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World File Search System油菜
油菜籽生育力试验简介目标
为了满足这些营养需求，生产者经常使用尿素和硫酸铵 (AMS) 的物理混合物。虽然物理混合物可能具有施肥者所需的营养量，但一旦撒在田地里，可能会导致营养条纹不均匀。另一种选择可能是均质混合物，包括大分子和次要营养元素，例如氮 (N)、钾 (K) 和硫酸盐-硫 (SO4-S)，其中含有适合大多数土壤的最佳数量的这些营养元素。目标考虑到油菜籽与大多数作物相比具有较高的营养需求，2024 年在朗登研究推广中心进行了一项肥料试验。该试验由 UKT 芝加哥赞助。试验的目的是比较两种均质新肥料 NKS（28-0-5-6SO4-S）和 NKS（26-0-7-9SO4-S）与尿素和 AMS 等直接肥料的效果。新型肥料中的氮以铵 (NH4 + ) 和硝酸盐 (NO3 - ) 形式存在，因此与尿素不同，它们不会因氨挥发而损失。该研究采用了三种不同比率的氮、钾和硫酸盐-硫 (SO4-S)，并测量了油菜籽的产量和质量。根据土壤有效磷的结果，所有处理统一施用磷。试验地点试验地点位于北达科他州兰登的 NDSU 兰登研究推广中心。处理和重复根据土壤分析结果，所有处理都采用了全比率的磷，即每英亩 72 磅，而采用尿素和 AMS 组合的直接施肥处理（T2、T3 和 T4）没有采用任何钾。但是，这些处理确实采用了等量的氮和等量或接近量的 SO4-S。由于均质肥料 NKS 28 和 NKS 26 中含有钾，因此 T5 至 T10 处理除了氮、磷和 SO4-S 外还添加了钾。此外，在 T2 至 T4 处理中，尿素以 14 毫升/10 磅的比例用脲酶抑制剂处理，所有肥料均以表面撒播的方式施用。肥料和养分类型及数量的详细信息见表 1。
油菜（Brassica napus L.）子房胚珠数量的遗传基础及分子机制剖析
每子房胚珠数 (ONPO) 决定了每果种子数的最大潜力，而种子数是作物种子产量的直接组成部分。本研究旨在利用新开发的油菜双单倍体 (DH) 群体剖析 ONPO 的遗传基础和分子机制。在所有四个研究环境中，201 个 DH 品系的 ONPO 呈正态分布，变化范围从 22.6 到 41.8，表明数量遗传适合于 QTL 定位。开发了 19 个连锁群内 2111 个标记的骨架遗传图谱，总长度为 1715.71 cM，标记间平均为 0.82 cM。连锁图谱鉴定出 10 个 QTL，分布在 8 条染色体上，解释 7.0-15.9% 的表型变异。其中四个与报道的相同，两个被重复检测到且影响相对较大，凸显了它们在标记辅助选择中的潜力。高、低 ONPO 品系两库子房（胚珠起始阶段）的植物激素定量分析显示，九种亚型植物激素的水平存在显著差异，表明它们在调节胚珠数量方面发挥着重要作用。转录组分析鉴定出两库之间 7689 个差异表达基因 (DEG)，其中近一半富集到已报道的调控 ONPO 基因的功能类别中，包括蛋白质、RNA、信号传导、杂项、发育、激素代谢和四吡咯合成。整合连锁 QTL 作图、转录组测序和 BLAST 分析，鉴定出已报道的胚珠数基因的 15 个同源物和 QTL 区域中的 327 个 DEG，这些被视为直接和潜在的候选基因。这些发现进一步加深了对ONPO遗传基础和分子机制的认识，将有助于未来基因克隆和遗传改良，从而提高油菜种子产量。
2024 年油菜籽周海报展示会 – 摘要
在 135 个独特分析中比较了每个种子质量性状的预测准确度，评估了对 GS 模型（九个回归模型）、群体（五个模型训练/验证群体设计）和标记密度（三个包含低、中和高密度的标记集）的响应。预测准确度（以预测和实际表型之间的相关性表示）范围从 0.023（总油含量）到 0.897（亚油酸含量）。预测准确度与性状复杂性呈负相关，与训练/验证群体相关程度呈正相关，标记密度或参数模型之间没有显着差异。机器学习模型的表现与普通参数模型相当或更差。总油含量是所分析的最复杂的性状，当改变上述因素时，准确度提高高达 0.745。
开发具有优良保健功能的高油酸油菜籽
图 1 植物中脂肪酸和三酰甘油合成途径的示意图。虚线显示三酰甘油合成中脂肪酸的流动。ACC，乙酰辅酶 A 羧化酶；ACP，酰基载体蛋白；CoA，辅酶 A；DGAT，二酰甘油酰基转移酶；FAB2，脂肪酸生物合成 2；FAD2，脂肪酸去饱和酶 2；FAD3，脂肪酸去饱和酶 3；FAE1，脂肪酸延长酶 1；FATA，脂肪酰基-ACP 硫酯酶 A；FATB，脂肪酰基-ACP 硫酯酶 B；KAS，β-酮酰基-酰基载体蛋白合酶；LMAT，丙二酰辅酶 A/ACP；PC，磷脂酰胆碱； PDCT，磷脂酰胆碱：二酰甘油胆碱磷酸转移酶。
诱导物的父本染色体消除引发油菜双单倍体的诱导
合成的八倍体油菜籽 Y3380 在用作花粉供体为植物授粉时可诱导母本双单倍体。但双单倍体形成的潜在机制仍不清楚。我们推测双单倍体诱导发生在诱导系的染色体传递到母本卵细胞，并通过受精形成合子时。在合子有丝分裂过程中，父本染色体被特异性地消除。在消除过程中，部分父本基因可能通过同源交换渗入母本基因组。然后，合子单倍体基因组加倍（早期单倍体加倍，EH 现象），加倍的合子继续发育成完整的胚胎，最终形成双单倍体后代。为了验证假设，本研究以八倍体Y3380品系为标记，将4122-cp4-EPSPS外源基因回交，得到六倍体Y3380-cp4-EPSPS作为父本材料，对3个不同的母本材料进行授粉。在授粉后48 h观察诱导品系与母本杂交的受精过程，受精率分别达到97.92%和98.72%。授粉12 d后，用原位PCR检测胚中存在cp4-EPSPS，授粉后13 — 23 d，F 1 胚含有cp4-EPSPS基因的概率高达97.27%，而后逐渐下降，在23 — 33 d时为0%。同时免疫荧光观察了3~29天胚胎中cp4-EPSPS的表达情况。随着胚胎的发育，cp4-EPSPS标记基因不断丢失，伴随胚胎死亡，30天后在存活的胚胎中检测不到cp4-EPSPS的存在。同时对诱导后代的SNP检测证实了双单倍体的存在，进一步表明诱导过程是由于父本染色体特异性的丧失引起的。四倍体诱导后代表现出诱导系基因位点的筛选，有杂合性，也有纯合性。结果表明，在诱导过程中，诱导系染色体被消除。
利用汇集的 CRISPR 文库对油菜进行基因组规模的靶向诱变
近年来利用CRISPR-Cas9系统构建的二倍体作物突变体文库为功能基因组学和作物育种提供了丰富的资源，然而由于基因组的复杂性，在多倍体植物中实现大规模的定点诱变是一项巨大的挑战。本文证明了利用混合CRISPR文库在异源四倍体油菜中实现基因组规模定点编辑的可行性。共设计了18,414个sgRNA来靶向10,480个目的基因，得到了1104株含有1088个sgRNA的再生转基因植株。编辑询问结果显示，178个基因中93个被鉴定为突变，编辑效率为52.2%。此外，我们发现 Cas9 介导的 DNA 切割倾向于在由同一个 sgRNA 引导的所有靶位点发生，这是多倍体植物中的新发现。最后，我们展示了利用后基因分型植物对各种性状进行反向遗传筛选的强大能力。从正向遗传研究中发现了几个可能主导脂肪酸谱和种子油含量且尚未报道的基因。我们的研究为功能基因组学、优良作物育种提供了宝贵的资源，并为其他多倍体植物的高通量定向诱变提供了良好的参考。
CRISPR 介导的油菜籽油改良技术：挑战与未来前景
油菜籽不仅可以提供大量具有高营养价值的食用油，还可以用作许多行业生产生物燃料的原料。因此，为了满足人类和工业的需求，迫切需要进行基因改变。尽管杂交和诱变等传统育种技术长期以来仍然是培育油菜良种的主要方法，但成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR) 正在成为最有价值的基因编辑技术之一，它可以实现精确的基因组工程，并为植物功能基因组学的研究开辟新的途径。虽然 CRISPR 已用于许多其他作物的遗传改良，但它有望成为油菜籽油改良的基因组编辑和分子设计的有效工具。这篇小型评论将讨论和总结过去和正在进行的使用 CRISPR 技术在油菜籽油改良和脂肪酸组成方面的研究和开发。此外，本文还将简要总结阻碍该工具效率的因素以及如何消除这些因素。本文还将考虑改进 CRISPR 技术以在油菜中获得更好的结果。这篇小综述将为使用 CRISPR 技术进行油菜油改良研究和遗传改良的研究人员打开新的窗口。
CRISPR/Cas9 介导的 BnFAD2 和 BnFAE1 基因编辑改变了油菜中的脂肪酸谱
摘要：脂肪酸组成决定了油料作物油脂的品质，是遗传改良的重要目标。FAD2（脂肪酸脱氢酶2）和FAE1（脂肪酸延长酶1）是关键的脂肪酸合成基因，已成为遗传操作改变油料植物脂肪酸组成的重点研究对象。本研究以油菜品种CY2（含油量约50%；其中芥酸含量为40%）为营养品质，利用CRISPR/Cas9介导的BnFAD2和BnFAE1基因基因组编辑技术，获得新型敲除植物。设计两条引导RNA，分别针对一个拷贝的BnFAD2基因和两个拷贝的BnFAE1基因。通过序列分析，鉴定出一些在BnFAD2和BnFAE1基因的3个靶位点发生突变的株系。其中三个品系在 BnFAD2 和 BnFAE1 基因的所有三个靶位点均发生了突变。种子脂肪酸组成分析表明，所有三个位点的突变导致油酸含量（70–80%）与 CY2（20%）相比显著增加，芥酸含量大大降低，多不饱和脂肪酸含量略有下降。我们的结果证实了 CRISPR/Cas9 系统是改良这一重要性状的有效工具。