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    遗传育种
  • 遗传育种
    陆捡花,李 祥,赵 为,沈欣杰,郭 威,王笑一,周新安,矫永庆*
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    MYB-related转录因子在植物生长发育和响应逆境胁迫过程中具有重要作用。本研究旨在分析大豆
    MYB转录因子GmMYB010与其在拟南芥中的同源基因AtMYB010的功能差异。序列分析表明,大豆的GmMYB010
    与拟南芥中AtMYB010都属于MYB-related转录因子家族中R-R-type类型;亚细胞定位结果表明蛋白均定位
    在核上;qRT-PCR检测结果表明,GmMYB010在大豆叶片中表达量最高,而AtMYB010在花中表达量最高;酵母检
    测发现,GmMYB010具有转录自激活活性,而AtMYB010不具有转录自激活活性。将GmMYB010与其拟南芥同源
    基因AtMYB010分别在野生型拟南芥中过量表达,表型观察发现GmMYB010过表达植株表型与野生型拟南芥一样,
    而AtMYB010过表达植株出现了矮小、多分枝等生长表型。对MAXs作用途径基因的检测发现,AtMYB010过量表
    达影响了独脚金内酯信号传导途径,从而出现多分枝的表型。以上结果表明,GmMYB010和AtMYB010虽然是直系
    同源基因,但功能却发生了明显的分化。大豆GmMYB010在大豆中可能具有独特的功能,有待进一步的研究。

  • 遗传育种
    张付贵,肖 欣,闫贵欣,李 俊,罗玉洁,冯婷婷,王力敏,伍晓明*
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    为研究芸薹属AC基因组重金属转运ATP酶(HMA,heavy metal transporting ATPase )参与的金属转运机制,利用白菜、甘蓝和甘蓝型油菜全基因组数据对HMA基因进行全基因组水平鉴定,并分析其在芸薹属AC基因组中的进化。结果显示,在芸薹属AC基因组中共鉴定到50个HMA基因,其中白菜14个、甘蓝13个、甘蓝型油菜23个(A亚基因组11个,C亚基因组12个),并且HMA基因在三个物种中均存在不均匀加倍的现象。这50个基因分属于P_1B-1、P_1B-2、P_1B-4三个亚族,在蛋白保守序列分布、蛋白理化性质、基因结构和启动区顺式作用元件等方面不同亚族之间各有差异,但同一亚族的基因在组织表达特异性方面也存在较大的差异。还发现Bra003110、Bol030251、BnaA10g06240D、BnaC09g28870D,BnaC09g11230D、BnaC04g20290D、BnaA09g10950D和Bra027641几个与AtHMA5同源的基因,在多个方面较AtHMA5发生了较大的变异,可能会导致这些基因在芸薹属作物中延伸出不同于AtHMA5的功能。在芸薹属AC基因组HMA基因中发现的GICCSME和GICCPSE新变异类型,不同于拟南芥中的GICC(T/S)SE功能位点,也可能导致相应的基因出现新的功能变异。本研究为从芸薹属AC基因组中选择特异性金属离子转运的HMA基因提供生物信息学参考,对进一步解析芸薹属植物中HMA基因参与的金属离子转运机制具有重要的指导意义。 

  • 遗传育种
    李昕文,沙爱华,黄家权*
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    14-3-3是真核生物中一类高度保守的基因家族,参与生物和非生物胁迫中多种代谢途径的调控。在大豆基因组中已鉴定出18个14-3-3基因,其中16个可以转录。本文通过荧光定量PCR方法检测了这16个14-3-3基因在低磷胁迫下的响应,发现其中6个基因在耐低磷胁迫大豆品种BX10和不耐低磷胁迫大豆品种TL1 中的表达存在差异。进一步分析表明,这6个基因的编码蛋白与大豆磷转运蛋白PHT6存在互作,表明大豆14-3 -3蛋白可能通过与PHT6互作参与对磷信号通路的调控。本文结果将为在大豆中应用14-3-3基因培育耐低磷大豆品种提供参考。 

  • 遗传育种
    宋 冰,李 勃,付永平*
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    大豆Kunitz型胰蛋白酶抑制剂(Trypsin Inhibitor,Kti)是大豆品质的主要营养抑制因子之一,培育低Kti含量的大豆品种是提升大豆品质的关键。本研究采用RT-PCR技术克隆得到大豆Kti基因的核心保守序列,并构建成种子特异性表达的、具有Kti基因反向重复结构的RNAi载体,利用农杆菌介导法侵染大豆品种吉林30子叶节,通过潮霉素筛选和PCR检测,获得4株转基因阳性植株。RT-PCR检测表明,构建的种子特异性RNAi载体可以在转基因植株的种子中特异表达,且Kti基因表达量均有降低;通过胰蛋白酶抑制剂活性检测发现,转基因大豆籽粒中胰蛋白酶抑制剂活性平均降低了77.5%。这为进一步评价RNAi技术对大豆Kti基因的表达调控效果奠定良好基础。

  • 遗传育种
    吕春雨,沙爱华*
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    为研究miR168在大豆响应低磷胁迫中的调控作用,本文从大豆中克隆了编码大豆miR168的基因
    MIR168,连接到植物表达载体后转化烟草,获得超量表达阳性转基因株系后鉴定其对低磷胁迫的耐受性。研究结
    果表明,超量表达MIR168烟草在低磷胁迫时长势强于对照,根长较对照长,地上部和地下部鲜重也显著高于对照,
    表明MIR168能够提高烟草对低磷的耐受性。MIR168过量表达烟草中miR168表达高于对照,其推定的靶基因
    AGO1的表达高于或与对照相当,表明miR168和AGO1之间存在相互调控。进一步分析miR168参与的信号调控
    发现,超量表达MIR168的烟草种子萌发受ABA和JA抑制,对GA3不敏感,表明miR168可能参与了ABA和JA信
    号调控。本文研究结果将有助于应用大豆miR168调控植物低磷胁迫,为培育磷高效植物提供基因资源。

     

  • 遗传育种
    郭建斌,吴 贝,陈伟刚,贾朝阳,荆建国,陈四龙,刘 念, 陈玉宁,周小静,罗怀勇,任小平,姜慧芳,黄 莉*
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     建立准确快速而且不破坏种子的含油量检测方法,对花生品质育种至关重要。本研究利用非破坏性的 核磁共振法与索氏提取法对60份黄淮及长江地区主推品种的含油量进行了测定,结果表明两种方法测定结果差 异不显著。利用核磁共振法对4个生态环境下种植的60份花生品种进行了种子含油量鉴定,发现含油量在不同环境中表现出极显著差异,其中石家庄种植材料的含油量最高,周口种植材料的含油量最低。综合分析4个环境的鉴定结果,中花16、中花15和冀花11号等3个品种在4个环境中含油量均高于55%。利用195对多态性SSR 引物对60份材料进行遗传多样性分析,基因多样性指数和多态信息含量指数(PIC)的平均值分别为0.393和0. 349,60份花生品种之间的遗传距离为0.049-0.731,平均为0.388,遗传距离大于0.5的材料所占比重为23. 95%。SSR标记与含油量相关性分析结果显示,有11个SSR引物与含油量极显著相关,其中,7个标记位点包括 AGGS1280-288、AGGS1442-201、AHGS0288-182、AHGS1578-266、AHGS1891-276、AHGS2036-200和GM1940 -122与高含油量相关,这些相关标记和标记位点为花生含油量QTL分析奠定了基础。

  • 遗传育种
    高凤云,斯钦巴特尔,张 辉,贾霄云,伊六喜, 周 宇,李 强,叶应福,侯建华*
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    为大量开发SNP用于构建亚麻高质量的连锁遗传图谱,以亚麻品系R43为母本,LH-89为父本,通过杂交构建F2群体,采用SLAF-seq技术,对两个亲本和F2群体100个个体进行高通量测序、SNP标记的开发及亚麻高密度遗传图谱的构建。对参考基因组进行电子酶切预测,最终确定使用Hae Ⅲ和Rsa Ⅰ酶,酶切片段大小在314~414bp的序列定义为SLAF标签。其次,对基因组DNA进行酶切和SLAF文库构建。最后通过高通量测序获得测序数据,进行多态性SLAF的鉴定和SNP标记的发掘,采用HighMap软件构建亚麻高密度遗传图谱。通过高通量测序,共获得196.29M reads,平均质量Q30为81.95%,平均GC含量为38.64%。通过生物信息学分析,共获得260 380个SNP标记,其中有4 547个SNP为高质量SNP标签,用于标记的定位和图谱的构建。共构建15个连锁群,总图距为2 632.94cM,标记间的平均距离为0.92cM。这是在亚麻中首次应用SNP标记构建的高密度遗传图谱,为亚麻的遗传研究和分子标记辅助育种奠定了基础。

  • 栽培生理
  • 栽培生理
    黄纯倩,朱晓义,张 亮,孙兴超,华 玮*
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    为研究干旱、高温胁迫对油菜光合作用的影响,利用甘蓝型快生油菜29005,于植物生长箱中进行干旱
    (保持6d不浇水,土壤相对含水量降至15%左右)和高温(处理7d:40℃,16h光照;35℃,8h黑暗)胁迫处理,分别
    测定了干旱和高温胁迫后油菜光合和叶绿素荧光特性以及光合作用关键酶的变化情况。结果表明:干旱和高温均
    抑制油菜的生长和光合作用,干旱胁迫下油菜叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率等光合参数降低明显,而光系
    统Ⅱ(PSⅡ)光化学效率(Fv/Fm)、最大电子传递速率(ETRmax)等叶绿素荧光参数降低较慢,经过3d的复水恢复
    后这些参数能够部分回复;高温胁迫后叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率等光合参数降低较为缓慢,而Fv/Fm、
    ETRmax等叶绿素荧光参数则迅速下降,且在胁迫解除后这些参数进一步降低。干旱胁迫后Rubisco活性未表现出
    显著变化,持续的高温对Rubisco有抑制作用。可见,干旱胁迫首先影响了油菜叶片光合作用的碳同化过程,对光
    反应系统破坏是可逆的,胁迫解除后对后期的生长发育影响小于高温影响,高温胁迫更容易造成油菜叶片PSⅡ不
    可逆破坏,进而对光合作用以及后期的生长发育产生难以恢复的影响。

  • 栽培生理
    刘自刚,王志江,方 圆,孙万仓,袁金海,米 超,方 彦,武军艳,李学才
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    为研究白菜型冬油菜的耐盐机制,以耐盐材料KY-P1、KY-191和盐敏感材料NDJ为材料,采用NaCl模拟法,研究了盐胁迫对白菜型冬油菜种子萌发和幼苗生理特征、离子稳态、光合特性等的影响。结果表明:盐胁迫显著抑制白菜型冬油菜种子萌发、胚根和胚芽伸长,胚根伸长对盐胁迫更为敏感;盐胁迫下耐盐品系KY-1、KY-191种子萌发优于盐敏感品系NDJ。随着盐胁迫程度加深,幼苗叶片游离脯氨酸含量、电导率、MDA含量逐渐上升,抗氧化酶SOD、POD、CAT活性呈先升高后降低趋势;且耐盐品系抗氧化酶活性、游离脯氨酸含量高于盐敏感品系,而电导率、MDA含量均低于盐敏感品系。盐胁迫下幼苗Na+含量升高,K+含量降低;光合色素含量显著下降,但耐盐品系KY-1、KY-191下降幅度小于盐敏感品系NDJ;各品系蒸腾速率Tr、气孔导度Gs、光合速率Pn明显下降,胞间CO2浓度Ci显著升高。综上所述,盐胁迫下白菜型冬油菜耐盐品系通过K+积累缓解Na+毒害;渗透调节物含量提高抵御离子水势胁迫;能够维持较良好的胞内生理状态和保持较强的光合能力。

  • 栽培生理
    陈文杰,郭小红,汤复跃,韦清源,陈 渊,梁 江*
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    为了对大豆全生育期光合特性进行系统研究,本研究选用两个早期光合速率差异较大的大豆品种,测定真叶期(VC),三节期(V3)、5节期(V5)、始花期(R1)、初荚期(R3)、始粒期(R5)、鼓粒盛期(R6)、鼓粒盛期至始熟期中期(R6.5)、始熟期(R7)等9个生长时期大豆光合气体交换参数(光合速率Pn、气孔导度Gs、胞间CO2浓度Ci、蒸腾速率Tr和叶绿素含量(SPAD)等,测定了20份大豆材料V3和V9两个生育时期大豆光合气体交换参数, 分析不同材料光合气体交换参数间变化关系。结果表明,在整个生育过程中,大豆于V3-R6时期间保持较高光合能力,且R6和R5期Pn值最高,SPAD值最大。R6期之后大豆Pn、Gs、Tr、SPAD迅速下降。20份大豆材料V3和 V9期的Pn和Tr无显著相关性;Gs和Ci显著相关,相关系数分别为0.583和0.523。大豆产量同V3和V9期Pn 值相关性均不显著,但同两个生育时期Pn值与全生育期乘积值显著相关,相关系数分别为0.561、0.612;同两生育时期Pn值均值与全生育期乘积也呈显著正相关,相关系数为0.676。

  • 栽培生理
    王 允,刘 婷,张建航,和小燕,张幸果,马兴立,殷冬梅*
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    本研究分析了高油花生品种花U606及普通含油量品种花17在种子形成和萌发后两个不同阶段粗脂肪与脂肪酸积累和降解变化规律,结果表明:2个品种中各种脂肪酸含量与含油量的变化趋势基本一致,在种子发育阶段粗脂肪的积累都呈“S”型曲线增长趋势,脂肪酸的组成一致但变化幅度不尽相同,亚麻酸仅在幼果期能检测到;在萌发不同时期,花U606在油脂降解过程脂肪酸成分变化比较明显,且有新的脂肪酸C22:6生成,而花17中脂肪酸组分变化不大,说明不同含油量的品种在萌发后不同阶段各种脂肪酸的降解模式不同,本研究为揭示高油形成的分子机制提供参考。

  • 栽培生理
    廖常健,张 鹏,张玉龙,邹洪涛,张玉玲,虞 娜*
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    为优化花生的水氮管理,探求花生高产高效的最佳水氮调控模式,以花育25为试验材料,采用2因素随 机区组试验设计,通过遮雨棚田间微灌试验研究了花生生长发育及产量对水氮调控的响应。研究结果表明,水氮 对花生生长发育及产量影响显著。水分单一效应对花生植株(主茎高、第一侧枝长、单叶面积、茎粗、地上部生物量 及根系生物量、根冠比)、根系指标(根系形态和根系活力)及产量和经济系数均达显著或极显著水平,且表现为水 分效应大于氮肥效应;除根系总长、根系活力和经济系数外,各指标均表现为水分胁迫W1下最低的趋势。氮肥单 一效应对花生植株(主茎高、第一侧枝长、地上及地下生物量)、根系指标(除根系总长)及产量和经济系数达显著 水平;除经济系数,各指标均表现为N1高于N2,表明适当施氮可以促进花生植株和根系生长。水氮耦合效应表现 为对花生根系形态、根系活力及产量的影响达显著水平。花生单株荚果产量、根系平均直径、根系总体积和总表面积均在N1W2水平下达到最大值。基于花生单株荚果产量的相关和灰色关联度分析,根系平均直径、根系总体积和 第一侧枝长、主茎高依次是与产量相关性及敏感度高的指标。本试验条件下,氮肥用量为15kg·hm-2、灌溉量控制 在228m3·hm-2时有利于促进根系的生长,提高产量,实现水肥协调。

  • 土肥植保`
  • 土肥植保`
    司贤宗,张 翔*,索炎炎,毛家伟,李 亮,李国平,余 辉
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    采用大田裂区随机区组设计试验,研究了花生不同基因型品种对氮磷钾养分吸收、分配和利用的差异,为豫南花生主产区砂姜黑土上花生高效施肥提供技术支撑。结果表明,施肥能显著增加花生对氮、磷、钾的吸收量,豫花22对氮、磷、钾的吸收量最高,为283.6、32.8、105.9kg/hm2,远杂6吸收量最小,为274.9、28.4、87.3kg/ hm2。;花生吸收的氮主要分配在果仁和叶中,分别占吸收总量的66.7% ~71.3%、11.1% ~13.3%;磷主要分配在 果仁和茎中,分别占总吸磷量的67.4% ~75.6%、12.2% ~18.3%;钾主要分配茎和果仁中,分别占吸收总量的
    41.2% ~49.4%、18.3% ~26.5%。不同基因型品种对氮、磷、钾在花生叶、茎、根、仁和果壳中分配的比例有明显的差异。远杂9102的氮磷钾的养分利用率最高,为27.7%;其次是豫花22,为25.6%;远杂6最低,为21.6%。在N 150kg/hm2、P2O590kg/hm2、K2O150kg/hm2的施用量下,远杂9102是氮钾利用高效的花生品种,远杂6是磷、钾利用低效型的花生品种,豫花22是磷利用高效、氮利用低效型的花生品种。

  • 土肥植保`
    薛彩云,傅俊范*,周如军,崔建潮,徐 喆,赵杰锋,李元杰
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    花生疮痂病菌在人工培养条件下生长缓慢、产孢困难,难以进行分离纯化。为了建立了一套高效、实用的花生疮痂病菌组织分离和单孢分离纯化技术,本文研究了取样时期、取样部位、表面消毒时间、采后存放时间对组织分离法分离频率的影响,及不同培养基和取样时期对单孢分离技术的影响。结果表明,采用组织分离法,叶片分离频率显著高于茎秆,叶片表面适宜消毒时间1-3min,采后冷藏48h内分离频率差异不显著,不同采集时期对 叶片病菌分离频率无显著影响;采用改进的稀释平板法成功分离纯化到大量单孢子菌落,PLDA(花生煎汁培养基) 上的单孢子菌落多于PDA,对杂菌的抑制作用显著大于PDA,发病早期和中期的病秆可获得大量单菌落,但发病后期只能获得极少单菌落。

  • 土肥植保`
    赵 辉,张春艳,文 艺,刘玉霞,刘新涛,倪云霞,王 飞,刘红彦*
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    为选择适合菜豆壳球孢(Macrophominaphaseolina)侵染芝麻过程中实时荧光定量PCR分析的内参基因,
    11个基因作为候选内参基因。经过PCR扩增效率筛选,β-肌动蛋白(ACTB)、泛素连接酶(UBC)、α-微管蛋白
    (TUBA)、γ-微管蛋白(TUBC)、3-磷酸甘油醛脱氢酶基因(GAPDH)、核糖体蛋白S5(RPS5-a,RPS5-b)和内部
    转录间隔区(ITS)8个基因符合要求,可用于稳定度筛选。利用实时荧光定量PCR技术,检测了这8个候选基因在
    菜豆壳球孢侵染芝麻8h、16h、24h和32h的表达情况。经GeNorm软件分析,ACTB、GAPDH和RPS5-b等3个基因
    表达较稳定。经过最适内参基因数目分析,在菜豆壳球孢侵染芝麻过程中基因定量表达分析时,选择ACTB、GAP
    DH和RPS5-b的多基因组合作为内参,能够更准确地校正定量结果。
      

  • 土肥植保`
    李银水,廖 星,谢立华,秦 璐,廖祥生,余常兵,胡小加*
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    油菜机械收获后菌核病菌(核盘菌Sclerotiniasclerotiorum)的菌核会随着秸秆一起还田,给下茬油菜生长带来潜在危害。为降低菌核病发病率,研制哈茨木霉(TrichodermaharzianumTRI-5)可溶性粉剂,在油菜收获后立即喷施该粉剂。在实验室条件下,60h后TRI-5在菌核外表和内部均能生长良好,扫描电子显微镜结果显示,菌核的组织结构被彻底损坏。田间小区试验结果表明,喷施TRI-5可溶性粉剂30d后,与基质对照相比,核盘菌菌核萌发率下降22.06%,秸秆腐解率提高14.36%,差异显著(P<0.05);在水稻产量上,施用TRI-5可溶性粉剂与基质对照相比,提高水稻产量1.72%,但差异不显著(P>0.05)。因此认为,哈茨木霉可溶性粉剂对油菜田间菌核病发生有生防效果。

  • 特种油料生物
  • 特种油料生物
    肖 康,彭云峰,罗 玲,彭 方,万 霞*
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    新近发现来源于北极的海洋细菌Shewanellabaltica6-42在低温条件下合成超长链多不饱和脂肪酸二
    十碳五烯酸(eicosapentaenoicacidC20:5,EPA)。为了进一步探讨EPA合成调控机理,本研究首次通过第三代高通
    量测序技术对S.baltica6-42菌株进行全基因组测序,得到高质量且无间断的总长度为5.15Mb的全基因组序列
    信息。分析表明全基因组的GC含量为46.17%,预测编码基因有4597个,共有2577个基因具有明确的生物学功
    能,其中348个基因参与环境适应性调节,60个基因参与油脂代谢途径。全基因组存在64053个甲基化修饰位点,
    且甲基化修饰类型主要是m6A和少量的m4C。根据同源序列比对,解析了该菌株中参与EPA合成的聚酮合酶
    (polyketidesynthase,PKS)途径5个关键基因及调控因子。同时对脂肪酸合成途径的其他关键基因和次级代谢产
    物合成基因簇进行了预测。根据已报道的另两株不同亚种S.balticaOS155和S.balticaOS678的基因组信息进行
    全基因组关联比较分析,结果显示三株细菌都保存有参与合成EPA的PKS基因簇,但其他功能基因的进化差异较
    大。本研究结果为S.baltica6-42EPA合成关键基因以及其他功能基因的挖掘和应用提供数据支持。

  • 研究简报
  • 研究简报
    侯树敏,旦 巴,胡宝成,郝仲萍,宋 伟,盛 蕾
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    2014年在西藏林芝发现了一种危害白菜型油菜和甘蓝型油菜的新害虫——林芝喜马象Leptomias linzhi(暂定名)。该害虫属鞘翅目Coleoptera、象虫科Curculionidae、喜马象属Leptomias Faust;主要分布于西藏林芝八一镇;成虫为害油菜子叶和真叶,幼虫为害油菜根部。本文描述了喜马象甲的成虫、卵、幼虫、蛹4个虫态的形态特征。 

  • 综述与专论
  • 综述与专论
    赵永国,赵仕英,程 勇,罗莉霞,付桂萍, 郭瑞星,黄振余,马海清,刘清云,张学昆,蔡俊松*
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    为了解中国与世界油菜主产国加拿大之间油菜品种的产量差异及成因,对近3年来两国的审定品种区域实验数据进行比较分析,研究了它们在不同区域产量、适应性及群体性状的表现。结果表明:2013-2015年度, 我国主产区冬油菜品种平均产量2916~3082.5kg/hm2;而加拿大油菜品种平均产量分别为3499.5~4687.5kg/ hm2。品种试验中,加拿大油菜3年平均单产为4056kg/hm2,比我国(平均2925kg/hm2)高38.7%。与我国油菜品种相比,加拿大油菜品种在不同年份、不同区域间产量都稳定在3000kg/hm2以上,表明后者具有较好的稳定性和
    适应性。群体性状结果表明,加拿大油菜品种主要依靠群体优势获得高产,而我国油菜品种则对单株丰产性要求较高。因此认为,我国油菜品种产量改良应加快从个体丰产型向群体优势型方向的发展。