甘蓝型油菜是重要的油料作物之一,菜籽油是食用植物油和工业用油的重要来源。然而,我国植物油大部分依赖进口。因此,解析油脂合成与代谢的调控机理并提高油菜含油量对于培育高质高产的油菜品种具有重要指导意义。本研究以调控TAG合成的关键酶——溶血磷脂酸酰基转移酶2和5（Lysophosphatidic acid acyltransferase,LPAT2＆5）为研究对象,揭示二者对甘蓝型油菜种子油脂合成的调控机理。主要研究结果如下:（1）高效、便捷的甘蓝型油菜遗传转化体系的建立。将编码红色荧光蛋白的基因DsRed整合至六个植物表达载体,利用农杆菌介导的下胚轴遗传转化法依次侵染春性、半冬性、冬性油菜品种。在组织培养过程中,利用红色荧光蛋白的视觉筛选可以方便、快捷地挑选出带有红色荧光的愈伤组织和再生芽,其筛选效率平均达到59.9%,准确度平均达到96.1%。在214株再生的半冬性转基因株系中,阳性率为80%～100%。同时,通过视觉筛选技术也可以应用到转基因后代幼苗形成阶段,对子叶、胚轴、种皮、根的阳性筛选。这些都说明高效的遗传转化方法协同便捷的阳性筛选方式为高效获取转基因阳性株系提供极大便利。（2）异源四倍体油菜BnLPAT2和BnLPAT5基因的高效编辑。在异源四倍体甘蓝型油菜中,针对BnLPAT2和BnLPAT5基因分别构建四个单靶点和两个多靶点CRISPR-Cas9载体,成功敲除了这两个基因在A基因组和C基因组上对应的所有同源拷贝。这些靶位点处的编辑类型以碱基插入和碱基缺失为主,其中大部分为单碱基插入、单碱基缺失及大片段缺失,并且所对应的14个潜在脱靶位点均未检测到碱基编辑。Cas9在后代中还保留有较强的切割活性,说明CRISPR-Cas9介导的基因编辑的高效性。相比于野生型,T1代中突变体种子呈现不同程度的干瘪,且成熟种子中油体变大。Bnlpat2和Bnlpat5单靶点敲除突变株系中种子含油量分别下降了32%和29%,且多靶点敲除的双突变株系含油量平均下降了39%,这为在异源四倍体甘蓝型油菜或其它多倍体植物中同时敲除多个基因对应的多个拷贝奠定基础。（3）BnLPAT2与BnLPAT5基因促进种子含油量的提高。分别对BnLPAT2和BnLPAT5的超表达、RNAi和CRISPR-Cas9敲除的T3代转基因株系进行表型分析,BnLPAT2和BnLPAT5超表达株系中,种子含油量从38.3%上升到46.0%,而Bnlpat2和Bnlpat5突变株系中,含油量分别下降至26.8%和25.5%。且成熟种子中的总糖和总蛋白含量都与含油量呈负相关关系。成熟油菜种子显微结构显示,BnLPAT2和BnLPAT5超表达株系中的细胞明显变大,油体数量增加;而突变株系中细胞变小,油体数量变少且油体显著增大,蛋白体增多。这说明BnLPAT2和BnLPAT5基因对于提高种子含油量具有显著促进作用。（4）BnLPAT2与BnLPAT5基因调控种子油脂合成机理。对BnLPAT2和BnLPAT5超表达、干扰、敲除系的种子发育早、中、晚期分别进行转录组学分析,发现超表达株系种子发育进程在中、后期均滞后于突变株系;超表达株系中主要涉及脂肪酸和油脂合成相关的代谢途径,从而有利于种子油脂积累;而突变株系中主要涉及次级代谢产物合成以及各种生物胁迫相关的代谢途径,从而引起种子油脂降解。此外,BnLPAT2超表达系种子发育在三个阶段始终落后于BnLPAT5超表达系,且前者较后者更多地涉及到脂肪酸/脂质合成代谢和碳水化合物代谢相关的生物学途径;还发现BnLPAT2倾向于参与促进合成种子油脂,而BnLPAT5参与促进合成种子膜脂。这些结果说明BnLPAT2和BnLPAT5可促进碳源流向脂质合成,进而导致油脂差异性地调控种子油脂积累。综上所述,本研究建立了一种快捷、简便且高效的转基因阳性株系筛选技术,并且运用CRISPR-Cas9基因编辑技术在异源四倍体油菜中实现了高效的基因功能缺失突变。结合种子不同发育阶段的转录组学分析,解析了BnLPAT2和BnLPAT5对种子油脂积累的差异调控,为改良和培育高含油量油菜新品种奠定基础。