二章菜油品质改良

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,第二章 菜籽油品质改良,一、脂肪酸的组分与生物合成,二、脂肪酸的遗传相关性,三、低芥酸种质及其遗传,四、菜油的脂肪酸改良,五、工业用途的脂肪酸育种,油菜籽,的,的主要,用,用途：,饲料,肥料,饼粕,油菜籽,药用油,食用油,工业用,油,油,植物油,植物油,中,中的主,要,要脂肪,酸,酸,棕榈酸C16,:,:0,硬脂酸C18,:,:0,油酸C18:1,亚油酸C18,:,:2,亚麻酸C18,:,:3,廿炭烯,酸,酸C20:1,芥酸C22:1,植物油,一、脂,肪,肪酸组,分,分与生,物,物合成,植物油,种类,棕榈酸,C16:0,硬脂酸,C18:0,油酸,C18:1,亚油酸,C18:2,亚麻酸,C18:3,廿碳烯酸C20:1,芥酸C22:1,向日葵,6.6,4.0,15.5,73.9,0,0,0,芝麻,7.5,4.8,39.4,44.9,1.8,0,0,花生,11.4,3.3,54.7,25.7,0,2.3,0,大豆,11.5,3.9,24.6,52.0,8.0,0,0,棉花,17.5,2.8,17.9,61.9,0,0,0,油菜,4.0,1.5,17.0,13.0,9.0,14.5,45.0,低芥酸油菜,4左右,1.5左右,60.0,20-25,10左右,1-2,0-2,主要植,物,物油的,脂,脂肪酸,组,组成(,%,%),油菜与,其,其它油,料,料作物,相,相比，,显,显著不,同,同的是,菜,菜油中,脂,脂肪酸,组,组成芥,酸,酸含量,很,很高（40-55%,）,）,亚,麻,麻酸含,量,量很高,，,，而油,酸,酸、亚,油,油酸含,量,量很低,。,。,芥酸的,特,特点,人体不,易,易消化,吸,吸收，,营,营养价,值,值低，,并,并可能,在,在人体,血,血管壁,上,上沉积,。,。,降低芥,酸,酸，可,以,以成倍,增,增加油,酸,酸和亚,油,油酸等,人,人体必,需,需脂肪,酸,酸的含,量,量,工业需,用,用高芥,酸,酸油：,高,高级润,滑,滑油、,铸,铸钢、,化,化妆品,、,、洗涤,剂,剂,油酸的,作,作用,人体必,需,需脂肪,酸,酸,可降低,人,人体血,液,液中低,密,密度脂,蛋,蛋白的,浓,浓度,菜油品,质,质改良,必,必须提,高,高降低,芥,芥酸含,量,量、提,高,高油酸,含,含量,脂肪酸,的,的生物,合,合成,癸酸C10:0,月桂酸C12:0,豆蔻酸C14:0,棕榈酸C16:0,硬脂酸C18:0,碳链的,延,延长,油酸C18:1C20:1,（,（廿碳,烯,烯酸）C22,:,:1（,芥,芥酸）,亚油酸C18:2,减饱和,作,作用,亚麻酸C18,:,:3,各种脂,肪,肪酸是,通,通过碳,链,链的延,长,长和减,饱,饱和作,用,用形成,的,的,二、脂,肪,肪酸的,遗,遗传相,关,关,芥酸与,油,油酸高,度,度负相,关,关r=,-,-（0,.,.92190.99291）(,周,周永明,),),油酸与,亚,亚油酸,高,高度负,相,相关,主要脂,肪,肪酸可,分,分为两,组,组，它,们,们的遗,传,传相关,关,关系为,：,：,棕榈酸,、,、油酸,+,+亚油,酸,酸、亚,麻,麻酸之,间,间正相,关,关,负相关,芥酸、,廿,廿碳烯,酸,酸之间,正,正相关,1.低,芥,芥酸种,质,质及来,源,源,1956年，,加,加拿大,从,从西德,引,引进饲用甘,蓝,蓝型油,菜,菜品种Liho,1957-1964,年,年，加,拿,拿大：Stefansson,B,.,.R教,授,授育成,世,世界上,第,第一个,低,低芥酸,品,品种Oro,127,株,株Liho（6-50%),温室、,自,自由,种子（6%）,负向选,择,择,0.5%,植,植株,自交,Liho自交,系,系（低,芥,芥酸）,Stefansson,B,.,.R,三、低,芥,芥酸的,基,基因源,及,及其遗,传,传,2.芥,酸,酸含量,的,的遗传,1）甘,蓝,蓝型油,菜,菜芥酸,含,含量的,遗,遗传,Golden,Liho,41.3%0%,E1E1E2E2e1e1e2e2,F1E1e1E2e2基因型芥酸%比例,22-25%e1e1e2e2011,E1e1e2e29-104,e1e1E2e2,e1e1E2E2,E1E1e2e218-20615,E1e1E2e2,E1e1E2E227-304,E1E1E2e2,E1E1E2E236-401,甘蓝型,油,油菜的,芥,芥酸含,量,量受两,对,对加性胚基因控制，,每,每个E,基,基因控,制,制913,的,的芥酸,含,含量。,胚基因,-,-,-,-,种,种子胚,内,内的遗,传,传物质,或,或DNA片段,例：,某一油,菜,菜植株,的,的芥酸,基,基因型,为,为E1e1E2e2,(,(含,量,量20,-,-25,%,%),其,其自交,所,所产生,的,的单粒,种,种子的,芥,芥酸含,量,量变幅0-46%,。,。,2）白,菜,菜型油,菜,菜芥酸,含,含量的,遗,遗传,芥酸受,胚,胚基因,型,型控制,芥酸含,量,量受一,对,对主效,基,基因控,制,制，EAEA,或,或eaea,EA基,因,因的效,应,应大于,甘,甘蓝型,油,油菜E,基,基因的,效,效应。,3）芥,菜,菜型油,菜,菜的芥,酸,酸遗传,与,与甘蓝,型,型油菜,相,相似，,受,受两对,具,具有加,性,性作用,的,的胚基,因,因控制,。,。,改良油,菜,菜脂肪,酸,酸可以,采,采用系,统,统选择,、,、诱变,技,技术（Robbelen,1995；Jambhukar,1999;Oram,1999）,、,、杂交,转,转育、,种,种间杂,交,交（Raney，1999,；,； Skarzhinskaya,1998）,或,或基因,工,工程的,方,方法（Qio,，,，2001）,四.油,菜,菜的脂,肪,肪酸改,良,良,1.低,芥,芥酸育,种,种,（1）,系,系统,选,选择,1956年，,加,加拿大,从,从西德,引,引进饲用甘,蓝,蓝型油,菜,菜品种Liho,127,株,株Liho（6-50%),温室、,自,自由,种子（6%）,负向选,择,择,0.5%,植,植株,自交,Liho自交,系,系（低,芥,芥酸）,（2）,杂,杂交育,种,种,单交育,种,种,1957年,，,，Stefansson,B.R,与,与Downey合作,通,通过,Nugget,Liho,1964年Oro,（,（芥酸,70,的种,子,子播种,从298个M3代家,系,系的2086,个,个单株,中,中获得,了,了油酸,含,含量为80.4%,(原Wotan平均,油,油酸含,量,量为64.5,%,%),M1,M2,M3平均,M3最优株,植株号,植株号,18：1,n,C18:1,SD,C18:1,C18:2,C18:3,19508,14707,76.7,54,72.5,3.76,78.2,7.0,7.3,19517,14564,78.5,57,71.0,3.22,80.4,6.7,4.8,19566,14692,74.0,10,74.3,2.34,77.4,7.8,6.6,19646,14851,71.2,9,72.6,3.56,77.7,8.3,6.1,19684,14931,71.5,10,75.4,1.52,77.5,7.5,7.3,Wotan,11,61.5,1.84,化学诱,变,变处理,冬,冬油菜,品,品种Wotan后5个突变,体,体各代,油,油酸含,量,量（,）,）的变,化,化表现,（3）基因,工,工程（,操,操作脂,肪,肪酸合,成,成酶系,统,统）,油酸12-脱饱和,酶,酶(FAD2; oleic 12-desaturase)基因的,反,反义RNA,-酮酰-辅酶A合成酶,（,（FAE1；beta-ketoacyl-CoAsynthase）基因,的,的反义RNA,硬脂酸C18,:,:0,阻止碳,链,链延长,油,酸,酸C18,:,:1C20:1,(,(廿碳烯,酸,酸)C22,:,:1(芥酸)阻止减,饱,饱和作,用,用,亚油酸C18,:,:2,亚麻酸C18,:,:3,转基因,油,油菜进,入,入田间,试,试验(80%,),),转基因结构,16：0,18：0,18：1,18：2,18：3,20：1,22：1,对照（Westar品种）,3.9,1.8,67,19,7.5,0.8,0.6,Napin:FAD2,4.3,1.4,84.1,5.2,2.9,0.9,0.5,（共抑制）,Napin:,种,种子特,异,异启动,子,子,转基因,油,油菜脂,肪,肪酸组,成,成,3.低,亚,亚麻酸,育,育种,1)特点,亚麻酸,含,含三个,不,不饱和,键,键(C18:3,),)，易氧化,，,，所形,成,成氧化,物,物有臭,味,味，致,使,使菜籽,油,油变质,，,，不耐,储,储藏。,一,一般菜,籽,籽油含912%的亚麻,酸,酸，低,亚,亚麻酸,标,标准3%。,2)低,亚,亚麻酸,基,基因遗,传,传,由L1L2两个基,因,因控制,(,(Scarth et al,1999,),),3)低亚麻,酸,酸育种,（1）人工,诱,诱变EMS诱变,加拿大,：,：利用Robbelen提供的突变体,（,（M11）选育出,亚,亚麻酸,含,含量为3%的品种Stellar。,德国：,北,北德育,种,种公司,（,（NPZ）也利用M11选育出,低,低亚麻,酸,酸品种,。,。,（澳）,芥,芥菜型,高,高芥酸,油菜Accession42,甘蓝型,双,双低油,菜,菜,Tower,ISX,4788(F2),连续定,向,向选择,IXLIN,低亚麻,酸,酸（3,.,.4%,）,）低芥,酸,酸品系,（2）,种,种间杂,交,交,（3）,基,基因工,程,程,亚油酸,18,-,-去饱,和,和酶(FAD3，Linoleate, 18-desaturase,),)基因,的,的反义RNA,亚油酸C18,:,:2,阻,止,止减饱,和,和作用,亚麻酸C18,:,:3,低亚麻,酸,酸转基,因,因油菜,进,进入大,田,田生产,转基因结构,16：0,18：0,18：1,18：2,18：3,20：1,22：1,对照（Westar品种）,3.9,1.8,67,19,7.5,0.8,0.6,Napin:FAD3（共抑制）,3.8,1.5,68.5,22.1,1.2,1.1,0.4,转基因,油,油菜脂,肪,肪酸组,成,成,五、工,业,业用途,脂,脂肪酸,的,的育种,1.高,芥,芥酸育,种,种,1）高,芥,芥酸油,功,功用,工业用,油,油：高,级,级润滑,油,油、铸,钢,钢、化,妆,妆品、,洗,洗涤剂,2）高,芥,芥酸育,种,种,（1）,定,定向选,择,择（55%）,（2）,人,人工合,成,成,白菜型,（,（30,.,.1-61.4%), 甘,蓝,蓝（28.2,-,-63,.,.4%,）,）,甘蓝型,油,油菜（55-60%,）,）,2.短,碳,碳链饱,和,和脂肪,酸,酸育种,1）短,碳,碳链脂,肪,肪酸的,概,概念,辛酸C8 :0,癸,癸酸C10,:,: 0,月,月桂,酸,酸C12 :0,豆,豆蔻酸C14,:,:0,2）用,途,途,制造染,料,料、药,物,物、香,料,料、增,塑,塑剂、,润,润滑剂,和,和表面,活,活性剂,等,等的原,料,料,3）遗,传,传资源,油菜中C10,:,:0C14,:,:0 的,脂,脂肪酸,含,含量几,乎,乎为零,。,。,（1）,美,美国加,州,州月桂,树,树 (Umbellulariacalifornica,),),其,月,月桂酸,含,含量可,达,达45,-,-50,。,（2）,南,南美热,带,带植物,披,披针叶,萼,萼距花（Cuphealanceolata）,，,，其癸,酸,酸含量,可,可达80。,4）育,种,种方法,基因,工,工程,（1）,辛,辛酸C8 :0,癸,癸酸C10,:,:0,10,:,: 0,ACP硫酯,酶,酶（10 :0ACPthioesterase）基,因,因，来,源,源于披,针,针叶萼,距,距花。,已获得C8+C10,含,含量达38,的,的转基,因,因油菜,。,。,ACP,（,（酰基,载,载体蛋,白,白）硫,酯,酯酶：,催,催化脂,肪,肪酸延,长,长的终,止,止作用,，,，释放,自,自由脂,肪,肪酸的,酶,酶。,2）月,桂,桂酸C12,:,: 0,12:0ACP,硫,硫酯酶,（,（12,:,:0ACPthioesterase,）,）基因,来,来源于,美,美国加,州,州月桂,树,树 (Umbellulariacanifornica,),),转,基,基因高,月,月桂酸,油,油菜已,商,商业化,，,，C12：0,含,含量达40,。,。,12:0ACP,硫,硫酯酶,基,基因,溶,溶血磷,脂,脂酸酰,基,基转移,酶,酶基因,（,（LPAAT,）,）（来,源,源于可,可,可coconut）,商,商业化,油,油菜，C12,：,：0含,量,量达70。,3）豆,蔻,蔻酸C14：0,14：0ACP硫,酯,酯酶,(,(14,:,:0ACPthioesterase,),)基,因,因来源,于,于萼距,花,花,（,Cupheahookeriana）,转基因,油,油菜C14：0含量,达,达40（,已,已进入,田,田间试,验,验）,3.高,棕,棕榈酸,(,(C16:0,),)和高,硬,硬脂酸,(,( C18:0)育,种,种,1）功,用,用,制肥皂、,蜡,蜡烛、,金,金属皂、润滑,脂,脂、合,成,成洗涤,剂,剂、软,化,化剂,；,；化妆品、耐寒,增,增塑剂,、,、稳定,剂,剂、表,面,面活性,剂,剂、防,水,水剂、,抛,抛光剂,、,、软化,剂,剂、医,药,药品的,原,原料,2）油,菜,菜中C16：0 和C18,：,：0的,含,含量,菜籽油,中,中C16：0,只,只有4左,右,右，硬,脂,脂酸只,有,有2,左,左右,3）育种,方,方法,转,转基因,（1）,高,高棕榈,酸,酸,16：0ACP硫,酯,酯酶基,因,因来源,于,于,萼距花,（,（,Cupheahookeriana）,转基因,油,油菜C16：0,30,%,%,（2）,高,高硬脂,酸,酸,硬脂酸9脱饱和,酶,酶（Stearic9-desaturase)基因（,反,反义RNA）,转基因,油,油菜C18,:,:040%（,进入田,间,间试验,）,）,4.药用脂,肪,肪酸育,种,种,（高-亚麻酸-linolenicacid）,1）结构,-亚麻酸,9,12,15,-亚麻酸,6,9,12,2）功用,治疗关,节,节炎，,抗,抗衰老,等,等,3）育种,方,方法-,-,-转基因,基因：6-脱饱和,酶,酶,来源：,玻,玻璃苣,（,（Borage）、夜樱草,花,花（Eveningprimrose）,转基因,油,油菜进,入,入田间,试,试验,