二、油料作物产业科研现状、进展
1.种质资源与育种技术
油料作物遗传育种研究一直作为江西油料作物科技人员的主攻方向,重点在资源创新、杂种优势利用、品质改良和抗耐性的提高等方面。从省外兄弟单位广泛征集国内外油料作物种质资源,加强对种质资源的利用研究和创新研究。由戴兴临研究员主持的油菜资源创新,首次取得了油菜与蔊菜远缘杂交的成功,培育了一批改良的优异种质资源。由宋来强研究员主持的油菜杂种优势利用与品质育种研究,先后发现了1个地方白菜型细胞质雄性不育材料和1个甘蓝型油菜显性核不育材料,从分子遗传首次确认了甘蓝型油菜显性核不育复等位遗传模式,提出了利用显性核不育改良杂交油菜亲本的技术方法,构建了1个高油轮回选择群体。开展了油菜、花生和芝麻等油料作物种质资源的抗耐性筛选研究和分子遗传多样性分析,以提高种质资源利用的针对性和育种工作效率。
江西省农业科学院一直重视生物技术在油料作物育种的应用基础研究,20世纪90年代初就建立了组织培养实验室,开展了油菜花药和小孢子的培养技术研究。目前油菜小孢子培养技术已成为油菜育种的常规技术,近几年的研究进一步提高了小孢子的培养反应和再生植株的加倍频率。
2.育种
20世纪国内外油菜品种取得了两项卓有成效的改进,一是品质育种,二是杂种优势利用。通过遗传改良,油菜籽的主副产品品质得到了根本的改善。菜油脂肪酸组成中,不利于人体健康的芥酸含量从普通油菜的40%~45%降到1%以下,而有利于人体健康的油酸和亚油酸含量则从普通油菜的30%以下提高到80%以上,尤其是油酸含量高于60%,菜籽油已成为仅次于橄榄油和茶油的大众化的优质食用植物油。另一个提高油菜生产附加值的品质改良是降低菜籽饼的硫甙含量。硫甙本身无毒,经水解或酶解成为对单胃动物有害的物质。通过遗传改良,已将这一成分从普通油菜籽饼的150μmol/g左右降到30μmol/g以下,使菜籽饼成为优质的蛋白质饲料。我国率先取得了油菜杂种优势利用的突破。20世纪70年代,华中农业大学傅廷栋教授发现了世界上第一个有实用价值的细胞质雄性不育即波里玛雄性不育。80年代,陕西农垦科教中心(现陕西省杂交油菜中心)培育出了第一个世界上大面积应用的杂交组合秦油2号。20世纪90年代后,杂优与优质结合,培育出优质杂优组合。
江西省农业科学院从20世纪80年代初起,开展油菜品质育种,并于90年代初率先选育推出江西第一个低芥酸优质品种赣油10号,而后又选育了赣油12号和赣油13号。江西省从20世纪90年代以来推广双低油菜,由于双低品质的遗传资源来自国外,第一轮选育的单双低品种,成熟期较迟、抗耐病差、产量较低,在很大程度上制约了江西优质油菜的推广应用。通过不断的杂交改良,在确保双低品质的基础上,进一步提高了产量潜力,提早了熟性,提高了抗耐性水平。在20世纪末选育了江西第一个比中油821增产的双低油菜品种赣油17号。江西省农业科学院在20世纪90年代起将育种工作重点转向优质与杂优相结合的遗传育种研究,先后培育推出赣油杂1号、赣油杂2号、赣油杂3号和赣油杂5号等系列双低杂交油菜新组合。此外,宜春市农科所刘尊文研究员先后培育出杂23号、杂586号和赣两优2号等杂交组合,并提出了南繁北制的生态型质不育应用技术途径。九江市农科所与贵州油菜研究所合作,培育推出浔油8号杂交油菜组合。
江西省农业科学院芝麻创新团队先后培育出赣芝1号、赣芝3号、赣芝4号、协芝1号、赣芝6号、赣芝9号等芝麻新品种,提纯复壮了一批地方农家品种,如武宁黑芝麻选、都昌黑芝麻、青麻、南昌黑芝麻等,并示范推广应用。近年来,江西省农业科学院加强了芝麻科研创新能力建设,开展了耐迟播秋芝麻品种筛选,特殊粒色、特殊株型的种质资源创新,开展了芝麻杂种优势利用、有限花序习性研究,加快了芝麻分子育种等现代育种技术研究步伐。
近年来花生的遗传育种研究得到的支持比油菜和芝麻要少得多,但在江西省科技支撑计划项目和江西省农业科学院创新基金的支持下,目前也已取得实质性进展。通过与中国农业科学院作物科学研究所的合作,加强了国内外种质资源的收集与利用研究,重点开展了高产、抗青枯病花生新品种的遗传改良。目前已培育出赣花7002、赣花9004等花生新品系,其中赣花7002已通过国家花生区域试验和生产试验,并有望通过国家鉴定。赣花9004表现抗青枯病,是黑籽特色花生。同时,还加强了加工专用型花生新品种选育,培育了加工专用型品种赣花7号。
3.栽培技术研究
近年来在国家油菜产业技术体系项目的支持下,江西省加强了轻简高效栽培技术研究,通过一系列的试验研究,进一步明确了全省油菜的适宜播种期、适宜密度或播种量,推荐了经济高效的施肥水平和施肥方式,探讨了肥料利用率的主要影响因素,初步集成稻油三熟、稻油两熟和旱地油菜栽培技术模式。并在彭泽县、安义县、进贤县、安福县、万安县、赣县和瑞金市等地建立了油菜试验示范基地,广泛开展轻简、高效油菜栽培技术试验示范,取得很好的效果。
芝麻栽培技术研究方面,重点放在化学调控、栽培生理、种植模式及轻简化等栽培技术研究上,开展芝麻不同播种期对生育期及产量性状的影响研究等,为芝麻栽培技术体系的建立奠定了良好的基础。
花生栽培研究上开展了带壳播种试验,取得初步结果,并在樟树、进贤等地开展品种筛选与高产栽培技术试验示范。在花生产业技术体系机械研究室的支持下,分别在鹰潭市、赣州市开展了花生机械化收获试验示范。
4.加工技术研究
近年来在国家产业技术体系项目、江西省科技厅项目、江西省农业科学院创新基金项目的支持下,开展了花生、油菜制油技术研究;着重开展了带壳烘烤花生真空入味加工新工艺及设备的研究与开发;加工型花生品种筛选及其产品开发;冷榨花生油加工技术研究;冷榨花生饼粕中花生蛋白、多糖、膳食纤维提取研究;花生及其制品抗氧化技术研究等,其中带壳烘烤花生加工方面相关技术在国内具有领先水平,加工产品受到国家及省里相关部门的好评。
5.科研平台建设
在江西省农业科学院的支持下,依托江西省农业科学院作物所组建了江西省农业科学院油料作物重点实验室,实验室立足于油菜、芝麻、花生等油料作物的分子遗传、生理生化与新品种选育研究。实验室配置了PCR仪、高速离心机、恒温电泳仪、凝胶成像系统、超低温冰箱、气相色谱仪、近红外仪等先进的分子生物学、组织培养和品质分析等仪器设备。目前实验室主要分为组织培养、品质分析和分子生物学三个分室。组织培养实验分室:设备配套齐全、有单独的培养室,主要开展油菜、花生、芝麻等作物的组织培养和转基因应用基础和应用研究。主要研究方向有:油菜游离小孢子培养,原生质体培养,原生质体融合,油菜等作物转基因研究,其中油菜游离小孢子培养非常成功,已成为油菜遗传育种研究的常规技术。品质分析实验分室拥有近红外分析仪、气相色谱仪等大中型分析仪器以及硫甙、芥酸和含油量分析的常规实验条件。构建了油菜含油量、蛋白质、硫甙、芥酸等速测分析模型。主要开展油菜、花生、芝麻等作物的含油量、蛋白质、脂肪酸组成等品质指标的速测和精测分析。品质分析实验分室已成为油料作物品质育种的基础平台。分子生物学研究分室主要开展油菜、花生、芝麻等作物的分子遗传多样性、分子标记开发、遗传作图、重要性状基因定位和QTL分析、分子标记辅助育种、基因克隆和功能分析。目前主要研究方向有:油菜、花生、芝麻等作物的遗传多样性研究,核心种群构建、杂种优势群及杂种优势利用模式研究,油菜不育基因及恢复基因分子定位及标记辅助育种,油菜杂交种纯度的分子鉴定等。
2010年4月16日江西省农业科学院食品加工研究开发中心被农业部授予“国家花生加工技术研发分中心”,这是国家首次在南方地区授予花生加工技术研发分中心,2010年底又成功进入国家花生产业技术体系加工功能研究室,成为全国花生加工研发的龙头单位。目前中心正围绕我国花生加工产业中的重大、共性关键技术难题,展开技术研发及成果示范。
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