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“小基因大功效”提高含油量:油菜含油量性状主效基因位点及应用

发布时间:2017-05-06 点击次数:1450

  油菜是国产食用植物油的第一大来源,所产菜油占国产油料作物产油量的55%以上。发展油菜生产对维护国家食用油供给安全具有十分重要的意义。然而,我国菜籽含油量严重偏低,比主要菜籽出口国加拿大低4个百分点,严重影响了国产菜籽的市场竞争力。因此,提高含油量是我国油菜育种的重要目标之一。与常规育种相比,利用分子标记辅助育种,可减少盲目性,缩短育种年限,提高选择效率。而油菜含油量是一个受多基因调控的数量性状,且受环境因素影响,其分子标记发掘难度很大。
  中国农业科学院油料作物研究所利用特有的高低油材料组合产生F2代分离群体,搜集公开油菜SSR标记并自主开发SSR标记、含油量相关的基因标记,利用分离群体构建遗传图谱;借助含油量数据进行QTL分析,并得到高贡献率的、含油量紧密连锁的位点和标记。通过“油菜含油量性状主效基因位点及应用”专利的应用实施大大提高了高油育种效率,解决了油菜育种领域的关键性技术难题。该专利技术中含油量主效基因位点位置明确,贡献率高,主效基因位点的检测方便快速且不受环境影响,筛选效果显著。利用常规育种,含油量评估需要至少3年2点的重复试验。而通过检测含油量性状主效QTL位点,可以在苗期预测含油量进行淘汰,只需要1年1点即可完成含油量评估及后代的筛选,相对节省5次试验,同时群体数量可以减少一半以上,该专利技术的应用提高了高油性状选育效率,加快了高油油菜品种(系)的选育,大大降低了生产成本。
  利用该专利技术辅助育种,获得了5个含油量显著提升的新品种中双11号、中油115、中油116、中油112和中油36。其中中双11号含油量高达49.04%,已连续7年(2010-2016)被农业部选定为国家级主导油菜品种为当时国审油菜品种中含油量最高,比国内品种高5-8个百分点,比加拿大主栽品种高2-3个百分点。这5个高油品种在我国油菜主产区长江流域得到了大面积的推广应用,累计推广3785.8万亩,销售种子567.8万公斤,直接经济效益约1.84亿元。按各品种产油量增幅计算,新增菜油2.41亿公斤,按菜油价格10.0元/公斤计算,新增菜油产值24.19亿元;合计创社会经济效益26亿元,为我国油菜产业的发展和农民增收做出了重要贡献。
  目前该专利已应用于国内外油菜的育种过程,尤其在长江中下游甘蓝型油菜高油品种的选育中应用广泛并取得了突破性的进展,利用该专利技术所创制的超高油新品系YN系列,经国家粮食局西安油脂食品及饲料质量监督检验测试中心检测含油量均超过60%,其中YN171的含油量高达64.8%,比原油菜含油量世界纪录(61.7%)高3个百分点以上,创造了油菜含油量新的世界纪录。以该专利为核心发明技术之一的“油菜高含油量聚合育种技术及应用”先后获得了湖北省技术发明奖一等奖和国家技术发明奖二等奖,推动了相关领域的科技进步。


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