个不同颜色的油菜种子测定结果表明,HSB各因素与颜色等级(C I)成极显著正相关。以H和B值对不同类别的黄籽油菜进行分类,可以明显地将肉眼无法判别差异的纯黄籽区分出来。与肉眼鉴定的颜色等级相比,国际颜色标准RGB、HSB中的各因素均成极显著相关关系,且精度大大提高,较为全面地反映了籽粒颜色的色相(颜色种类)、亮度和色彩强度(饱和度)的全面指标。

甘蓝型油菜同品系黄籽与黑籽间发芽生理的差异

以不同遗传背景的甘蓝型黄籽油菜中分离出的黄籽和黑籽为材料，测定发芽期间幼苗的发芽、生长、硝酸还原酶（ＮＲ）活性、根活力、糖和蛋白质含量等生理生化指标。结果显示，不同遗传背景的黄籽品系之间各指标大都存在极显著的差异；黄籽和黑籽相比，黄籽的ＮＲ活性和根活力显著低于黑籽，而非还原糖和苗重却极显著高于黑籽，但个别黄籽品系具有较高的ＮＲ活性。

化学杂交剂对油菜胞质不育系波利马育性的影响

用杀雄剂２号在造胞细胞阶段、花粉母细胞减数分裂期和单核期处理波利马细胞质不育系油菜Ｌ１７Ａ。结果表明，以０．００７５％和０．０１％的杀雄剂在花粉母细胞减数分裂期和单核期处理，初花期无花粉型不育株的比例和天然异交率明显提高，自交结实率、结果率、单株粒数和单株有效果数显著降低，但对制种产量无明显影响。说明杀雄剂２号能在花粉母细胞减数分裂期和单核期阻断微量花粉的正常发育，减少甚至消除微量花粉。

油菜双重不育系活性氧清除酶的特点

以细胞质不育系 ( CMS) L1 7A及保持系、细胞核不育两系 ( GMS) L1 8AB为对照 ,对甘蓝型油菜细胞质 +细胞核双重不育系 ( GCDMS)品系 GCDA-2测定花药和花蕾中的丙二醛 ( MDA)含量 ,过氧化氢酶( CAT)、过氧化物酶 ( POD)和超氧化物歧化酶 ( SOD)等氧清除酶活性。结果表明 :细胞核 +细胞质双重不育系中的两类不同育性类型的不育株中 ,质不育株 GCDA-2 BA与细胞质不育系类似 ,MDA含量、CAT和 SOD酶活性较高 ;核不育株 GCDA-2 HA与细胞核不育株较为相似 ,花药和花蕾中清除酶活性较高 ,而 MDA较低。GMS的 MDA含量较低 ,说明其膜脂化程度较低 ,这与

油菜几丁质酶的特点及其与抗菌核病的关系

通过测定甘蓝型油菜西农长角几丁质酶对底物的特异性等性质 ,结果表明 ,几丁质酶以脱乙酰化几丁质 7B(乙酰化程度为 30 % )为底物时活性最高 ,而对 8B ,9B ,10B(乙酰化程度为 2 0 % ,10 % ,0 % )和菌核菌细胞壁的活性较低。几丁质酶活性的最适宜反应温度为 30℃～ 40℃ ,并在 2 5℃以下时活性大大降低 ,这与菌核菌生长和入侵的最适温度15℃～ 2 5℃不一致。西农长角的种子中几丁质酶的活性很强 ,发芽后逐渐下降 ,到第 5天时开始提高。研究还发现 ,不同类型和抗性油菜材料的几丁质酶活性和对菌核菌的抗性间存在相关关系 ,相关系数达显著水平 ,这表明几丁质酶在提高油菜的抗菌核病能力起着重要的作用。

油菜双重不育系花蕾中糖和蛋白质代谢特点

以甘蓝型油菜细胞质不育 (CMS)和细胞核不育 (GMS)为对照 ,对油菜双重不育系 (GCDMS)品系GCDA - 2花蕾中糖和蛋白质的含量进行测定。结果表明 ,GCDA - 2与CMS和GMS相似 ,比其相应的保持系都有较高的糖和较低的蛋白质含量 ,表明花粉败育的同时 ,营养代谢也发生了紊乱。CMS与GMS的差异达极显著水平 :GCDA群体则介于二者之间 ,核不育株GCDA - 2HA与GMS在糖和蛋白质的表达上是一致的 ,而与CMS有一定差异 ;GCDA中质不育株GCDA- 2BA与CMS相似 ,而与GMS的保持系完全不同 ;说明在GCDA中 ,当双隐性核不育基因呈杂合状态时 ,细胞质不育核基因对糖、氮代谢起作用 :当两套不育系统的核基因都起作用时 。