基于光照及幼果提前采收的胡麻快速育种技术体系构建

胡祖瑜; 王利民; 李闻娟; 党照; 谢亚萍; 赵玮; 王刚; 牛亚敏; 陆楠; 朱晓燕; 郑婧; 武军艳; 张建平; 齐燕妮

doi:10.19802/j.issn.1007-9084.2025260

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基于光照及幼果提前采收的胡麻快速育种技术体系构建

栽培生理·土肥植保 | 更新时间：2026-10-31

- 基于光照及幼果提前采收的胡麻快速育种技术体系构建
- Rapid breeding technology of flax based on light treatment and early harvest of immature capsules
- 中国油料作物学报 2026年48卷第4期页码：215-225
- 作者机构：
  
  1.甘肃农业大学农学院，甘肃兰州，730070
  2.甘肃省农业科学院作物研究所，甘肃兰州，730070
- 作者简介：
  
  胡祖瑜（2001- ），女，硕士研究生，主要从事胡麻遗传改良，E-mail: 15623595872@163.com
  张建平（1972- ），男，研究员，主要从事胡麻遗传改良，E-mail: zhangjpzw3@gsagr.ac.cn；
- 基金信息：
  
  甘肃省陇原青年英才（2025）;国家重点研发计划(2024YFD1600100);国家特色油料产业技术体系(CARS-14-1-05);甘肃省现代寒旱特色农业油料产业技术体系(GSARS-09);中央引导地方科技发展资金(25ZYJA002)
- DOI：10.19802/j.issn.1007-9084.2025260
  中图分类号： S565.9
- 收稿：2025-12-01，
  
  纸质出版：2026-08-25
- 稿件说明：
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胡祖瑜,王利民,李闻娟等.基于光照及幼果提前采收的胡麻快速育种技术体系构建[J].中国油料作物学报,2026,48(04):215-225.

HU Zu-yu,WANG Li-min,LI Wen-juan,et al.Rapid breeding technology of flax based on light treatment and early harvest of immature capsules[J].Chinese Journal of Oil Crop Sciences,2026,48(04):215-225.
胡祖瑜,王利民,李闻娟等.基于光照及幼果提前采收的胡麻快速育种技术体系构建[J].中国油料作物学报,2026,48(04):215-225. DOI： 10.19802/j.issn.1007-9084.2025260.

HU Zu-yu,WANG Li-min,LI Wen-juan,et al.Rapid breeding technology of flax based on light treatment and early harvest of immature capsules[J].Chinese Journal of Oil Crop Sciences,2026,48(04):215-225. DOI： 10.19802/j.issn.1007-9084.2025260.

摘要

胡麻传统育种周期长、效率低，制约了新品种选育进程。为实现胡麻的快速育种，本研究以三个生育期差异显著的胡麻种质（陇亚13号、陇亚15号、hlinum）为材料，系统探究了不同光周期-光强组合对其关键生育期、农艺性状、产量构成及籽粒品质的影响，并评估了提前采收未成熟种子以缩短育种周期的潜力。结果表明，光周期与光强对各生育阶段均具有显著调控作用，其中T1处理（24 h光照，714 μmol·m

-2

·s

-1

）效果最为突出，可系统缩短出苗至成熟的全程历时，使早熟种质hlinum、中熟种质陇亚13号和晚熟种质陇亚15号的全生育期分别缩短至65 d、77 d和82.3 d，理论年繁殖代数可达4-6代。光处理显著影响农艺及产量性状，其中陇亚15号千粒重保持较高水平（5.43～7.33 g），T2处理下单株果数与每果粒数综合表现最佳，展现出维持理想株型的潜力。品质性状响应具种质特异性，较长暗周期与中低光强（T7）可使木酚素含量普遍提升至8.81%～13.24%。此外，授粉后12 d采收的种子发芽率可达50%，为“种到种”周期再缩短20 d以上提供了关键技术支撑。本研究构建的光周期-光强协同调控与幼果提前采收相结合的胡麻快速育种体系，缩短大田生育周期，进行快速加代，为实现胡麻高效育种与基础研究提供支撑。

Abstract

Flax (

Linum usitatissimum

L.) is an important oilseed crop in China

but its traditional breeding process is time-consuming and inefficient

which limits the development of new cultivars. To achieve rapid generation advancement in flax

this study used 3 genotypes with distinct growth durations (Longya 13

Longya 15

and hlinum) to systematically investigate the effects of different photoperiod–light intensity combinations on key growth stages

agronomic traits

yield components

and seed quality. The potential of early harvest of immature seeds for shortening the breeding cycle was also evaluated.Results showed that both photoperiod and light intensity exerted significant regulatory effects on all growth stages. Among the treat

ments

T1 (24 h light

714 μmol·m⁻²·s⁻¹) was the most effective

substantially shortening the period from emergence to maturity. Under this condition

the total growth durations of the early-maturing Hlinum

the mid-maturing ‘Longya 13’

and the late-maturing ‘Longya 15’ were reduced to 65 d

77 d

and 82.3 d

respectively

allowing a theoretical annual generation turnover of 4-6 cycles. Light treatment significantly affects agronomic and yield traits. Among these

the thousand-kernel weight of Longya 15 remained at a relatively high level (5.43-7.33 g). Under the T2 treatment

the number of capsules per plant and the number of seeds per capsule showed the best comprehensive performance

demonstrating the potential for maintaining an ideal plant architecture. The response of quality traits was germplasm-specific. A longer dark period combined with low to medium light intensity (T7) generally increased the lignan content to 8.81%-13.24%.Moreover

seeds harvested 12 d after pollination exhibited a germination rate of approximately 50%

providing a key technical basis for further shortening the “seed-to-seed” cycle by more than 20 d. This study has established a rapid flax breeding system that integrates the synergistic regulation of photoperiod and light intensity with early harvesting of young fruits. This approach shortens the field growth cycle and enables accelerated generation advancement

thereby providing support for the efficient breeding and fundamental research of flax.

关键词

Keywords

references

Burrows G E ， Tyrl R J . Toxic Plants of North America （Second Edition）［M］// Forty-Seven， Linaceae DC. ex Perleb . US ： Wiley ， 2012 ： 808 - 811 .

Pramanik J ， Kumar A ， Prajapati B . A review on flaxseeds： Nutritional profile， health benefits， value added products， and toxicity ［J］. eFood ， 2023 ， 4 （ 5 ）： e114 . DOI： 10.1002/efd2.114 http://dx.doi.org/10.1002/efd2.114 .

Tolkachev O N ， Zhuchenko A A . Biologically active substances of flax： medicinal and nutritional properties （a review）［J］. Pharm Chem J ， 2004 ， 34 （ 7 ）： 360 - 367 . DOI： 10.1023/A： 1005217407453 http://dx.doi.org/10.1023/A：1005217407453 .

Goyal A ， Sharma V ， Upadhyay N ， et al . Flax and flaxseed oil： an ancient medicine & modern functional food ［J］. J Food Sci Technol ， 2014 ， 51 （ 9 ）： 1633 - 1653 . DOI： 10.1007/s13197-013-1247-9 http://dx.doi.org/10.1007/s13197-013-1247-9 .

Silska G ， Walkowiak M . Comparative analysis of fatty acid composition in 84 accessions of flax （ Linum usitatissimum L.）［J］. J Pre Clin Clin Res ， 2019 ， 13 （ 3 ）： 118 - 129 . DOI： 10.26444/jpccr/111889 http://dx.doi.org/10.26444/jpccr/111889 .

王瑞元 . 我国亚麻籽油的消费市场前景看好［J］. 中国油脂， 2018 ， 43 （ 1 ）： 1 - 3 .

Sultan S E . Phenotypic plasticity for plant development， function and life history ［J］. Trends Plant Sci ， 2000 ， 5 （ 12 ）： 537 - 542 . DOI： 10.1016/s1360-1385（00）01797-0 http://dx.doi.org/10.1016/s1360-1385（00）01797-0 .

Nicotra A B ， Atkin O K ， Bonser S P ， et al . Plant phenotypic plasticity in a changing climate ［J］. Trends Plant Sci ， 2010 ， 15 （ 12 ）： 684 - 692 . DOI： 10.1016/j.tplants.2010.09.008 http://dx.doi.org/10.1016/j.tplants.2010.09.008 .

Hou J ， Liu M ， Yang K ， et al . Genetic variation for adaptive evolution in response to changed environments in plants ［J］. J Integr Plant Biol ， 2025 ， 67 （ 9 ）： 2265 - 2293 . DOI： 10.1111/jipb.13961 http://dx.doi.org/10.1111/jipb.13961 .

Kami C ， Lorrain S ， Hornitschek P ， et al . Light-regulated plant growth and development ［M］// Plant Development . Amsterdam ： Elsevier ， 2010 ： 29 - 66 . DOI： 10.1016/s0070-2153（10）91002-8 http://dx.doi.org/10.1016/s0070-2153（10）91002-8 .

Legris M ， Ince Y Ç ， Fankhauser C . Molecular mechanisms underlying phytochrome-controlled morphogenesis in plants ［J］. Nat Commun ， 2019 ， 10 ： 5219 . DOI： 10.1038/s41467-019-13045-0 http://dx.doi.org/10.1038/s41467-019-13045-0 .

王雅寒，刘勋成 . 光调控植物种子萌发分子机制研究进展［J］. 热带亚热带植物学报， 2024 ， 32 （ 2 ）： 294 - 300 .

Yoon Y E ， Cho J Y ， Kim Y N ， et al . Variation of saponarin content in barley sprouts （ Hordeum vulgare L.） by natural lig ht shielding： implication of the importance of light intensity ［J］. ACS Omega ， 2023 ， 8 （ 39 ）： 35837 - 35844 . DOI： 10.1021/acsomega.3c03458 http://dx.doi.org/10.1021/acsomega.3c03458 .

Watson A ， Ghosh S ， Williams M J ， et al . Speed breeding is a powerful tool to accelerate crop research and breeding ［J］. Nat Plants ， 2018 ， 4 （ 1 ）： 23 - 29 . DOI： 10.1038/s41477-017-0083-8 http://dx.doi.org/10.1038/s41477-017-0083-8 .

Yao Y ， Zhang P ， Wang H B ， et al . How to advance up to seven generations of canola （ Brassica napus L.） per annum for the production of pure line populations？［J］. Euphytica ， 2016 ， 209 （ 1 ）： 113 - 119 . DOI： 10.1007/s10681-016-1643-0 http://dx.doi.org/10.1007/s10681-016-1643-0 .

Samineni S ， Sen M ， Sajja S B ， et al . Rapid generation advance （RGA） in chickpea to produce up to seven generations per year and enable speed breeding ［J］. Crop J ， 2020 ， 8 （ 1 ）： 164 - 169 . DOI： 10.1016/j.cj.2019.08.003 http://dx.doi.org/10.1016/j.cj.2019.08.003 .

Mobini S ， Khazaei H ， Warkentin T D ， et al . Shortening the generation cycle in faba bean （ Vicia faba ） by application of cytokinin and cold stress to assist speed breeding ［J］. Plant Breed ， 2020 ， 139 （ 6 ）： 1181 - 1189 . DOI： 10.1111/pbr.12868 http://dx.doi.org/10.1111/pbr.12868 .

Edet O U ， Ishii T . Cowpea speed breeding using regulated growth chamber conditions and seeds of oven-dried immature pods potentially accommodates eight generations per year ［J］. Plant Meth ， 2022 ， 18 （ 1 ）： 106 . DOI： 10.1186/s13007-022-00938-3 http://dx.doi.org/10.1186/s13007-022-00938-3 .

Song Y X ， Duan X Y ， Wang P F ， et al . Comprehensive speed breeding： a high-throughput and rapid generation system for long-day crops ［J］. Plant Biotechnol J ， 2022 ， 20 （ 1 ）： 13 - 15 . DOI： 10.1111/pbi.13726 http://dx.doi.org/10.1111/pbi.13726 .

Kabade P G ， Dixit S ， Singh U M ， et al . SpeedFlower： a comprehensive speed breeding protocol for indica and japonica rice ［J］. Plant Biotechnol J ， 2024 ， 22 （ 5 ）： 1051 - 1066 . DOI： 10.1111/pbi.14245 http://dx.doi.org/10.1111/pbi.14245 .

González-Barrios P ， Bhatta M ， Halley M ， et al . Speed breeding and early panicle harvest accelerates oat （ Avena sativa L.） breeding cycles ［J］. Crop Sci ， 2021 ， 61 （ 1 ）： 320 - 330 . DOI： 10.1002/csc2.20269 http://dx.doi.org/10.1002/csc2.20269 .

O’Connor D J ， Wright G C ， Dieters M J ， et al . Development and application of speed breeding technologies in a commercial peanut breeding program ［J］. Peanut Sci ， 2013 ， 40 （ 2 ）： 107 - 114 . DOI： 10.3146/ps12-12.1 http://dx.doi.org/10.3146/ps12-12.1 .

Mitache M ， Baidani A ， Bencharki B ， et al . Exploring the impact of light intensity under speed breeding conditions on the development and growth of lentil and chickpea ［J］. Plant Meth ， 2024 ， 20 （ 1 ）： 30 . DOI： 10.1186/s13007-024-01156-9 http://dx.doi.org/10.1186/s13007-024-01156-9 .

Sysoeva M I ， Markovskaya E F ， Shibaeva T G . Plants under continuous light： a review ［J］. Plant Stress ， 2010 ， 4 （ 1 ）： 5 - 17 .

孙洪涛，傅卫东，柳新 . 在温室条件下人工光照与温度对亚麻生长发育的影响［J］. 中国麻作， 1986 （ 3 ）： 35 - 36 .

周宇，高凤云，何瑞超，等 . 油用亚麻新品种内亚十三号的选育［J］. 中国麻业科学， 2024 ， 46 （ 4 ）： 197 - 200 .

徐大鹏，姚泽恩，尹永智 . 不同光强对胡麻幼苗生长发育特性的影响［J］. 现代农业科技， 2013 ，（ 8 ）： 9 - 10 .

王玉富，栗建光 . 亚麻种质资源描述规范和数据标准 . 北京：中国农业出版社， 2006 .

Duncan D B . Multiple range and multiple F tests ［J］. Biometrics ， 1955 ， 11 （ 1 ）： 1 . DOI： 10.2307/3001478 http://dx.doi.org/10.2307/3001478 .

Karsai I ， Kőszegi B ， Kovács G ， et al . Effects of temperature and light intensity on flowering of barley （ Hordeum vulgare L.）［J］. Acta Biol Hung ， 2008 ， 59 （ 2 ）： 205 - 215 . DOI： 10.1556/ABiol.59.2008.2.7 http://dx.doi.org/10.1556/ABiol.59.2008.2.7 .

Wang M ， Le Moigne M A ， Bertheloot J ， et al . BRANCHED1： a key hub of shoot branching ［J］. Front Plant Sci ， 2019 ， 10 ： 76 . DOI： 10.3389/fpls.2019.00076 http://dx.doi.org/10.3389/fpls.2019.00076 .

杜彦修，季新，张静，等 . 弱光对水稻生长发育影响研究进展［J］. 中国生态农业学报（中英文）， 2013 ， 21 （ 11 ）： 1307 - 1317 .

Gomez-Roldan V ， Fermas S ， Brewer P B ， et al . Strigolactone inhibition of shoot branching ［J］. Nature ， 2008 ， 455 （ 7210 ）： 189 - 194 . DOI： 10.1038/nature07271 http://dx.doi.org/10.1038/nature07271 .

Finlayson S A ， Krishnareddy S R ， Kebrom T H ， et al . Phytochrome regulation of branching in Arabidopsis ［J］. Plant Physiol ， 2010 ， 152 （ 4 ）： 1914 - 1927 . DOI： 10.1104/pp.109.148833 http://dx.doi.org/10.1104/pp.109.148833 .

林荣呈，刘宏涛，李继刚，等 . 植物光信号转导研究领域近十年重要研究进展［J］. 植物生理学报， 2024 ， 60 （ 3 ）： 399 - 429 .

Han L J ， Lv Y Y ， Zhang Y F ， et al . Optimizing the light intensity， nutrient solution， and photoperiod for speed breeding of alfalfa （ Medicago sativa L.） under full-spectrum LED light ［J］. Agronomy ， 2025 ， 15 （ 9 ）： 2067 . DOI： 10.3390/agronomy15092067 http://dx.doi.org/10.3390/agronomy15092067 .

Li J L ， Zhang Y Q ， Cheng R F ， et al . Light spectrum， intensity， and photoperiod are key for production as well as speed breeding of spring wheat in indoor farming ［J］. Plant Enviro Interactions ， 2025 ， 6 （ 5 ）： e70085 . DOI： 10.1002/pei3.70085 http://dx.doi.org/10.1002/pei3.70085 .

Li H W ， Jiang D ， Wollenweber B ， et al . Effects of shading on morphology， physiology and grain yield of winter wheat ［J］. Eur J Agron ， 2010 ， 33 （ 4 ）： 267 - 275 . DOI： 10.1016/j.eja.2010.07.002 http://dx.doi.org/10.1016/j.eja.2010.07.002 .

张秋霞 . 遮荫和密度对冬小麦茎秆抗倒伏性能的影响［D］. 泰安：山东农业大学， 2021 .

Dybing C D ， Zimmerman D C . Fatty acid accumulation in maturing flaxseeds as influenced by environment ［J］. Plant Physiol ， 1966 ， 41 （ 9 ）： 1465 - 1470 . DOI： 10.1104/pp.41.9.1465 http://dx.doi.org/10.1104/pp.41.9.1465 .

Karki N ， Bates P D . The effect of light conditions on interpreting oil composition engineering in Arabidopsis seeds ［J］. Plant Direct ， 2018 ， 2 （ 6 ）： e00067 . DOI： 10.1002/pld3.67 http://dx.doi.org/10.1002/pld3.67 .

张明 . 胡麻生育时期界定标准探讨［J］. 甘肃农业科技， 2018 （ 3 ）： 9 - 14 .

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