[00129252]抗逆油料作物种质选育与产业化关键技术创新及应用

①课题来源与背景 本项目受国家自然科学基金、欧盟玛丽居里国家人才引进奖学金、国家科技支撑计划子课题、辽宁省农业攻关重点项目、辽宁省重点研发计划、贵州省科技支撑计划等项目资助。针对我国粮油危机,木本油料是粮油的重要来源,但长期存在缺乏良种和丰产关键技术,造成的低产低效正制药我国抗逆木本油料作物产业的持续健康发展。 ②技术原理及性能指标 采用分子标记辅助选择的聚合育种技术培育出沙棘新品种4个、油茶新品种2个和油茶良种2个,建立了油茶和文冠果丰产造林品种配置及低产林高接换冠丰产改造穗芽配置分子设计技术体系。 A、培育的沙棘优良种质和新品种“朝阳”、“晚黄”、“晚霞”和“高油1号”亩产鲜果430公斤以上,是现有中国沙棘亩产鲜果150公斤左右之产量的2.86倍。 B、选育的适宜贵州武陵山片区生境的本地油茶新品种和良种“民玉2号”亩产鲜果900公斤以上,是当地现有老油茶林亩产178公斤的5.05倍,是当地引进外来油茶良种亩产鲜果400~600公斤的1.5~2.25倍;亩产茶油65公斤左右,是当地现有老油茶林亩产茶油11公斤的5.91倍;油茶良种和新品种“民玉3号”亩产鲜果1000公斤以上,是当地现有老油茶林亩产178公斤的5.86倍;亩产茶油70公斤以上,是当地现有老油茶林亩产茶油11公斤的6.36倍。 C、提出并设计了“优良种质+高嫁接亲和力+高配合力+高异交传粉配置格局”的文冠果和油茶低产林高接换冠丰产改造穗芽配置的分子设计技术,改造后的文冠果示范园盛果期亩产种子173~212公斤,是改造前亩产种子13~50公斤的4.06~14.1倍;高接换冠油茶丰产示范园第2~3年亩产鲜果600公斤以上,是改造前亩产鲜果120~138公斤的4倍以上;突破了老油茶树嫁接山茶花的高接病难题,砧穗识别分子技术老油茶树高效嫁接山茶花成活率高于95%,高接病低于4%。 ③技术的创造性与先进性 针对我国抗逆油料作物低产低效的现状,以沙棘、文冠果、油茶为研究对象,在自主知识产权新品种培育及产业化关键技术等方面取得了重要突破：i、创建了抗逆油料作物优异种质鉴选的分子识别技术,培育沙棘新品种4个,亩产鲜果430公斤以上;鉴选文冠果优良种质9个,亩产种子173公斤以上;培育油茶良种和新品种2个,亩产鲜果900公斤以上,亩产茶油65公斤以上,突破了油茶大小年结实难题;ii、突破了抗逆油料作物产业化关键技术瓶颈,实现了种苗、丰产栽培及低产林丰产改造和高值化利用技术升级：A、创建了“优良无性系＋高配合力＋高异交传粉配置格局”的丰产造林品种配置和低产林高接换优穗芽配置的分子设计技术,解决了文冠果和油茶低产难题。B、突破了老油茶树高效嫁接山茶花易发生高接病的技术瓶颈,嫁接成活率高于84%,高接病发病率低于4%。 C、突破了文冠果组织培养技术瓶颈,建立了沙棘嫩枝和硬枝扦插技术体系,为优异材料规模化繁育提供了技术支撑。iii、解析了抗逆油料作物油脂关键品质性状和抗性形成的分子机理,揭示了抗逆油料作物特有的基因作用方式,获得了一批调控油脂合成及omega-7脂肪酸、油酸、亚油酸、亚麻酸和神经酸形成的靶基因元件。 ④技术的成熟程度,适用范围和安全性 i、选育的良种已被大面积推广应用,居国际领先水平。沙棘新品种和文冠果优良无性系适应于我国北方沙棘和文冠果分布及栽培利用区,具有生态安全性。 ii、文冠果和油茶丰产造林品种配置分子设计技术成熟 ,已被推广应用12.05万亩,适用范围是全国文冠果和油茶分布 区,具有生态安全性。 iii、老油茶高效嫁接山茶花的分子识别技术已应用于5万株低产油茶树改造,技术成熟。适用范围是我国长江以南油茶分析及山茶花栽培利用区,具有生态安全性。 ⑤应用情况及存在的问题 抗逆油料作物良种和新品种、丰产造林品种配置和低产林高接换冠丰产改造穗芽配置的分子设计技术及老油茶树高接山茶花砧穗组合选配的分子识别技术等研究成果,在辽宁省朝阳和阜新市、内蒙古鄂尔多斯市、宁夏吴忠市、新疆阿勒泰地区、山东安丘市及贵州铜仁市等地生产中应用、推广示范了32.48万亩,生产优质苗木2860万株、名贵山茶花4.89万株。 存在问题： A、抗逆油料作物良种和新品种资源仍不丰富,种质资源挖掘收集及种质资源圃建设有待进一步加强。 B、抗逆油料作物良种和新品种的适应性和高产稳产性仍有待进一步区试。两个油茶良种仍有待进一步在不同省份进行区试,以申报国审良种。 C、抗逆油料作物无性规模化繁育技术体系仍有待进一步完善。沙棘组织培养技术体系仍未建立,导致新选育的新品种和良种很难在1~2年内规模化扩繁。 ⑥历年获奖情况 A、辽宁林业科学技术奖一等奖,利用分子标记技术筛选文冠果优良无性系的研究、2018;B、辽宁林业科学技术奖一等奖,沙棘高油种质资源筛选技术研究、2019;C、辽宁林业科学技术奖一等奖,高抗稳定文冠果优选技术、2020。