油菜,我国第一大食用植物油来源。全国餐桌上将近一半的菜籽油,都来自这种金黄色的花朵。

但你可能不知道,同样一粒油菜籽,仅仅是种皮颜色从黑变黄,含油量就能高出约3%。

这个困扰育种界数十年的含油密码,如今被中国科学家破解了。

十年磨一剑:从知其然到知其所以然

西南大学与华中农业大学、四川大学等院校的联合研究团队,历经十余年联合攻关,成功揭示了甘蓝型油菜黄籽含油量高的性状遗传基础。

在此之前的认知中,黄籽油菜含油量高于黑籽,普遍被认为与黄籽种皮薄、种胚比例高相关联。但这只是一种知其然的推测——种皮色素合成与油脂合成能否同步调控,一直缺乏直接证据

研究团队通过对甘蓝型油菜黄籽GH06和黑籽中油821进行高质量完整基因组组装,终于找到了关键证据:多个功能基因同时控制着种皮颜色和含油量,二者并非偶然关联,而是存在精密的分子联动机制。

系列研究成果已发表于《细胞报告》《植物细胞》等国际学术期刊。

两个明星基因浮出水面

在众多发现中,两个基因尤为关键:

BnaSCC1基因——功能缺失后,可显著抑制种皮黄酮色素沉积,粒色明显变浅,形成黄籽。更关键的是,它同时影响油脂代谢网络的多个基因表达,使种子含油量平均提高3.37%

BnaWRKY44基因——功能缺失同样可实现黄籽,而且能同步提升含油量与不饱和脂肪酸含量。不饱和脂肪酸越高,油脂的营养品质越好。

这意味着,科学家不仅找到了让油菜变黄的开关,更找到了让油菜多出油、出好油的密码。

3%的背后:21亿至35亿的产业想象

3%的含油量提升,听起来不起眼,但放在我国油菜产业的宏大版图中,分量截然不同。

甘蓝型油菜占我国油菜种植面积90%以上,通常是黑籽油菜,种子含油量在35%至50%之间。在相近遗传背景下,黄籽油菜比黑籽油菜含油量高约3%,同时具有油脂清澈度高、纤维含量低、营养品质好等优势,商品价值突出。

油菜遗传育种专家、西南大学教授李加纳给出了一个令人振奋的测算:如果油菜产业能够全部换成黄籽品种,能够增加年产值约21亿至35亿元——这还不包括饼粕蛋白质提高所带来的其他效益。

这是一个什么概念?相当于每年凭空多榨出一个中型油脂企业的产值,而且不需要多种一亩地。

从实验室到田间:还有多远?

这项研究构建了完整的黄籽高油油菜理论研究体系,填补了我国黄籽油菜完整基因组资源空白,为优质黄籽油菜分子育种提供了核心理论依据、自主基因资源与实用育种工具。

但客观来看,从基因发现到品种推广,中间还有最后一公里:需要将目标基因导入优良品种背景、进行多年多点田间试验、通过品种审定、建立繁种推广体系。这个过程通常需要5至8年。

不过,方向已经明确,工具已经就位。在种业振兴的大背景下,这项成果为培育高品质高产黄籽油菜新品种铺平了道路。未来的中国油菜田里,金黄色的花朵之下,或许将结满更多的黄籽。

一粒种子的革命,正在发生。


来源:科技日报、农业科技报、种业商务网

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