未来油料作物育种--驯化、遗传改造（2020.1.25 Plant Biotechnology Journal)

2020年1月23日，Current Opinion in Plant Biology在线发表了瑞典农业科学大学（SLU）植物育种系Rodomiro Ortiz教授综述文章“Oil crops for the future”。Rodomiro Ortiz教授从事基因研究和植物育种。他在自花授粉和异花授粉物种方面经验丰富，这些物种具有二倍体和多体遗传性，有性和无性繁殖，以及每年和多年生的产量形式，这些经验为他提供了良好的植物育种和遗传学的概念基础，以及有关植物的可持续利用以及作物改良中的遗传资源的知识。他的工作使用野生物种和地方種质来育种，适应压力，利用资源和提高品质（引自Reseach Gate）。

农业面临着巨大的挑战，包括需要大幅度提高生产力，减少环境足迹并提供可再生替代品，而这些需求正在通过开发新的油料作物来解决。驯化独行菜属是一个值得努力的方向。作为耐寒多年生高产油料作物，使用基因组辅助育种可提供巨大的环境效益，扩大油料作物的地理范围，并改善农民的经济。此外，深海两节荠（CRAMBE ABYSSINICA）的基因工程改造可能会导致专用的工业油料作物替代化石油。在植物块茎和谷物胚乳中将光合产物从淀粉重定向为油，也提供了一条途径来提高油脂产量，以满足对食品，燃料和生物材料日益增长的需求。昆虫信息素成分是在油料种子植物中以经济高效且环保的害虫管理方法生产的，代替了合成生产的信息素。在拟南芥中利用基因工程研究了自噬，以增加作物的适应性和油脂积累。

本文阐述了现代育种方法（包括最新的分子工具）和有针对性的基础研究如何可以提高植物油的产量，降低生产成本和环境足迹，并优化各种非食品用途的油质。该领域先前的研究产生了许多新的油品质。近来被取消管制用于商业生产的的油料作物是一个例子，这些油料作物具有改变的油品质--超高油酸的红花（safflower）和带有“鱼”脂肪酸（极长链的omega-3脂肪酸）的油菜种子。红花油具有极高的氧化稳定性和前所未有的高油酸含量，并且可以用菜籽油代替养殖鱼饲料中的鱼油，因此可用于许多工业应用。本文的评论突出了团队为驯化野生植物Lepidium spp所做的努力。作为耐寒，多年生高产的油料作物，并将两行荠属（Crambe spp）开发增值油--一种专用的工业油料作物，以替代化学工业中的化石油。本文还描述了如何在块茎和胚乳中将光合产物从淀粉重新定向为油，从而提供了增加植物油产量的方法，还进一步描述了在代谢工程学的方面的一些尝试，这些工作使种子油中的昆虫信息素前体的生产能够替代当今合成的信息素的合成生产，这种信息素具有有效的预测和环保的害虫管理能力。此外，我们提供了关于自噬在作物健康和油脂积累中功能的见解。

作者分5个部分进行讨论：多年生油料作物的驯化和育种，如何将两行荠属（Crambe）发展为工业油料作物平台，改变谷物和块茎作物的碳分配以生产油，生物农药：在植物中生产信息素，通过自噬操作增加油产量，最后作者总结，通过使用现代育种和生物技术方法的多种策略，满足消费者和工业对植物油不断增长的需求，包括那些包含脂肪酸结构的高价值应用，这些努力也具有更广泛的社会意义。