促进油菜早熟的碳氮代谢特征及其调控机理研究

缓解我国油料供需矛盾，开发利用冬闲田是重要途径之一。油-稻-稻区季节矛盾是发展冬闲田油菜生产的主要限制因子，目前适用于该地区的油菜品种还很少，缺乏对油菜促早熟栽培技术及机理的研究，冬闲田油菜生产迫切需要栽培生理理论作为指导。项目组成员以前期筛选出的不同时期成熟的油菜品种为材料，在对其氮素营养差异、营养生长期光合作用、碳氮代谢等生理生化特性进行研究的基础上，采用生理生化分析，同位素示踪等技术，探索影响油菜生育后期叶片和籽粒碳氮代谢和氮素再分配的关键步骤、关键酶、糖氮化合物的含量、C/N比例的变化；查明影响籽粒成熟的关键植物激素类型；揭示主要植物激素与碳氮代谢的关系。阐明不同熟期油菜生育后期叶片和籽粒的碳氮代谢特征及促早熟的调控机理，为采用相应栽培措施调控油菜适期早熟提供理论依据。有助于缓解季节矛盾，提高产量和经济效益，促进我国冬闲田油菜生产。

缓解我国油料供需矛盾，开发利用冬闲田是重要途径之一。油-稻-稻区季节矛盾是发展冬闲田油菜生产的主要限制因子，目前适用于该地区的油菜品种还很少，尤其缺乏对油菜促早熟栽培技术及机理的研究。项目组成员以早熟油菜品种中油116和中晚熟油菜品种中双11号为材料，采用生理生化分析，同位素示踪等技术，研究了油菜叶片和籽粒氮素再分配量、关键酶活性以及C/N比例的变化；通过后期喷施外源植物激素，研究了主要植物激素对油菜产量、品质、熟期的影响。.一、理论创新.（1）阐明了不同熟期油菜品种氮素再分配的差异，15N标记研究表明，中油116花期吸收的氮素主要分布在花/角果皮和叶片中，成熟期较快转移到籽粒中，并且转移的量明显高于中双11号。特早熟油菜品种能够在生育后期将营养生长期吸收并积累与茎叶中的氮素较快转移到籽粒中，实现适期早熟。.（2）揭示了碳氮代谢关键酶活性的变化规律：早熟油菜叶片谷氨酰胺合成酶（GS）活性低于中晚熟品种，而蔗糖磷酸合成酶（SPS）高于中晚熟品种。早熟油菜积累的氮素在生育后期能迅速向籽粒转移，籽粒中的谷氨酸合成酶（GOGAT）活性高于中晚熟品种。.（3）明确了可溶性糖和全氮含量的变化趋势：花期和角果期早熟油菜叶片中可溶性糖和全氮含量均低于中晚熟品种。特别是早熟油菜叶片中的可溶性糖含量下降幅度最大，说明早熟油菜品种较快将光合产物由叶片转运到角果中，实现提早成熟。.（4）阐明了外源激素对油菜氮素分配及熟期的调控机理：BR处理后氮素向籽粒中转运的比例显著高于对照。籽粒含水量在开花后31天下降最快,千粒重快速增加。说明BR处理后油菜产量能提早达到最高值，从而可以提早收获7 天左右。.二、技术及产品创新.（1）筛选出1种促早熟试剂及高产植物激素配方，形成了相应的产品。油菜高产促早熟调控技术有助于我国南方冬闲田油菜生产，提高冬油菜的覆盖率。.（2）油菜促早熟技术也适用于其他有季节矛盾地区冬油菜的提早收获。如油-稻轮作区油菜提早机械收获，为水稻播栽提供了充足的时间。预计在未来10年内增加种植面积6000万亩，增加菜籽总产360万吨，新增经济效益160亿元。.三、文章及专利.申请者近年来共发表论文4篇，参编著作2部。制定栽培技术规程2项。获专利2项，申请专利1项。培养硕士研究生3名。