油菜氮高效种质的筛选及高效机制

论文摘要

油菜是我国重要的油料作物,在我国以甘蓝型油菜为主。甘蓝型油菜籽粒产量高,但是需氮量也大,而大量施用氮肥会造成农业成本的增加,甚至引起环境污染等问题。通过筛选氮高效材料,明确氮高效机理,改良油菜品种,从而提高油菜的氮利用效率,是从根本上解决这一矛盾的最佳方法。本试验以白菜型油菜、芥菜型油菜、甘蓝型油菜以及种间杂交衍生而来的新型甘蓝型油菜为研究对象,在高氮和低氮两种氮处理下,考察材料的产量构成因子以及农艺性状,评价三类油菜的氮效率特征,并从中初步筛选出具有氮高、低效特性的材料。再对筛选出的材料,进行苗期水培和盆栽营养试验,通过多种生理生化指标的测定与分析,来探索高效材料的高效机理。得到如下结果：1.通过大田试验,发现甘蓝型油菜在高氮和低氮条件下都有最高的籽粒产量,为农业生产的首选材料。三类油菜的氮效率排序为：白菜型油菜>芥菜型油菜>甘蓝型油菜。白菜型油菜和芥菜型油菜可以为甘蓝型油菜的改良提供优良的基因来源。2.新型甘蓝型油菜具有丰富的遗传变异性,从中筛选获得氮效率系数极高的品系：M9C144-2和M9C104-1,其氮效率系数分别为0.88和0.98,远高于平均水平。3.新型甘蓝型油菜具有很大的氮效率潜力,但是使材料达到足够的纯合度,是挖掘其潜力的前提。目前已经得到自交F5代的品系26份,通过小孢子培养获得的DH系种子46份,为进一步的深入系统研究提供了基础。4.通过大田营养试验,筛选得到白菜型油菜氮高效材料782004-1；芥菜型油菜氮高效材料M9H005；甘蓝型油菜氮高效材料M9C104-1和M9C144-2,氮高潜力型材料09-崇31、QY-10和09-崇32,以及氮低效材料NY-7和Westar。5.对筛选得到的不同氮效率类型甘蓝型油菜进行营养液培养和盆栽土培试验,考察相关生理生化指标。结果发现：低氮条件下,高效材料可以形成较发达的根系,有较高的氮吸收效率和利用效率；有较多的绿叶数,老叶保持较高的叶绿素含量,进而保持较高的光合能力。这些均是高效材料能够吸收累积更多氮素、合成更多光合产物、形成更大生物量、获得更高籽粒产量的原因。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 植物氮素营养的生理功能及遗传基础研究
• 1.1.1 氮肥的施用现状及存在问题
• 1.1.2 植物氮效率的定义
• 1.1.3 植物氮效率的基因型差异
• 1.1.4 植物氮效率差异的机制
• 1.1.5 植物氮高效基因型材料筛选的研究进展
• 1.2 种间杂交和小孢子培养的应用
• 1.2.1 远缘杂交的意义和应用
• 1.2.2 小孢子培养的意义及研究进展
• 2 研究的背景、意义、内容和技术路线
• 2.1 研究背景和意义
• 2.2 研究内容
• 2.3 技术路线
• 3 新型甘蓝型油菜氮高效种质资源的筛选
• 3.1 前言
• 3.2 材料和方法
• 3.2.1 供试材料
• 3.2.2 试验设计及管理
• 3.2.3 试验方法
• 3.2.4 数据处理与分析
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 多代筛选自交的结果
• 3.3.2 小孢子培养所得结果
• 3.4 讨论
• 4 三类油菜氮效率的评价及氮高效材料的筛选
• 4.1 前言
• 4.2 材料和方法
• 4.2.1 供试材料
• 4.2.2 试验设计
• 4.2.3 测量指标及方法
• 4.2.4 数据处理及分析
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 不同处理对三种类型油菜籽粒产量的影响
• 4.3.2 不同施肥条件下三类油菜各性状的差异性
• 4.3.3 三种类型油菜各性状的相关性分析
• 4.3.4 三类油菜各性状相对值（低氮处理/高氮处理）的差异
• 4.3.5 三类油菜各性状相对值的相关性分析
• 4.3.6 三类油菜中氮高效油菜种质的初步确定
• 4.4 讨论
• 5 油菜氮高效的生理机制
• 5.1 前言
• 5.2 材料和方法
• 5.2.1 试验材料
• 5.2.2 试验设置和管理
• 5.2.3 测量指标及方法
• 5.2.4 数据分析
• 5.3 结果与分析
• 5.3.1 水培苗期不同种质对低氮胁迫的差异
• 5.3.2 盆栽苗期不同种质对低氮胁迫的差异
• 5.3.3 盆栽全生育期不同种质籽粒产量及相关农艺性状的差异
• 5.4 讨论
• 6 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 问题与展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢