油菜不仅是世界上重要的油料作物,同时也是重要的植物蛋白来源。研究表明油菜籽蛋白质通过适当酶水解或一定化学改性可得到大量活性肽,这些活性肽具有很好的生物活性和理化性质。目前有关油菜的研究多数与提高含油量有关,关于甘蓝型油菜籽蛋白以及种子发育过程中蛋白质含量动态变化及相关基因表达量的报道较少,并存在所研究的种子发育周期较短或选取的研究材料较少而不能有代表性的阐明甘蓝型油菜种子发育过程中蛋白质含量及相关基因表达量的变化动态。本试验以具有不同遗传背景的甘蓝型油菜高低蛋白品系为供试材料,并进行了两年的重复试验研究,利用考马斯亮蓝法测定各品系种子发育过程中4~9个时期的蛋白质含量,分析蛋白质含量积累动态及其相互间差异;同时利用实时荧光定量PCR技术,比较2个蛋白质合成关键基因(Cruciferin、Napin)及2个转录因子(LEC1、LEC2)在油菜种子发育过程中的表达模式及表达差异,探讨甘蓝型油菜种子发育过程中蛋白质积累及其与相关基因表达的关系,以期达到了解甘蓝型油菜种子发育过程中蛋白质含量变化的自然规律,为促进油菜种质资源创新和新品种的选育提供相关理论依据,促进油菜籽蛋白或菜籽肽相关产品的开发。主要研究结果如下:1.高低蛋白品系种子蛋白含量积累动态及差异分析表明:(1)高低蛋白品系种子在发育过程中蛋白含量积累变化趋势相似,均呈“~”型趋势变化。两年重复试验,种子发育过程中蛋白含量积累动态相似,2016~2017年种子发育动态晚于2015~2016年,且不同品系材料蛋白含量积累动态延迟时间长短不同。种子发育过程中蛋白质含量积累出现两次峰值,开花后25d左右第一次达到峰值,开花后35d~40d再次达到峰值,成熟期蛋白含量还会有稍许增长,且高蛋白品系成熟期蛋白含量变化幅度大于低蛋白品系。(2)对高低蛋白品系种子发育过程中蛋白质含量进行方差分析可知,材料间、取样时期间以及取样时期和试验材料的互作间蛋白质含量都存在极显著差异,表明种子蛋白质含量与材料的遗传背景和种子发育时期密切相关。对高低蛋白品系种子发育过程中蛋白质含量的多重比较分析可知,高蛋白品系与低蛋白品系在种子成熟收获期即开花后60d左右蛋白质含量差异极显著,表明蛋白质含量在高低蛋白材料中表现不一致,差异明显,且蛋白含量达到种子发育研究时段中最高水平。2.对高低蛋白品系种子蛋白质合成相关基因的表达量分析表明:(1)关键基因Cruciferin基因和Napin基因以及LEC1基因和LEC2基因在高低蛋白品系中相对表达模式整体相似,种子发育初期相对表达量都很低,整体呈先升高后降低趋势。Cruciferin基因、Napin基因相对表达量在达到峰值时,蛋白含量会出现降低至极小值,表明Cruciferin基因、Napin基因对蛋白质合成可能起到一定的抑制作用。LEC1基因、LEC2基因相对表达量在达到峰值时,蛋白含量会出现升高趋势至极大值,在成熟期,相对表达量出现升高趋势,蛋白含量达到最大值,表明LEC1基因、LEC2基因对蛋白质合成可能起到一定的促进作用。(2)从表达水平看,Cruciferin基因相对表达量水平整体上要高于Napin基因、LEC1基因、LEC2基因相对表达量。LEC1基因、LEC2基因在高蛋白品系中相对表达量水平特别是相对表达量峰值水平整体要高于低蛋白品系。3.从蛋白含量与相关基因表达量相关性来看:(1)Cruciferin基因相对表达量与Napin基因相对表达量在两年材料高低蛋白品系中相关性表现一致。在2015~2016年材料中,Cruciferin基因相对表达量与LEC1基因相对表达量在高低蛋白品系中相关性表现一致;蛋白含量与Cruciferin基因相对表达量、Cruciferin基因相对表达量与LEC2基因相对表达量、Napin基因相对表达量与LEC1基因相对表达量在高低蛋白品系中相关性表现不一致。在2016~2017年材料中,LEC1基因相对表达量与LEC2基因相对表达量在高低蛋白品系中表现不一致。(2)高低蛋白品系中蛋白合成相关基因作用关系整体上是有区别的,存在多种作用关系,与蛋白含量之间的关系比较复杂。