油渣果种质资源的收集、评价与发掘

The genus Hodgsonia Hook. f. et Thoms. (Cucurbitaceae) is an important but neglected oil plant for biodiesel development. The plants are perennial woody vines, with a growth period of more than 70 years. They can blossom and set fruits twice a year, and it will last for more than 40 years. The seed yield of each plant may reach up to 30 kg and the oil content of seeds may be up to 70-80%. Consequently, it is entitled as the "Hope Star" in biodiesel development. However, there are many bottlenecks restricting the industrialization of Hodgsonia. Breeding is the biggest problem. Due to the dioecious characteristics of Hodgsonia, the female plants are much less than the male ones in nature. And premature senility happens through vegetative propagation. There has been no good ways acquiring enough female plants for industrialization. The significant variations of oil content and yield from different resources is another tricky problem. The basic researches seriously lag behind. So far, there have been no effective identification methods to find the female plants with good quality and high yield in oil. Furthermore, lack of germplasm resources collection is a problem in support of the researches. This project is targeted at the comprehensive and systematic study of Hodgsonia, including germplasm resources collection, evaluation, constructing core collection and resources excavation. It will provide high quality breeding resources for industrialization through collecting and evaluating germplasm resources using the SSR, AFLP and SNP molecular markers. On the other hand, it screens the SSR and AFLP molecular markers linkage with the function genes of sex determination, high yield and good quality. It aims at establishing a rapid molecular identification system on high yield and good quality female plants at the seeding stage. It is hoped that the study will break the bottlenecks of industrialization of Hodgsonia, and will promote its sustainable development.

油渣果是重要的油料植物，生长期达70年，每年开花结果两次，定植三年达到盛产期，盛产期40年以上，种子含油量70-80%，单株种子产量达30千克，被誉为“生物能源开发的希望之星”。然而，由于其雌雄异株，野生植株雄多雌少，营养繁殖出现早衰，不同种质资源的含油量和产量差异大，尚未建立从幼苗期鉴定油渣果雌雄性别和优质高产资源的方法，缺乏种质资源的系统收集，是制约油渣果产业化发展的瓶颈。本项目从种质资源收集、评价、构建核心种质到资源发掘几个层次对油渣果进行系统的研究。拟在系统收集种质资源的基础上，利用SSR、AFLP和SNP分子标记对种质资源进行评价，为油渣果的产业化发展提供优质的育种资源。此外，筛选与雌雄性别、优质高产等功能性状基因连锁的SSR和AFLP分子标记，建立幼苗阶段鉴定雌雄性别及优质高产油渣果资源的快速分子鉴定体系。本项目将在核心种质构建和关键技术上为油渣果产业的可持续发展提供科学支撑。

油渣果是重要的油料植物，具有重要的经济价值和开发应用潜力，是开发新型生物柴油的重要能源植物资源。但长期以来，针对油渣果的研究相对滞后，缺乏种质资源收集、保存和评价的系统研究，尤其是缺乏核心种质研究，特别是无法在幼苗期鉴定雌雄性别，以及是否优质高产等是制约油渣果规模化种植和产业化发展的主要瓶颈。本项目以油渣果属植物为研究对象，以居群研究为指导思想，对油渣果属植物的系统发育和演化进行了系统的研究，结合分子生物学的手段和方法对油渣果属植物种质资源进行全面系统的收集、评价和发掘，构建油渣果属植物核心种质，建立幼苗阶段优质高产油渣果资源快速准确的分子鉴定体系。主要研究结果如下：.1、种质资源的收集.开展了全面系统的油渣果种质资源调查和收集，以居群为单元结合雌雄株的分布状况进行资源采集，在云南、广西和西藏三个省区共采集28个居群的种质资源297份。.2、重要功能性状分析.对单株座果数、种仁重量、种仁含油量等重要功能性状进行了研究，研究结果表明，来自景洪、勐腊、勐海、河口等居群的平均单株座果数是最高的，达到了25个以上，而来自河口、金平、屏边等的居群平均单个种仁重量最重，达到了24克以上，且种仁含油量也最高，达到了78%以上，为核心种质的构建提供了重要的依据。.3、种质资源评价和核心种质构建.应用SSR、AFLP和SNP分子标记对采集的油渣果种质资源进行遗传多样性研究，并结合单株座果数、种仁产量、种仁含油量等从297份野生种质资源确定了45份油渣果核心种质。.4、分子快速鉴定体系建立.应用SSR分子标记技术对油渣果种质进行研究，筛选到15对与雌雄性状关联的SSR分子标记和8对与优质高产性状关联的SSR分子标记，利用这些分子标记构建了在幼苗阶段鉴定优质高产的雌性油渣果植株的快速鉴定体系。.5、系统发育研究.利用油渣果及其所在的固氮分支近缘类群叶绿体基因进行了系统发育基因组学研究，探讨了油渣果属的起源和演化，结果表明，油渣果属植物起源于29.75Ma前的渐新世吕珀尔阶。