科创中国

行业领域

农、林、牧、渔业

需求背景

油用牡丹是我国特有的木本油料作物，种子中不饱和脂肪酸含量高达 92%，尤其富含 α-亚麻酸（ALA，45%），极具产业开发前景。近年来，牡丹籽油的开发使得牡丹的经济价值迅速得到提升，人工栽培面积也不断扩大，富含 ALA 的高产、优质牡丹新品种选育、种苗生产、规范化栽培等一系列研发工作亟待同步发展。

需解决的主要技术难题

油用牡丹新品种（品系）筛选通过连续三年调查资源圃结实量较高的牡丹品种和凤丹实生苗的结实率、种子产量、抗寒抗旱等特性，以及利用气质联用技术测定其含油量、脂肪酸组成和ALA 含量，从中筛选出了 3 个高产、优质的油用牡丹品系（YQFD1637，YQFD1669，YQFD1675），预计亩产高于 260 kg/亩，ALA 含量 45%以上，且具有耐寒耐旱特性、适合北京郊区林下和沟域种植。脂肪酸合成关键基因克隆及功能验证以两个 ALA 含量差异显著的牡丹品种 J 和 S 为材料，克隆扩增在两个品种中差异表达且与 ALA 合成密切相关的脂肪酸脱饱和酶基因：SAD，FAD2-1，FAD2-2 和 FAD3，基于其在两个品种牡丹种子发育过程中的表达模式，初步认为PsFAD3 是牡丹种子高效积累 ALA 的主效基因。

期望实现的主要技术目标

建立油用牡丹组培快繁技术体系以凤丹和紫斑牡丹鳞芽、腋芽、种胚等为外植体，确定其最佳消毒方式是2%NaClO 消毒 12 min，75%乙醇消毒 5 min，污染率可降低到 ***%。抑制褐化最佳处理为 2 g/L 活性炭，培养 10 d 后植株的褐化率可降至 *** %。确定了增殖培养基最适配比为 MS + 20 g/L 蔗糖 + 1 g/L 活性炭 + *** g/L 琼脂 + *** mg/L6-BA + *** mg/L NAA + *** mg/L GA3。

需求解析

解析单位：“科创中国”乡村振兴（自然资源价值保育）科技服务团（中国国土经济学会） 解析时间：2022-11-08

尹兆龙

北京北方宏拓环境科技有限公司

副研究员

综合评价

将大幅提升油用牡丹在新品种选育、繁殖和规范化栽培等方面的科技创新水平，引领整个油用牡丹行业发展。课题研究具有较高的理论与实际应用价值，对促进林下经济和沟域经济发展具有重要意义，预期成果所释放的后继效应，将在新农村建设中产生巨大的生态、社会和经济效益，应用前景广阔。克隆得到了牡丹种子 ω-3 脂肪酸脱饱和酶基因（PsFAD3），并运用基因表达时空特异性分析、亚细胞定位、体外转化酵母功能鉴定、牡丹种子瞬时表达以及转基因拟南芥野生型和 fad3 突变体等多种手段证实其生物学功能。研究发现，PsFAD3 是牡丹种子 ALA 生物合成的关键基因。ALA 含量相关分子标记开发在牡丹种子转录组的 94803 个 Unigene 上搜寻到 3438 个 SSR 位点。 在鉴定出的 ES T-SSR 位点中，选择 362 个 ES T-SSR 位点用于多态性 SSR 标记的开发。其中，217 个位点扩增出了目标特异性片段。在 144 份牡丹种质材料中，有 27个 ES T-SSR 位点表现出了多态性。建立油用牡丹高效栽培技术通过研究牡丹种子萌发和幼苗复壮的技术，建立了油用牡丹种苗生产的技术规程；从土地选

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