甘蓝型油菜硼高效利用与细胞壁组分及其发育关系的研究

硼是植物必需的微量营养元素，在植物体中主要分布在细胞壁中。植物对硼的需求与其细胞壁中RG-II的含量密切相关，禾本科作物RG-II含量低，需硼量少，对缺硼不敏感，而双子叶作物正好相反。然而，同一作物不同品种对缺硼的敏感性差异是否有此规律，目前尚无报道。本项目在筛选获得油菜硼高效品种及其生理基础研究的基础上，以细胞壁为主要对象，在不同硼水平及稳定性同位素10B处理下培养硼高效和低效品种，利用电镜技术观测根茎叶花等细胞壁的超微结构；利用SEC/RI和GC-MS分离、纯化、分析细胞壁组分RG-II、dRG-II-B的含量与糖基组成；利用ICP-MS测定根茎叶花及其细胞壁和dRG-II-B中硼的含量；分离油菜中调控dRG-II-B形成的基因，分析其在油菜根茎叶花等组织中的表达。以研究油菜硼高效利用与细胞壁组分和发育的关系，揭示硼高效利用的生理和分子机理，为油菜硼高效种质的筛选和性状改良提供基础。

硼是植物必需的微量营养元素，在植物体中主要分布在细胞壁中。植物对硼的需求与其细胞壁中果胶物质 (RG-II) 的含量密切相关，禾本科作物果胶含量低，需硼量少，对缺硼不敏感，而双子叶作物正好相反。然而，同一作物不同品种对缺硼的敏感性差异是否有此规律，目前尚无报道。本项目在筛选获得油菜硼高效品种及其生理基础研究的基础上，以细胞壁为主要对象，在不同硼水平及稳定性同位素10B处理下培养硼高效和低效品种，研究不同硼效率品种在正常硼和缺硼胁迫下各器官细胞壁的超微结构、细胞壁组分、果胶物质及其RG-II、dRG-II-B含量与糖基组成、硼的吸收累积及其在细胞壁中的分配、细胞壁及其组分发育关键基因、硼吸收转运基因的克隆和表达等。研究结果揭示细胞壁组分和硼的吸收累积及其在细胞壁中分配的差异是决定甘蓝型油菜硼高效的生理机制、根系调控甘蓝型油菜硼高效的特性、根系硼吸收转运基因参与调控甘蓝型油菜硼高效三个重要结果。在国际上首次提出同一作物不同品种间对硼胁迫差异的生理机制，分离确定的重要功能基因为进一步揭示硼高效的分子机理和遗传改良提供了重要基础。