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1、植物学通报ChineseBulletinofBotany2007,24(4):435-443,www.chinbullbotany.com.综述.油菜油脂研究进展*张垚,李云昌,梅德圣,胡琼中国农业科学院油料作物研究所国家油料作物改良中心,农业部油料作物遗传改良重点实验室,武汉430062摘要油菜(Brassicanapus)是世界范围内重要的油料作物,是植物油脂的第三大来源,其种植面积和总产量在油料作物中占有相当大的比例。我国油菜品种油脂含量普遍较国外低2-5个百分点,而油脂含量每增加1个百分点对产油量提高的贡献,相当于菜籽产量提高2.5个百分点。因此提高油菜油脂含量是解
2、决油菜生产效益低的重要途径之一。本文综述了油菜油脂研究的状况,包括油脂积累的遗传学基础、油脂合成途径和调控、油脂含量的QTL定位及油脂含量与品质性状的遗传相关性,同时展望了油菜油脂研究前景,以期为油菜油脂含量的品种改良提供科学指导。关键词油菜,油脂含量,品质,品种改良张垚,李云昌,梅德圣,胡琼(2007).油菜油脂研究进展.植物学通报24,435-443.油菜(Brassicanapus)是世界范围内重要的经济作个热点。物,在我国则是第一大油料作物,是食用植物油和优质蛋白的重要来源。据统计,我国菜籽油消费量约占食用植1油脂含量的遗传基础物油消费量的35%,菜籽饼粕消费量约占
3、植物饼粕消费量的25%。提高油菜产油量和改善油脂品质一直是油油脂含量受少数几对基因控制,易受环境因素的影响菜品质育种的主要目标。(GutierrezBoemetal.,1996;Jensenetal.,1996;Si最近20年来油菜品质育种工作取得了很大发展,已etal.,2003)。由于其遗传规律较为复杂,前人关于油顺利完成了由双高(高芥酸、高硫代葡萄糖甙含量)到优脂含量遗传的研究结果不尽一致。有观点认为子代油质双低、由常规品种到杂交品种的过渡(傅廷栋,脂含量受母体基因型影响较大(周伟军等,1995;甘功勋2004)。品质育种的目标正逐步向提高油脂含量方面转和林树春,19
4、97)。还有的认为F1代油脂含量受胚基因变。据分析,对单位面积产油量而言,油菜油脂含量每型和母体基因型共同影响,而F2代油脂含量主要由自身提高1%,相当于增产菜籽2.5%。目前,国外油菜品种基因型控制(王通强,1992)。但多数研究结果都支持F1的油脂含量大约为42%-45%,少数甘蓝型油菜品种油代油脂含量主要受母体基因型影响的观点(Hometal.,脂含量已达47%,而我国油菜品种的平均油脂含量为2003,2004;Wuetal.,2006)。如Wu等(2006)以840%左右。近5年来,我国油菜高油脂含量品种虽呈上个甘蓝型油菜亲本及其F1、F2代群体为研究对象,利用升趋
5、势,但低油脂含量品种仍然占有较大份额(李云昌等,数量性状遗传模型分析了油脂含量的遗传效应,指出油2006)。这势必导致油菜业经济效益低下,影响农民种脂含量同时由胚基因型、细胞质效应、母体基因型以植油菜的积极性,限制油菜种植面积的进一步扩大。因及基因型与环境的互作共同控制,其中细胞质效应和母此,提高油菜品种油脂含量是提高生产效益的重要途体效应对油脂含量影响较大。这些研究结果表明,选育径。目前,如何提高油脂含量已成为油菜育种研究中的高油脂含量的品种需用高油材料为亲本,尤其是利用具技术难点之一,也是当前国际上植物基因工程研究的一有高油特性的母本,且在早期世代中对高油脂含量进行收稿
6、日期:2006-07-05;接受日期:2006-12-06基金项目:湖北省“十一五”科技攻关重大项目(No.2006AA206A01)和农业部948项目(No.2003-Q04)*通讯作者。E-mail:huqingy@public.wh.hb.cn436植物学通报24(4)2007选择更为有效。成、3-磷酸甘油的生成以及两者的脱水缩合3个阶段。在遗传力研究方面,普遍认为油脂含量具有数量性植物脂肪酸合成主要在质体中进行(Ohlroggeand状的遗传特点,遗传力较高,受到加性效应和显性效应共Browse,1995)。在种子的发育过程中,蔗糖作为合成同影响,符合加-显遗传模型
7、。但由于研究材料和研究脂肪酸的主要碳源,从光合器官转运到种子细胞中,通过方法的不同,结论也有所差异。Grami和Stefansson糖酵解途径转变成己糖,并氧化成脂肪酸合成的前体物(1977)利用夏油菜为研究对象,指出油脂含量的广义遗乙酰辅酶A(Nikolauetal.,2003)。随后,乙酰辅酶A在传力和狭义遗传力较低,分别仅为26.3%和16.3%。但乙酰辅酶A羧化酶(acetyl-CoAcarboxylase,ACCase)很多学者持相反意见,如德国学者Röbbelen和Thies的催化下,形成丙二酰单酰辅酶
