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全世界每年生产的食用植物油有15%来自于油菜,而在我国则高达一半。但是如此重要的食用油来源,我国的自给率却只有40%。作为我国第一大油料作物,油菜推广和发展受到种种因素的制约。旱灾和倒伏成为油菜不能广泛推广和减产的重要制约因素之一。本研究以干旱胁迫下茎秆抗折力差异显著的5个甘蓝型油菜品系为材料,在旱棚内进行干旱胁迫处理,以正常浇水为对照,分析了茎秆抗折力和不同生育时期根、茎、叶的木质素含量及其动态变化情况,同时比较了各生育时期不同部位木质素合成相关基因的表达差异,以期为培育油菜抗倒伏品种提供依据。 主要研究结果如下: 1)在油菜生长的4个时期,分析其茎秆抗折力发现:在干旱处理下,抗折力随着生长期的变化逐渐增加;而在正常浇水的条件下,茎秆抗折力在青荚期有一个较明显的下降。除蕾薹期外,其余各个时期干旱组的抗折力普遍高于对照组。差异在终花期和青荚期达到极显著水平,油菜茎秆抗折力的表现因基因型、环境条件和生长时期而不同。 2)分析木质素含量发现:初花期和终花期是油菜木质素快速增长和积累的时期,其中根和叶的快速积累期集中在初花期。在不同时期和处理下,木质素含量受环境影响很大,除蕾薹期外,木质素在干旱胁迫下的积累都比正常浇水的对照组要快。木质素含量与抗折力的相关分析表明,木质素含量与抗折力存在显著的正相关性,木质素含量越高,抗折能力越强。 3)提取油菜各生育时期根、茎、叶的RNA,用荧光定量PCR方法测定6个关键基因的相对表达量,结果发现:PAL1、PAL2、4CL1和CAD基因的表达量趋势都是先升高后降低,干旱组的表达量普遍高于对照组,其中PAL1与CAD基因的表达量在干旱胁迫条件下峰值会推迟,基本集中在终花期,而PAL2和4CL1基因的表达量在干旱组和对照组峰值出现在初花期;C4H和CCoAOMT基因的表达量在两种环境下都呈现上升趋势,且峰值出现在青荚期。 4)以两个环境、三个部位为基础,计算了6个基因表达量和木质素含量之间的相关系数。在对照组,大多数的基因相关性不明显,只有PAL1与PAL2及4CL1呈显著正相关,起到协同作用;在干旱胁迫下,C4H与CCoAOMT呈显著的正相关,与其他的如PAL1、4CL1等呈显著的负相关性,除C4H和CCoAOMT两个基因外,其余的基因还是保持着协同作用。 综上,油菜抗倒伏是一个十分复杂的过程,受到多方面因素的制约和调控,在适宜的时间给予适当的干旱处理有助于提高油菜的木质素含量,增加茎秆和根部的机械强度,有助于帮助油菜抵抗倒伏。