油菜是世界最主要的油料作物之一,其含油量是重要的经济性状,也是决定油菜产量、品质的关键因素。菜籽油含有丰富的脂肪酸和多种维生素,对人类身心健康有利,是非常优质的食用油。由于油菜种子油脂的遗传特征复杂（属主基因+多基因控制的数量性状）,受自身遗传发育的调控及外界环境因素的影响,导致目前所育成的高含油量油菜品种较少,难以满足人们日益增长的食用油需求。选育高含油量油菜品种一直是油菜育种的重要目标之一。本研究以5个遗传背景不同的甘蓝型油菜高/低含油量品系为对象,通过测定油菜种子发育进程中含油量、主要脂肪酸成分含量、可溶性蛋白及可溶性糖含量,探究种子与角果皮合成的相关物质与油脂积累的关系,并对开花后30d、40d、50d的种子及30d的角果皮进行转录组测序,从分子水平揭示调控甘蓝型油菜种子油脂积累的关键基因。旨在探究形成甘蓝型油菜种子含油量差异的原因,以期加深对油菜种子油脂积累调控网络的认识,为高含油量油菜品种培育奠定理论基础和提供实践指导。主要研究结果如下:1.高/低含油量品系的油脂及主要脂肪酸积累动态分析在种子发育进程中,高/低含油量品系油脂积累模式基本一致:开花后20d前仅有少量积累,20d-30d油脂积累较为缓慢,30d-40d为油脂快速积累期,40d的含油量占成熟期种子含油量的70.11%-93.45%。40d后,低含油量品系进入低速积累期,而高含油量品系仍保持较高速率,直至50d时含油量达到峰值。油脂中主要脂肪酸成分及其积累模式一致,油酸含量最高,其后依次为亚油酸、亚麻酸、棕榈酸和硬脂酸,二十碳烯酸和芥酸含量很低。种子发育前期主要积累饱和和多不饱和脂肪酸,随着种子的发育油酸含量不断增加。成熟期不同品系间各脂肪酸成分所占比例相近,平均为油酸67.41%,亚油酸18.63%,亚麻酸7.27%,棕榈酸4.57%,硬脂酸2.11%。5类主要脂肪酸成分相互转化比例受品种影响较小。2.高/低含油量品系可溶性蛋白和可溶性糖积累差异分析种子中可溶性蛋白的积累方式有两种,一种为可溶性蛋白随着种子的发育不断增加,另一种为在增加到峰值后有所减少。低含油量品系A1341、A1342开花后20d的可溶性蛋白含量已分别占峰值的70.98%和75.92%,蛋白质的合成要早于并多于高含油量品系。种子和角果皮的可溶性糖的积累模式有所不同。高/低含油量品系角果皮中可溶性糖含量变化趋势相似,20d-30d间有较大幅波动,可溶性糖含量出现高峰或低峰,而后随着种子的发育进程而不断地减少,推测角果皮的光合作用和转运能力在30d之前最强。种子的可溶性糖含量积累趋势有较大差异,但高含油量品系种子可溶性糖含量在发育进程中始终低于低含油量品系,种子代谢能力较强,可能用于形成油脂的糖类较多。3.高/低含油量品系开花后30d、40d和50d的种子转录组测序分析对高含油量品系A517（47.30%）和低含油量品系A1342（36.21%）开花后30d、40d和50d的种子进行转录组测序发现,同一品系内不同时期间差异基因较多,两品系间相同时期的差异基因相对较少且数目相近。对所有差异基因进行GO和KEGG富集分析,结果显示差异基因主要涉及细胞组分,其次为生物过程,分子功能最少,并显著富集在碳代谢、氨基酸的生物合成、淀粉和蔗糖代谢、苯丙烷生物合成等相关途径。对高/低含油量品系分别进行共表达趋势分析发现,差异基因均有持续上调和下调两种趋势。其中,低含油量品系下调表达基因主要富集在乙酰辅酶A代谢过程、脂肪酸生物合成过程的正调控等脂肪酸合成途径,而高含油量品系上调表达基因主要富集在苹果酸合酶活性、乙醛酸循环、脂肪酸β-氧化等与脂肪酸降解相关的途径,此结果说明随着种子的发育进程,种子的脂肪酸合成强度减弱,而脂肪酸降解不断增强。WGCNA分析的结果显示,在40d和50d时,高含油量品系种子的葡萄糖分解代谢较为活跃,并且糖异生途径中的大部分基因在30d、40d和50d的表达水平也均高于低含油量品系。对编码脂肪酸合成与降解的关键酶和转录因子的相关基因进一步分析,发现随着种子的发育,大部分脂肪酸合成的相关酶基因下调表达,而脂肪酸降解相关酶基因下调表达。在脂肪酸合成途径中FAS、FATA和DGAT与脂肪酸降解途径中KAT、MLS、ACO和ICL 7个关键酶基因较高表达,其中Bn FAS、Bn KAT和Bn ACO在高/低含油量品系中表达差异不显著。Bn FATA1-1、Bn FATA1-2、Bn FATA1-3、Bn FATA2-1、Bn FATA2-2和Bn DGAT1-2、Bn DGAT2、Bn DGAT3在高含油量品系中有较高表达水平,而Bn MLS-1、Bn ICL-1、Bn ICL-3和Bn ICL-4在低含油量品系的表达量显著高于高含油量品系。由此可知,高含油量品系中脂肪酸合成途径较为活跃,而降解途径相对较弱,FATA、DGAT、MLS、ICL是造成高/低含油量差异最为关键的基因。编码转录因子的相关基因随着种子的成熟,表达量逐渐降低,对油脂合成的正向调控逐渐减弱。值得注意的是,ABI3的表达量在50d时达到峰值,在种子发育后期,对种子的发育及油脂的合成起主要的正向调控作用。4.高/低含油量品系30d角果皮转录组测序分析对高/低含油量品系开花后30d的角果皮进行转录组测序分析,结果表明差异基因被显著富集到糖代谢、类胡萝卜素的生物合成等途径。进一步,使用差异基因表达量的log2FC值在Map Man中绘制光合途径的代谢通路图,获得了角果皮差异基因在光合作用途径中详尽的分布情况。结果显示,参与光反应的相关基因在高含油量品系中较为活跃,255个差异基因中199个上调表达。在蔗糖转运的相关基因中,18个编码SWEET转运蛋白的基因,有16个在高含油量品系较高表达,而在编码SUC的4个基因中,除Bna C05g17970D在高含油量品系中有较高表达外,其余基因表达量与低含油量品系无差异甚至低于低含油量品系。此结果说明,高含油量品系可能有较高的光合效率,而高/低含油量品系蔗糖转运能力无较大差异,但仍需进一步实验进行验证。