甘蓝型油菜磷、硼高效基因型的筛选及营养生理研究

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1、西南大学硕士学位论文甘蓝型油菜磷、硼高效基因型的筛选及营养生理研究姓名：谢景梅申请学位级别：硕士专业：作物遗传育种指导教师：李加纳20120601摘要甘蓝型油菜磷、硼高效基因型的筛选及营养生理研究作物遗传育种专业硕士研究生谢景梅指导教师李加纳博导、教授摘要甘蓝型油菜(日m，，fcW疗印淞，从CC，2n-4x-38)是世界上的第二大油料作物，也是我国五大油料作物之首。但它对磷、硼缺乏很敏感，并表现出基因型差异。磷是植物生长发育所必需的大量营养元素，对植物的光合、呼吸、抗逆、产量和品质性状有着重要影响。虽然多数土壤中总磷含量都不低，但有效磷

2、缺乏，多数土壤中仅有2岬。儿，己成为世界作物的重要限制因子之一．为了降低磷缺乏对植株生长发育的影响，确保产量和品质，全世界每年要施用约3500万吨的磷肥，其中80％被酸性土壤中的铁／铝氧化物及石灰性土壤中的碳酸钙化合物所固定，使土壤中有效磷的含量只有全磷含量的l／200～l／500。不同的作物和作物品种对低磷土壤的适应能力存在差异，仅有少数作物和作物品种吸收和利用磷素的能力较强。因此，筛选磷高效基因型品种，提高作物对土壤中储备态磷的利用效率，对于减少磷肥消费量和保护农业生态环境具有重要意义。此外，长江流域是我国油菜的主产区，也是世界上最

3、大的油菜生产带，油菜种植面积和总产量均占全国的80％以上。但是由于该地区土壤偏酸，储备态磷富集比较严重，导致有效磷缺乏，准确筛选磷高效基因型材料，提高油菜对磷的利用效率成为解决这一问题的关键。硼是植物生长发育所必需的另一重要元素，油菜缺硼往往“花而不实”，是导致油菜减产甚至绝收的又一限制因子，但是硼过量会对植物产生毒害。土壤有效硼的缺乏是世界性问题，据报道约有80个国家的132种植物出现缺硼症状，全世界每年硼肥施用面积约为1．5×107hm2。当土壤有效硼缺乏时，油菜、小麦等主要农作物均生长发育不良，结实率显著下降。然而，植物对硼适宜浓

4、度的范围很窄，一旦土壤有效硼浓度偏高，就可能对植物产生毒害。不同植物或同一植物的不同品种在耐低硼胁迫或硼毒的能力上存在显著的基因型差异。硼高效基因型的筛选成为解决问题的关键，一方面可以克服有效硼的缺乏，另一方面可以克隆硼高效吸收利用和耐硼毒的基因．本研究引入了ToPSIS综合分析方法，寻求并验证营养液培养试验苗期与磷、硼营养相关的指标，根据苗期与磷、硼营养相关的形态和生理指标进行综合排序分析，然后结合沙基质培养和田问试验结果，对甘蓝型油菜磷高效基因型品系和硼高效基因型品系进行了筛选，获I西南大学硕十学位论文得了磷高效基因型品系P67，硼

5、高效基因型品系P67和Pll9，说明P67同为磷高效和硼高效基因型品系。具体研究结果如下：I．试验探索出了营养液培养的筛选效果较佳的有效磷、硼浓度和培养时间利用已证实的磷高效品系w17和磷低效品系w39进行了不同磷浓度范围以及不同培养时间的营养液培养，最终得到了甘蓝型油菜磷高效品种和低效品种筛选的最佳磷(Pi)浓度范围，在磷浓度为lO岫on。～lmmo儿时，磷效极端型品系的筛选效果更为显著，筛选时只需选择1个该范围内的浓度，不必再设置不同浓度的磷处理，单因素磷水平筛选大大减少了筛选的工作量。同理得出，营养液培养的最佳苗期筛选生长期为30

6、天，硼效极端型品系的最佳筛选硼浓度为0．001-o．005mg，I(g。2．利用TOPSIS法筛选出典型的磷高效甘蓝型油菜品系P67以124个经田间初步筛选的不同磷、硼营养效率代表品系为材料，在低磷和常磷条件下进行营养液培养试验，通过研究证明苗期根长、单株鲜重、单株干重、根冠比、单株全磷含量、冠部和根部酸性磷酸酶活性以及硼含量8个指标与磷营养效率相关程度较高，引入ToPSIS法进行综合排序，筛选出了磷高效甘蓝型油菜品系P67、磷偏高效甘蓝型油菜品系P40、磷低效甘蓝型油菜品系P6以及P107等3个磷偏低效甘蓝型油菜品系。3．利用ToPs

7、IS法筛选出典型的硼高效甘蓝型油菜品系Pll9硼高效基因型甘蓝型油菜品系的筛选方法与磷高效基因型甘蓝型油菜相似，在低硼和常硼条件下进行营养液培养试验，通过研究证明苗期根长、单株鲜重、单株干重、根冠比、单株全磷含量和硼含量6个指标与硼营养效率相关程度较高，。弓1入ToPSIs法进行综合排序，筛选出了硼高效甘蓝型油菜品系Pll9、磷偏高效甘蓝型油菜品系P67。4．利用ToPSIS法对营养液培养试验、沙基质培养试验和田间试验进行综合比较3种基质的筛选结果综合比较知：营养液培养试验、沙基质培养试验和田间试验的结果基本吻合，获得了典型的磷高效、硼

8、高效甘蓝型油菜品系P67和磷低效、硼低效甘蓝型油菜品系P107以及硼高效甘蓝型油菜品系Pll9、磷低效甘蓝型油菜品系P6。一定程度上说明了磷高效和硼高效间的紧密连锁性，有待进一步分子水平的研究。同时，对营养