CN109566406A - 一种芸薹属植物蔬菜杂交种的选育方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于蔬菜育种技术领域，公开了一种芸薹属植物蔬菜杂交种的选育方法，以甘蓝型油菜不育系为母本、甘蓝/白菜/芥菜自交系为父本配置杂交种，得到芸薹属植物种间杂交种；父本为二倍体的白菜AA，与四倍体的甘蓝型油菜AACC配置杂交种，杂交种为三倍体AAC甘白杂交种；父本为二倍体的甘蓝CC，与四倍体的甘蓝型油菜配置杂交种，杂交种为三倍体ACC甘甘杂交种；父本为四倍体的芥菜AABB，与四倍体的甘蓝型油菜配置杂交种，杂交种为四倍体AABC甘芥杂交种。本发明的一种芸薹属植物蔬菜杂交种的选育方法，创建了芸薹属植物蔬菜的新物种，将促进十字花科芸薹属蔬菜新品种选育和利用。

Description

一种芸薹属植物蔬菜杂交种的选育方法

技术领域

本发明属于蔬菜育种技术领域，尤其涉及一种芸薹属植物蔬菜杂交种的选育方法。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

芸薹属植物包括三个基本种(白菜、甘蓝和黑芥)和三个复合种(甘蓝型油菜、芥菜和埃塞俄比亚芥)。其中，应用于生产的是甘蓝型油菜、芥菜、白菜和甘蓝。

白菜和甘蓝是最重要的十字花科蔬菜。白菜、甘蓝和芥菜是我国南方的特色蔬菜，主要是叶用、茎用和薹用(万正杰等，芥菜类蔬菜杂种优势利用的研究进展与展望，华中农业大学学报，2018,115-120)，闻名全国的“洪山菜薹”和“广东菜心”属于白菜。白菜、甘蓝和芥菜品种在外观形态性状、生育期、抗逆境等方面具有多样性和丰富性，但是普遍地抗虫、抗病、抗逆性差。

甘蓝型油菜是世界和我国的主要油料作物。近年来，甘蓝型油菜“一菜两用”或“油蔬两用”(“浙双72油蔬两用效果试验”，浙江农业科学，2002，6，291-294；“不同栽培方式对菜油两用菜薹中双10号产量的影响”，现代农业科技，2016，第1期第99页)以提高油菜的经济效益。与白菜菜薹比较，“油蔬两用”/“一菜两用”甘蓝型油菜菜薹具有优质、炒熟后色泽翠绿鲜亮、有劲道、清香微甜等优点，同时，具有两个主要缺陷导致商品性差：一是叶多薹少，薹直立性差；一是叶片大、叶柄长，叶脉粗糙，叶面凹凸不平、有蜡粉，且采摘后数小时内叶片耷拉，看相很差。

无论是油用或“油蔬两用”甘蓝型油菜，还是蔬菜用的白菜、甘蓝和芥菜，随着商业化品种选育进程的不断深入，物种内种质资源遗传多样性差异越来越窄，物种间遗传物质的交流越来越必要。通常，通过芸薹属植物的种间杂交以扩大种质资源遗传多样性。种间杂交后代自交结籽差，往往需要利用胚拯救技术才能获得后代；后代性状分离严重，性状稳定需要很多世代；性状分离具有某一亲本的偏向性，后代获得的物种间遗传物质非常有限【作物育种学总论】(2003，2014张天***编，中国农业出版社)。因而，种间杂交费事、费时，很难获得物种间的遗传资源，根本不可能聚合两物种的基因组。本发明选育甘蓝型油菜与白菜、甘蓝型油菜与甘蓝和甘蓝型油菜与芥菜的种间杂交种，杂交种含有双亲的全套基因组，可以聚合双亲的优良性状。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有技术缺乏聚合甘蓝型油菜与白菜、甘蓝和芥菜遗传资源的芸薹属植物蔬菜杂交种的选育方法。

现有技术育成的白菜、甘蓝和芥菜品种，外观和生育期等性状具有多样性和丰富性，适合消费者的需求，商品性好，但是存在抗虫性、抗病性、抗逆性差的缺陷。

现有技术育成的菜用甘蓝型油菜品种，菜薹具有优质、炒熟后色泽翠绿鲜亮、有劲道、清香微甜等优点，但是存在看相很差、商品性差的缺陷，表现为：叶多薹少、薹直立性差，叶片大、叶柄长，叶脉粗糙，叶面凹凸不平、有蜡粉，且采摘后数小时内叶片耷拉。

现有技术通过种间杂交扩大芸薹属植物种质资源的遗传多样性，存在种间杂交后代自交结籽差、性状分离严重、性状分离具有偏向性，性状稳定遗传需要很多世代等缺陷。

(2)现有技术育成的品种，只具有甘蓝型油菜、白菜、甘蓝或芥菜一个物种的基因组遗传信息，没有同时含有甘蓝型油菜与白菜、甘蓝型油菜与甘蓝，或甘蓝型油菜与芥菜的基因组遗传资源。

(3)现有技术育成的品种可以自交或者蕾期剥蕾自交收获种子，在其后代分离群体中可以进行个体选择，因而品种不能得以有效地保护。

解决上述技术问题的难度：

长期以来，种植甘蓝型油菜主要用于收获种子榨油，种植白菜、甘蓝和芥菜主要用于收获营养体作蔬菜。叶片大、植株和分枝部位较高的甘蓝型油菜品种，往往抗倒伏抗病性强、光合效率高、籽粒产量高；白菜、甘蓝和芥菜，外观品质好、多腋芽，看相好，商品性好，受消费者喜爱。因此，长期的人为选择，育成的甘蓝型油菜品种与白菜、甘蓝和芥菜品种的性状差异大。另外，芸薹属植物的生物学特性决定了四倍体的甘蓝型油菜比其二倍体亲本白菜和甘蓝具有营养体优势，具有强的抗逆性、抗虫抗病性。因而，甘蓝型油菜作为蔬菜，与白菜、甘蓝和芥菜比较有优势，也有劣势。聚合甘蓝型油菜与白菜、甘蓝和芥菜遗传资源，将有望育成产量高、商品性好的蔬菜品种。当前芸薹属物种遗传资源进行交换的方法是种间杂交，即将甘蓝型与芥菜、白菜或甘蓝杂交，种植杂交种，对杂种植株进行套袋自交，在自交后代进行选择。由于种间杂交后代自交结籽差、性状分离严重、性状分离具有偏向性，不仅需花费很多世代才能稳定，而且稳定植株的性状往往偏于某一亲本，很难聚合双亲优势。

解决上述技术问题的意义：

本发明利用甘蓝型油菜不育系与白菜、甘蓝和芥菜自交系创建种间杂交种，成功地选育出芸薹属植物蔬菜杂交种，丰富了芸薹属植物蔬菜类型、将促进十字花科芸薹属蔬菜新品种的选育和利用。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种芸薹属植物蔬菜杂交种的选育方法。

本发明是这样实现的，一种芸薹属植物蔬菜杂交种的选育方法包括：甘蓝型油菜不育系的选育、甘蓝/白菜/芥菜自交系的选育、芸薹属植物蔬菜杂交种的选育。

进一步，所述一种芸薹属植物蔬菜杂交种的选育方法具体步骤包括：

步骤一：甘蓝型油菜不育系的选育：甘蓝型油菜不育系包括自交不亲和系、Ogura细胞质雄性不育系、Polima细胞质雄性不育系、隐性细胞核雄性不育系、显性细胞核雄性不育系、化学杀雄产生的雄性不育系(傅廷栋主编，杂交油菜的育种与利用，湖北科学技术出版社，2000)。不育系的选育方法和过程可通过常规手段进行。

步骤二：甘蓝/白菜/芥菜自交系的选育：甘蓝/白菜/芥菜自交系的选育方法和选育过程可通过常规手段进行。

步骤三：芸薹属植物蔬菜杂交种的选育：以甘蓝型油菜不育系为母本、甘蓝/白菜/芥菜自交系为父本配置杂交种，得到芸薹属植物种间杂交种。若父本为二倍体的白菜(AA)，与四倍体的甘蓝型油菜(AACC)配置杂交种，杂交种为三倍体(AAC)，称为甘白杂交种；若父本为二倍体的甘蓝(CC)，与四倍体的甘蓝型油菜配置杂交种，杂交种为三倍体(ACC)，称为甘甘杂交种；若父本为四倍体的芥菜(AABB)，与四倍体的甘蓝型油菜配置杂交种，杂交种为四倍体(AABC)，称为甘芥杂交种；甘白杂交种、甘甘杂交种和甘芥杂交种可以作为蔬菜，是芸薹属植物蔬菜杂交种。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：

本发明利用一种芸薹属植物蔬菜杂交种的选育方法，成功地选育出甘蓝型油菜与白菜的种间杂交种。利用本发明选育的甘白杂交种、甘甘杂交种和甘芥杂交种分别为三倍体AⁿA^rCⁿ、三倍体AⁿCⁿC^o和四倍体AⁿA^jB^jCⁿ，不同于芸薹属植物三个基本种白菜A^rA^r、甘蓝C^oC^o和黑芥BⁿBⁿ，和三个复合种甘蓝型油菜AⁿAⁿCⁿCⁿ、芥菜A^jA^jB^jB^j和埃塞俄比亚芥B^cB^cC^cC^c，它们是芸薹属的新物种。本发明选育的三倍体(AⁿA^rCⁿ)甘白杂交种、三倍体(AⁿCⁿC^o)甘甘杂交种和四倍体(AⁿA^jB^jCⁿ)甘芥杂交种，都含有双亲的全套基因组，可以聚合双亲的优良性状。本发明育成的品种为种间杂交种，由于不需要得到自交后代，克服了芸薹属物种间杂交后代自交结籽差、性状分离严重、性状分离具有偏向性等缺陷。本发明育成的品种，自交不结籽，品种权可以得到保护。本发明的一种芸薹属植物蔬菜杂交种的选育方法，创建了芸薹属植物蔬菜的新物种，将促进十字花科芸薹属蔬菜新品种选育和利用。

附图说明

图1是本发明实施例提供的芸薹属植物蔬菜杂交种的选育方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

现有技术缺乏聚合甘蓝型油菜与白菜、甘蓝和芥菜遗传资源芸薹属植物蔬菜杂交种的选育方法。

现有技术育成的白菜、甘蓝和芥菜品种，外观和生育期等性状具有多样性和丰富性，适合消费者的需求，商品性好，但是存在抗虫性、抗病性、抗逆性差的缺陷。

现有技术育成的菜用甘蓝型油菜品种，菜薹具有优质、炒熟后色泽翠绿鲜亮、有劲道、清香微甜等优点，但是存在看相很差、商品性差的缺陷，表现为：叶多薹少、薹直立性差，叶片大、叶柄长，叶脉粗糙，叶面凹凸不平、有蜡粉，且采摘后数小时内叶片耷拉。

现有技术通过种间杂交扩大芸薹属植物种质资源的遗传多样性，存在种间杂交后代自交结籽差、性状分离严重、性状分离具有偏向性，性状稳定遗传需要很多世代等缺陷。

为解决上述问题，下面结合具体方案对本发明作详细描述。

本发明实施例提供的芸薹属植物蔬菜杂交种的选育方法包括：甘蓝型油菜不育系的选育、甘蓝/白菜/芥菜自交系的选育、芸薹属植物蔬菜杂交种的选育。

具体步骤包括：

步骤一：甘蓝型油菜不育系的选育：甘蓝型油菜不育系包括自交不亲和系、Ogura细胞质雄性不育系、Polima细胞质雄性不育系、隐性细胞核雄性不育系、显性细胞核雄性不育系、化学杀雄产生的雄性不育系(杂交油菜的育种与利用，湖北科学技术出版社，2000)。不育系的选育方法和过程可通过常规手段进行。

步骤二：甘蓝/白菜/芥菜自交系的选育：甘蓝/白菜/芥菜自交系的选育方法和选育过程可通过常规手段进行。

步骤三：芸薹属植物蔬菜杂交种的选育：以甘蓝型油菜不育系为母本、甘蓝/白菜/芥菜自交系为父本配置杂交种，得到芸薹属植物种间杂交种。若父本为二倍体的白菜(AA)，与四倍体的甘蓝型油菜(AACC)配置杂交种，杂交种为三倍体(AAC)，称为甘白杂交种；若父本为二倍体的甘蓝(CC)，与四倍体的甘蓝型油菜配置杂交种，杂交种为三倍体(ACC)，称为甘甘杂交种；若父本为四倍体的芥菜(AABB)，与四倍体的甘蓝型油菜配置杂交种，杂交种为四倍体(ABCC)，称为甘芥杂交种；甘白杂交种、甘甘杂交种和甘芥杂交种自交不能结籽，不能收获种子用于榨油，但可以作为蔬菜，是芸薹属植物蔬菜杂交种。

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

1)、甘蓝型油菜Ogura细胞质雄性不育系“华双5号A”的选育：2013年9月在武汉种植油用油菜杂交种“云油杂12号”，“云油杂12号”是利用甘蓝型油菜萝卜细胞质雄性不育系(Ogura CMS)093126A和恢复系092197杂交组配而成的三系杂交油菜新品种，于2010-2014年度通过云南省甘蓝型油菜区域试验及生产试验，区域试验18点次试验中15点次较对照品种花油5号增产，平均单产203.28kg/667m^2，较对照增产10.24％，品质检测芥酸未检出,硫甙含量23.18μmol/g,籽粒含油量46.70％，全生育期178，早熟，抗倒伏，2014年通过云南省农作物品种审定委员会审定(滇审油菜2016001号)。

2014年3月油菜开花期对杂种植株进行套袋自交，收获植株套袋自交的种子；2014年5月在甘肃播种杂种植株套袋自交的种子3行，约30株，在开花期选择雄性不育植株，与常规种“华双3号”(1998年通过湖北省审定)、“华双5号”(2004年通过国家审定，国审油2004006)、“中双10号”(2003年通过湖北省审定，2005年通过国家审定)、“中双11号”(2008年通过国家审定，国审油2008030)杂交，得到F₁种子；2014年9月在武汉播种F₁种子，2015年春天在开花期调查F₁植株的育性，全部植株的花粉都不育，说明“华双3号”、“华双5号”、“中双10号”和“中双11号”都是萝卜细胞质雄性不育系的保持系。

2015年春天在开花期取保持系“华双5号”的花粉与其F₁植株杂交，得到回交第一世代BC₁种子；2015年夏天种植BC₁种子，开花期BC₁植株都是雄性不育，取“华双5号”花粉与BC₁植株杂交，得到回交第二世代BC₂种子；重复上述选育步骤，2017年夏天种植BC₅种子，BC₅植株都不育，与“华双5号”植株除了育性之外其它性状几乎一致，得到与“华双5号”同核异质的萝卜细胞质雄性不育系““华双5号A””。

2)、甘蓝型油菜Polima细胞质雄性不育系“华双3号A”的选育：2011年秋天在武汉种植杂交种“华油杂62”，“华油杂62”是华中农业大学用波里马细胞质雄性不育系(PolimaCMS)“2063A”与恢复系“05-P71-2”配组育成的三系杂交油菜品种，2009年湖北省农作物品种审定(鄂审油2009003)，2011年11月18日经第二届国家农作物品种审定委员会第六次会议审定通过(审定编号为国审油2011021)。

2012年3月油菜开花期对杂种植株进行套袋自交，收获植株套袋自交的种子；2012年5月在甘肃播种杂种植株套袋自交的种子5行，约50株，在开花期选择雄性不育植株，分别与常规种“华双3号”(1998年通过湖北省审定)、“华双5号”(2004年通过国家审定，国审油2004006)、“中双10号”(2003年通过湖北省审定，2005年通过国家审定)、“中双11号”(2008年通过国家审定，国审油2008030)杂交，得到4个F₁种子；2012年9月在武汉播种4个F₁种子，各3行，约30株；2013年春天在开花期调查F₁植株的育性，“中双10号”和“中双11号”所得的F₁植株为半不育，“华双3号”和“华双5号”所得的F₁植株全部不育，说明“华双3号”和“华双5号”是波里马细胞质雄性不育的保持系。

2013年春天在开花期得到F₁植株育性结果后，取保持系“华双3号”的花粉与其F₁植株杂交，得到回交第一世代BC₁种子；2013年夏天在甘肃种植BC₁种子，3行，约30株；开花期调查BC₁植株育性，都是雄性不育，取“华双3号”花粉与BC₁植株回交，得到回交第二世代BC₂种子；重复上述选育步骤，2015年夏天在甘肃种植BC₅种子，BC₅植株都不育，与“华双3号”植株继续回交得到BC₆种子；2015年秋在武汉种植BC₆种子，10行，约100株，苗期整齐一致，苗期性状与“华双3号”一致；2016年春天，BC₆植株雄性不育，BC₆植株除了育性之外其它性状与“华双3号”一致，得到与“华双3号”同核异质的细胞质雄性不育系“华双3号A”。

3)、甘蓝型油菜自交不亲和系“S-34”：“S-34”为“华油杂98”的母本。“华油杂98”是华中农业大学用自交不亲和系“S-34”作母本、“浙油18”作父本配组育成的两系杂交油菜品种，2015年通过湖北省农作物品种审定委员会审定，品种审定编号为鄂审油2015006。

4)、白菜自交系的获得：2015年10月中旬，种植在市面购买的2个白菜品种广东菜心“油绿80天菜心”(广州市农业科学研究院选育)和红菜苔“红杂50”(华中农业大学选育)，各5行，约50株。2016年春天，每个品种各选8-10个健壮植株进行套袋自交和剥蕾自交，得到F₂种子；角果成熟时，分单株收获种子。2016年5月中旬在甘肃和政县种植F₂种子，“油绿80天菜心”F₂和“红杂50”各10行，约100株。7月中旬植株开花，先摘除已经开放花朵，再套袋自交，待2-3天进行剥蕾自交，得到“油绿80天菜心”F₃和“红杂50”F₃种子。2016年10月中旬，播种籽粒较为饱满F₂植株的种子，得到F₃家系，每个家系2行，约20株，广东菜心F₃家系13个、红菜苔F₃家系10个。2017年春天，淘汰长势差、参差不齐的家系，选择苗期比较整齐的家系，每个家系选择3-5株进行套袋自交和剥蕾自交，得到F₄种子。2017年5月中旬在甘肃和政县播种F₄种子，得到F₅家系，广东菜心和红菜苔的F₅家系均为15个，每个家系3行，约30株。其中，广东菜心的株系“兰17-9-32”和红菜苔的株系“兰17-9-57”苗期长势较好、整齐一致，对它们进行套袋自交和剥蕾自交。2017年秋天在武汉种植，育成广东菜心自交系“18-9-15”和红菜苔自交系“18-9-48”。

5)、甘蓝型油菜与白菜种间杂交种的选育：2017年秋天，以甘蓝型油菜不育系“华双5号A”、“华双3号A”和“S-34”为母本，与广东菜心自交系“18-9-15”为父本配置杂交种，得到甘蓝型油菜与白菜的三倍体杂交种“华双5号A×广东菜心”、“华双3号A×广东菜心”和“S-34×广东菜心”。

2018年9月6日种植三倍体杂交种“S-34×广东菜心”及其亲本甘蓝型油菜不育系“S-34”，以及其它甘蓝型油菜蔬菜品种。大田育苗，9月29日移栽，株距30cm，行距40cm。

三倍体杂交种“S-34×广东菜心”与亲本甘蓝型油菜不育系“S-34”苗期差异明显：叶片油光、长形、直立，叶缘不明显，裂叶少、小。杂交种与“S-34”相似的性状有：叶片大、叶柄长、叶片半抱茎，营养体大。因而，甘蓝型油菜不育系“S-34”与广东菜心自交系“18-9-15”所得的杂交种聚合了双亲的特点。

三倍体杂交种“S-34×广东菜心”与甘蓝型油菜“S-34”的主薹叶片大，有叶柄。与甘蓝型油菜“S-34”比较，三倍体杂交种“S-34×广东菜心”的主薹颜色浅、光滑、直立，没有蜡粉，这些性状与白菜相似。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种芸薹属植物蔬菜杂交种的选育方法，其特征在于，所述芸薹属植物蔬菜杂交种的选育方法包括：

芸薹属植物蔬菜杂交种的选育：以甘蓝型油菜不育系为母本、甘蓝/白菜/芥菜自交系为父本配置杂交种，得到芸薹属植物种间杂交种。

2.如权利要求1所述的芸薹属植物蔬菜杂交种的选育方法，其特征在于，四倍体的甘蓝型油菜AACC为母本与二倍体的白菜AA配置杂交种，杂交种为三倍体AAC甘白杂交种。

3.如权利要求1所述的芸薹属植物蔬菜杂交种的选育方法，其特征在于，四倍体的甘蓝型油菜AACC为母本与二倍体的甘蓝CC配置杂交种，杂交种为三倍体ACC甘甘杂交种。

4.如权利要求1所述的芸薹属植物蔬菜杂交种的选育方法，其特征在于，四倍体的甘蓝型油菜AACC为母本与四倍体的芥菜AABB配置杂交种，杂交种为四倍体AABC甘芥杂交种。

5.如权利要求1所述的芸薹属植物蔬菜杂交种的选育方法，其特征在于，芸薹属植物蔬菜杂交种的选育前需进行：

甘蓝型油菜不育系的选育：甘蓝型油菜不育系包括自交不亲和系、Ogura细胞质雄性不育系、Polima细胞质雄性不育系、隐性细胞核雄性不育系、显性细胞核雄性不育系、化学杀雄产生的雄性不育系。

6.如权利要求1所述的芸薹属植物蔬菜杂交种的选育方法，其特征在于，芸薹属植物蔬菜杂交种的选育前还需进行甘蓝/白菜/芥菜自交系的选育。