第二章 菜油品质改良

第二章菜油品质改良第一页，共三十二页，2022年，8月28日油菜籽的主要用途：

饲料肥料饼粕油菜籽药用油食用油工业用油植物油第二页，共三十二页，2022年，8月28日植物油中的主要脂肪酸棕榈酸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C20:1芥酸C22:1植物油

一、脂肪酸组分与生物合成第三页，共三十二页，2022年，8月28日植物油种类棕榈酸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6.64.015.573.9000芝麻7.54.839.444.91.800花生11.43.354.725.702.30大豆11.53.924.652.08.000棉花17.52.817.961.9000油菜4.01.517.013.09.014.545.0低芥酸油菜4左右1.5左右>60.020-2510左右1-20-2

主要植物油的脂肪酸组成(%)第四页，共三十二页，2022年，8月28日

油菜与其它油料作物相比，显著不同的是菜油中脂肪酸组成芥酸含量很高（40-55%）,亚麻酸含量很高，而油酸、亚油酸含量很低。第五页，共三十二页，2022年，8月28日芥酸的特点人体不易消化吸收，营养价值低，并可能在人体血管壁上沉积。

降低芥酸，可以成倍增加油酸和亚油酸等人体必需脂肪酸的含量

工业需用高芥酸油：高级润滑油、铸钢、化妆品、洗涤剂第六页，共三十二页，2022年，8月28日

油酸的作用

人体必需脂肪酸可降低人体血液中低密度脂蛋白的浓度

菜油品质改良必须提高降低芥酸含量、提高油酸含量

第七页，共三十二页，2022年，8月28日

脂肪酸的生物合成癸酸C10:0月桂酸C12:0豆蔻酸C14:0棕榈酸C16:0硬脂酸C18:0碳链的延长油酸C18:1C20:1（廿碳烯酸）C22:1（芥酸）亚油酸C18:2◆减饱和作用亚麻酸C18:3各种脂肪酸是通过碳链的延长和减饱和作用形成的第八页，共三十二页，2022年，8月28日二、脂肪酸的遗传相关

芥酸与油酸高度负相关r=-（0.9219—0.99291）(周永明)

油酸与亚油酸高度负相关主要脂肪酸可分为两组，它们的遗传相关关系为：

棕榈酸、油酸+亚油酸、亚麻酸之间正相关负相关芥酸、廿碳烯酸之间正相关第九页，共三十二页，2022年，8月28日1.低芥酸种质及来源1956年，加拿大从西德引进饲用甘蓝型油菜品种Liho1957-1964年，加拿大：Stefansson,B.R教授育成世界上第一个低芥酸品种Oro127株Liho（6-50%)

温室、自由种子（6%）负向选择＜0.5%植株自交

Liho自交系（低芥酸）

Stefansson,B.R三、低芥酸的基因源及其遗传

第十页，共三十二页，2022年，8月28日2.芥酸含量的遗传1）甘蓝型油菜芥酸含量的遗传

Golden×Liho41.3%0%E1E1E2E2e1e1e2e2

F1

E1e1E2e2基因型

芥酸%

比例

22-25%

e1e1e2e2011E1e1e2e29-104e1e1E2e2e1e1E2E2E1E1e2e218-20615E1e1E2e2E1e1E2E227-304E1E1E2e2E1E1E2E236-401第十一页，共三十二页，2022年，8月28日

甘蓝型油菜的芥酸含量受两对加性胚基因控制，每个E基因控制9－13％的芥酸含量。

胚基因------种子胚内的遗传物质或DNA片段例：

某一油菜植株的芥酸基因型为E1e1E2e2(含量20-25%),其自交所产生的单粒种子的芥酸含量变幅0-46%。

第十二页，共三十二页，2022年，8月28日2）白菜型油菜芥酸含量的遗传

芥酸受胚基因型控制芥酸含量受一对主效基因控制，EAEA或eaeaEA基因的效应大于甘蓝型油菜E基因的效应。3）芥菜型油菜的芥酸遗传与甘蓝型油菜相似，受两对具有加性作用的胚基因控制。第十三页，共三十二页，2022年，8月28日

改良油菜脂肪酸可以采用系统选择、诱变技术（Robbelen,1995；Jambhukar,1999;Oram,1999）、杂交转育、种间杂交（Raney，1999；Skarzhinskaya,1998）或基因工程的方法（Qio，2001）四.油菜的脂肪酸改良第十四页，共三十二页，2022年，8月28日1.低芥酸育种（1）系统选择

1956年，加拿大从西德引进饲用甘蓝型油菜品种Liho

127株Liho（6-50%)

温室、自由种子（6%）负向选择＜0.5%植株自交

Liho自交系（低芥酸）第十五页，共三十二页，2022年，8月28日（2）杂交育种

单交育种

1957年，Stefansson,B.R与Downey合作通过

Nugget×Liho

1964年

Oro（芥酸<5%）

世界上第一个低芥酸油菜品种

第十六页，共三十二页，2022年，8月28日2.高油酸

1)油酸的作用

（1）人体必需脂肪酸（2）可降低人体血液中低密度脂蛋白的浓度（3）油炸食品

2)高油酸育种

(1)筛选自然突变体芬兰人J.P.Vilkki(1995)在白菜型油菜中发现油酸含量达85-90%的育种材料。

(2）人工诱变德国B.kucker,G.Robbelen(1995)利用EMS处理冬甘蓝型油菜，得到油酸含量高达75-80%的突变体。第十七页，共三十二页，2022年，8月28日诱变育种化学诱变处理的基本程序

Wotan种子水泡5小时2％EMS溶液泡10小时水洗5小时，干燥后播种从2000个自由授粉单株中获得19个植株的油酸高于Wotan半粒法分析单粒种子，油酸>70％的种子播种从298个M3代家系的2086个单株中获得了油酸含量为80.4%(原Wotan平均油酸含量为64.5%)第十八页，共三十二页，2022年，8月28日M1M2M3平均M3最优株植株号植株号18：1nC18:1SDC18:1C18:2C18:3195081470776.75472.53.7678.27.07.3195171456478.55771.03.2280.46.74.8195661469274.01074.32.3477.47.86.6196461485171.2972.63.5677.78.36.1196841493171.51075.41.5277.57.57.3Wotan1161.51.84化学诱变处理冬油菜品种Wotan后5个突变体各代油酸含量（％）的变化表现第十九页，共三十二页，2022年，8月28日（3）基因工程（操作脂肪酸合成酶系统）油酸△12-脱饱和酶(FAD2;oleic△12-desaturase)基因的反义RNAβ-酮酰-辅酶A合成酶（FAE1；beta-ketoacyl-CoAsynthase）基因的反义RNA硬脂酸C18:0

◆阻止碳链延长油酸C18:1C20:1(廿碳烯酸)C22:1(芥酸)◆…阻止减饱和作用亚油酸C18:2亚麻酸C18:3

转基因油菜进入田间试验(＞80%)第二十页，共三十二页，2022年，8月28日转基因结构16：018：018：118：218：320：122：1对照（Westar品种）3.91.867197.50.80.6Napin:FAD24.31.484.15.22.90.90.5（共抑制）Napin:种子特异启动子转基因油菜脂肪酸组成第二十一页，共三十二页，2022年，8月28日3.低亚麻酸育种1)特点

亚麻酸含三个不饱和键(C18:3)，易氧化，所形成氧化物有臭味，致使菜籽油变质，不耐储藏。一般菜籽油含9－12%的亚麻酸，低亚麻酸标准＜3%。2)低亚麻酸基因遗传由L1L2两个基因控制(Scarthetal,1999)3)低亚麻酸育种

（1）人工诱变EMS诱变加拿大：利用Robbelen提供的突变体（M11）选育出亚麻酸含量为3%的品种Stellar。德国：北德育种公司（NPZ）也利用M11选育出低亚麻酸品种。第二十二页，共三十二页，2022年，8月28日（澳）芥菜型高芥酸油菜Accession42

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甘蓝型双低油菜

TowerISX－4788(F2)连续定向选择

IXLIN低亚麻酸（3.4%）低芥酸品系（2）种间杂交第二十三页，共三十二页，2022年，8月28日（3）基因工程亚油酸△18-去饱和酶(FAD3，Linoleate△18-desaturase)基因的反义RNA

亚油酸C18:2

◆…阻止减饱和作用亚麻酸C18:3

低亚麻酸转基因油菜进入大田生产第二十四页，共三十二页，2022年，8月28日转基因结构16：018：018：118：218：320：122：1对照（Westar品种）3.91.867197.50.80.6Napin:FAD3（共抑制）3.81.568.522.11.21.10.4转基因油菜脂肪酸组成第二十五页，共三十二页，2022年，8月28日五、工业用途脂肪酸的育种1.高芥酸育种1）高芥酸油功用工业用油：高级润滑油、铸钢、化妆品、洗涤剂2）高芥酸育种（1）定向选择（55%）

（2）人工合成白菜型（30.1-61.4%)×甘蓝（28.2-63.4%）

甘蓝型油菜（55-60%）第二十六页，共三十二页，2022年，8月28日2.短碳链饱和脂肪酸育种1）短碳链脂肪酸的概念辛酸C8:0癸酸C10:0月桂酸C12:0豆蔻酸C14:02）用途制造染料、药物、香料、增塑剂、润滑剂和表面活性剂等的原料3）遗传资源油菜中C10:0－C14:0的脂肪酸含量几乎为零。（1）美国加州月桂树(Umbellulariacalifornica),其月桂酸含量可达45-50％。（2）南美热带植物披针叶萼距花（Cuphealanceolata），其癸酸含量可达80％。第二十七页，共三十二页，2022年，8月28日4）育种方法－基因工程（1）辛酸C8:0＋癸酸C10:010:0－ACP硫酯酶（10:0－ACPthioesterase）基因，来源于披针叶萼距花。已获得C8+C10含量达38％的转基因油菜。ACP（酰基载体蛋白）硫酯酶：催化脂肪酸延长的终止作用，释放自由脂肪酸的酶。第二十八页，共三十二页，2022年，8月28日2）月桂酸C12:0

12:0－ACP硫酯酶（12:0－ACPthioesterase）基因来源于美国加州月桂树(Umbellulariacanifornica),转基因高月桂酸油菜已商业化，C12：0含量达40％。12:0－ACP硫酯酶