低温胁迫下甘蓝型油菜种子萌发出苗的生化反应及调控机制研究

With the transfer of rural labor, the development of the section of simplified cultivation demand and mechanized planting, live rapeseed area expanded rapidly.But the multiple cropping cropping patterns in the Yangtze River Basin makes a large area of rapeseed sowing date had to be postponed to late October, seasonal cryogenic climate became a direct obstacle to the rape seed germination emergence. In this study, the proposed 200 materials for low temperature germination tests identified the different varieties resistant type；Determine the different resistance varieties germination emergence temperature threshold and morphological indicators parameters，and build low temperature resistant oilseed rape seed germination emergence evaluation system；Proposed physiological and biochemical indexes variation and metabolism possible way of rapeseed germination and seedling emergence during low temperature stress; Screen low temperature resistance genes related to rape based on the method of RNA-Seq gene expression differences research； Comprehensive analysis of low temperature stress on the influence of the rape seed germination emergence mechanism from the form, biochemical and molecular three level combination；Screen low temperature resistant varieties can be used in the production，put forward appropriate agronomic control measures，and realize rape strong emergence and growth under late sowing and low-temperature conditions through the rape seed germination low temperature resistant form physiological evaluation system. It is of great significance to stable for rape planting area of the Yangtze river basin in China, promote the development and utilization of south fallow field and guarantee the edible oil safety.

随着农村劳动力转移、节本简化栽培需求及机械化种植的发展，油菜直播面积在迅速扩大。但长江流域多熟制种植模式使得大面积油菜播种期不得不推迟到10月下旬以后，季节性低温气候成为了油菜种子萌发出苗的直接障碍。本研究拟采用200份材料进行低温萌发试验,鉴定不同品种的抗性类型；确定不同抗性品种萌发出苗的温度阈值及形态指标参数，构建油菜种子萌发出苗耐低温评价体系；提出低温下油菜萌发出苗的生化指标变化规律及代谢调控的可能途径；采用基于RNA-Seq的方法进行基因表达差异研究，筛选出与油菜耐低温相关的基因。从形态、生化及分子三个水平结合，综合分析低温胁迫对油菜种子萌发出苗的影响机制。同时通过油菜种子萌发耐低温形态生理评价体系，筛选可用于生产的耐低温品种，提出适宜的农艺调控措施，实现迟播低温条件下油菜健壮出苗与生长。本研究对于稳定长江流域油菜种植面积，促进南方冬闲田开发利用，保障我国食用油安全具有重要意义。

农村劳动力转移、节本简化栽培需求、机械化种植的发展及耕作制度变化等原因造成油菜播种期推迟，直接导致油菜种子萌发出苗遭遇低温的困扰。本课题选取123份油菜品种（材料）进行低温萌发和出苗试验，通过对形态、生理生化及分子水平进行研究，为低温或晚播条件下一播全苗、苗齐苗壮以及生产上品种合理选择提供理论依据。得出结论如下：.1、不同油菜品种（材料）低温下萌发成苗特性差异明显，常温（25/20℃）下各品种（材料）平均发芽时间在1.3-2.8d之间，低温（15/10℃）下平均发芽时间延长，范围为2.2-6.5d；低温胁迫下发芽指数、幼苗活力指数显著降低，苗高、根长、总长降低，干重受影响最小；.2、从低温萌发出苗抗性来看，沣油823、德核油999、秦优7号等为强抗，适合迟播，A35、华早291和德油8号等为不抗，应避免迟播；.3、利用低温（10/5℃）和对照条件（25/20℃）下成苗率、幼苗活力指数、平均根长、平均总苗长、苗鲜重、总鲜重6个指标的比值进行隶属函数分析可以方便快速鉴定种子萌发成苗耐低温特性；.4、反复机率分析模型对萌发快和慢的油菜品种的下限温度的预测值分别为1.43 oC和3.08oC；GI模型对出苗快和慢的油菜品种的下限温度的预测值分别为1.63 oC和4.16oC；.5、不同抗性品种应对低温胁迫的策略可能存在差异，低温胁迫下，抗性品种秦优7号优先调用渗透调节系统抵御低温伤害，随后启动抗氧化酶系统；敏感品种丰油730则同时启动渗调系统和抗氧化酶系统；.6、对低温胁迫0h、24h、48h和96h的抗性材料秦优7号进行转录组测序及分析。GO功能富集分析表明这些差异表达基因的生物学功能主要参与代谢过程、细胞内过程和单有机体过程。KEGG pathway分析也表明差异表达基因主要富集于代谢途径和遗传信息加工类目，还包括环境信息过程中的信号转导，有机体系统中的环境适应性等途径。通过STEM聚类分析获得了7种显著相关的表达模式。.