羽衣甘藍新品系自交不親和性及主要園藝性狀的評價

劉秀云， 楊紅娟，朱麗華，顧衛(wèi)紅

(1.上海農(nóng)林職業(yè)技術學院，上海 201600；2.上海市農(nóng)業(yè)科學院，上海 201106)

羽衣甘藍(Brassicaoleraceavar.acephalaf.tricolorHort.)是十字花科甘藍種的變種，屬2 a 生草本植物，觀葉為主，亦可食用，主要觀賞期可達4個多月[1]。原產(chǎn)于地中海和小亞西亞一帶，在英、美、德等西方國家種植較多，中國引種栽培已取得成功。因其葉片形態(tài)多變，心葉色彩絢麗如花，整棵植株仿似盛開的牡丹，又被形象稱為“葉牡丹”[2]。又因其喜冷涼氣候，極耐寒，可忍受多次短暫霜凍，且栽培管理容易，觀賞期長，近幾年已成為北京、上海、廣州等大中城市秋冬季節(jié)優(yōu)良的花壇植物，并逐漸受到其他各大城市的青睞，應用范圍迅速擴大。但目前國內(nèi)各地園林綠化生產(chǎn)上所采用的觀賞羽衣甘藍品種多為引進品種，不僅種子價格昂貴，且大部分品種的抗逆性差，易提早抽薹，觀賞性顯著降低。

自交不親和性是高等植物采取的一種促進異交和避免自交的遺傳系統(tǒng)[3]，大部分羽衣甘藍的栽培品種都具有自交不親和性。利用自交不親和性進行羽衣甘藍雜種優(yōu)勢育種可以免去剝除雄蕊的繁瑣程序，提高育種效率，降低制種成本。由此，本試驗對上海市農(nóng)業(yè)科學院育成的6個觀賞型羽衣甘藍新品系的自交不親和性及其主要園藝性狀進行了觀察評價，旨在為選育適合上海及周邊地區(qū)秋冬季栽培的羽衣甘藍新品種奠定種質(zhì)基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

參試的6個觀賞型羽衣甘藍新品系OK-1、OK-2、OK-3、OK-4、OK-5和OK-6等，均系上海市農(nóng)業(yè)科學院園藝研究所科技人員經(jīng)連續(xù)8代定向自交系統(tǒng)選育而成的純合新品系，其株型、葉型、花色及角果形狀和抗病性等主要園藝學性狀已保持遺傳上的穩(wěn)定性和一致性。

1.2 試驗方法

1.2.1 各新品系的自交不親和性測定 試驗于2012-2013年在上海市花卉良種試驗場進行，新品系于2012-08-19采用50孔穴盤育苗，9月20日定植于大田，株行距為30 cm×35 cm，每品系定植50株，栽培管理同大田生產(chǎn)。從2013年4月上旬開始(植株現(xiàn)蕾期)，每品系挑選9株生長健壯的植株，每株選2～3條健壯枝條，由下自上選20～30個花蕾套袋用于蕾期人工授粉，并摘除其他花蕾，每3株為一組，共3次重復。然后在植株開花期每品系挑選9株生長健壯的植株，每株選留3條健壯枝條，每株選留20～30個花蕾套袋，用于花期人工自交授粉，每3株為一組，重復3次。授粉結(jié)束后，分別統(tǒng)計蕾期和花期人工授粉的花數(shù)，授粉7 d后，摘除所有的二級側(cè)枝，以保證試驗植株的營養(yǎng)供應。5月中旬調(diào)查各新品系的蕾期和花期自交的結(jié)實情況，在種子蠟熟期分別測量蕾期自交與花期自交的角果長度。6月上旬統(tǒng)計蕾期與花期的自交不親和指數(shù)。親和指數(shù)計算公式：親和指數(shù)=結(jié)籽數(shù)/授粉花數(shù)。

1.2.2 各新品系的主要園藝學性狀評價 試驗于2013-2014年在上海市花卉良種試驗場進行。新品系于2013-08-15用50孔穴盤播種育苗，9月15日定植于大田，株行距為30 cm×35 cm，采用隨機區(qū)組設計，小區(qū)長4 m、寬1 m，每小區(qū)定植40株，重復3次。定植后1周內(nèi)及時查漏補缺，試驗田周圍種植保護行，栽培管理同大田生產(chǎn)。

2013年10月下旬，各新品系的心葉開始轉(zhuǎn)色，調(diào)查記載各品系的主要園藝性狀、抗寒性及抗病性等。顯色期是從播種到心葉顏色開始轉(zhuǎn)變的時間(d)。最佳觀賞期是從心葉顯色到植株抽薹的時間(d)。抗寒性則根據(jù)在越冬栽培田間自然低溫下的生長情況來調(diào)查鑒定：按植株凍害程度和恢復后凍害程度分為0～4級[4]。整個栽培過程中不施用任何化學農(nóng)藥防治病蟲害，在各新品系的苗期及觀賞后期，根據(jù)各品系植株的霜霉病、黑腐病和軟腐病在田間自然發(fā)病情況下進行抗病性調(diào)查，其中，霜霉病抗性鑒定參照于利等[5]的方法，黑腐病抗性鑒定參考崔瑞峰等[6]的方法，軟腐病抗性鑒定參考張光明等[7]的方法，以病情指數(shù)作為抗病性評價標準：高抗(HR)，0<病情指數(shù)≤10%；抗病(R)，10%<病情指數(shù)≤30%；耐病(T)，30%<病情指數(shù)≤50%；感病(S)，病情指數(shù)>50%。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010軟件進行試驗數(shù)據(jù)的計算與統(tǒng)計，采用DPS數(shù)據(jù)分析軟件中的隨機區(qū)組設計進行單因素試驗，并用Duncan’s新復極差法進行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 各新品系的自交不親和性表現(xiàn)

由表1可見，6個新品系都存在不同程度的自交不親和性，表現(xiàn)在花期自交結(jié)實率低，特別是花期自交親和指數(shù)和角果長度較小。其次，不同品系間的自交親和性存在明顯差異，表現(xiàn)為親和指數(shù)和角果長度存在明顯差異。OK-2、OK-5和OK-6的花期自交親和性較強，親和指數(shù)分別為15.19、7.11和8.85，角果也較長。OK-1、OK-3和OK-4的花期自交不親和性較強，尤其OK-4的花期親和指數(shù)僅為1.87，而蕾期自交親和指數(shù)高達35.14，是優(yōu)良的羽衣甘藍自交不親和新品系；其次，OK-1在花期和蕾期的自交親和指數(shù)分別為2.82和38.54，也可以作為羽衣甘藍自交不親和新品系。由表1還可以看出，各新品系的蕾期自交親和指數(shù)和角果長度均大于花期自交值，說明各新品系的蕾期自交結(jié)實率均較高，結(jié)實性好，在種子生產(chǎn)上可以利用蕾期自交解決結(jié)實率低的問題。

表1 羽衣甘藍新品系的親和指數(shù)和角果長度Table 1 Compatible indices and pod length of the new ornamental kale strains

注：數(shù)據(jù)為“平均數(shù)±標準差”。不同小寫字母表示統(tǒng)計分析的差異水平(P<0.05)。

Note:Data are “mean±SD”.Different lowercase letters indicate significantly statistical levels (P<0.05).

2.2 各新品系的主要園藝性狀表現(xiàn)

由表2可知，6個觀賞羽衣甘藍新品系的株型、葉型和葉色各具特色。從株型上可以分為直立式、抱臥式和半抱臥式，OK-1為直立式，OK-2和OK-3為抱臥式，OK-4、OK-5和OK-6為半抱臥式。根據(jù)葉型又可以分為裂葉、皺葉和圓葉3種，其中OK-1為裂葉，OK-2和OK-3為皺葉，余者均為圓葉。結(jié)合葉型和株型來看，裂葉多為直立式，皺葉多為抱臥式，圓葉則多為半抱臥式。各新品系葉色絢麗多變，其外葉顏色可以分為綠、深綠和暗紫3種，心葉顏色則包含了白、粉紅和紫紅3種。羽衣甘藍的內(nèi)葉數(shù)/外葉數(shù)的值越大，觀賞性越好，其中OK-1的內(nèi)葉數(shù)/外葉數(shù)為3.4，觀賞性最佳。OK-2的株高最高，為17.3 cm，OK-1最矮，為10.4 cm。此外，這6個新品系的開展度均超過35 cm，株幅較大，遠觀和近觀效果較好。

羽衣甘藍的顯色期越早，越能提前欣賞其心葉的色彩，羽衣甘藍的觀賞期長短則與顯色早晚和抽薹時間有關。由表1可見，這6個新品系都在10月下旬開始顯色，其顯色期均在65 d左右，但品系間的觀賞期存在較大差異。其中，OK-4抽薹最晚，觀賞期最長，長達156 d，其次是OK-5和OK-6，觀賞期分別為148 d和150 d，而OK-1、OK-2和OK-3抽薹較早，觀賞期較短，大約在140 d。

表2 羽衣甘藍新品系的主要園藝學性狀Table 2 The main horticulture characteristics of new ornamental kale strains

圖1 6個觀賞型羽衣甘藍新品系Fig.1 The 6 new ornamental kale strains

2.3 各新品系的抗寒性表現(xiàn)

為了鑒定這6個羽衣甘藍新品系的耐寒性，本試驗對越冬栽培的大田生長情況進行了調(diào)查，結(jié)果見表3。在2013年11月下旬至12月上旬，試驗大田夜間和清晨出現(xiàn)了持續(xù)3～4 d的0～-3 ℃的低溫3次，各品系在經(jīng)受低溫后均能正常生長，無任何凍傷跡象，且經(jīng)過霜凍鍛煉后，心葉色彩更加鮮艷。在2013年12月中下旬，試驗大田的最低氣溫達-5 ℃，約持續(xù)1周，以OK-2和OK-3這2個皺葉型品系的耐寒性最差，受凍后葉緣出現(xiàn)枯黃癥狀(凍害程度為2級)，其余各品系外葉邊緣出現(xiàn)輕微凍傷(凍害程度為1級)，但生長3～4 d后又能恢復正常。其中，在2014年1月上中旬，試驗大田遭遇了-8 ℃的低溫，以OK-1和OK-4的耐寒性最強，外包葉葉緣出現(xiàn)輕微凍傷癥狀(凍害程度為1級)，生長4～5 d后又逐漸恢復正常；OK-5和OK-6受到了中度凍傷，其外包葉葉緣逐漸出現(xiàn)枯黃癥狀(凍害程度為2級)，不能恢復正常；而OK-2和OK-3的耐寒性最差，不能忍受-8 ℃的低溫，外包葉逐漸枯黃(凍害程度3級)，觀賞性明顯降低，觀賞期顯著縮短。

表3 觀賞羽衣甘藍新品系的抗寒性Table 3 The cold tolerance of new ornamental kale strains

2.4 各新品系的抗病性表現(xiàn)

羽衣甘藍同大部分十字花科作物一樣，其病害主要為霜霉病、黑腐病和軟腐病等，本試驗通過在整個生長周期內(nèi)不施用任何農(nóng)藥防治病蟲害，調(diào)查了這6個新品系的大田霜霉病、黑腐病和軟腐病的自然抗病性，鑒定結(jié)果見表4。在霜霉病抗性方面，以OK-4最強，表現(xiàn)為高抗，而OK-6的抗性最弱，表現(xiàn)為耐病，其他品系表現(xiàn)為抗病。OK-1和OK-4對黑腐病的自然抗病性最強，OK-2、OK-3和OK-5表現(xiàn)為抗病，而OK-6的抗性最差。OK-1和OK-3對軟腐病表現(xiàn)高抗，其他品系則表現(xiàn)為抗病。以田間綜合抗病性來看，OK-1和OK-4的抗病性最強，其次為OK-3，而OK-6的抗病性最差。

3 結(jié)論與討論

十字花科作物都具有自交不親和的特性，且自交不親和性是可以遺傳的[8-10]，利用遺傳性狀穩(wěn)定的自交不親和系作為親本配制一代雜種，可省去人工去雄的繁瑣，顯著降低制種成本。本研究表明，6個育成觀賞型羽衣甘藍新品系的自交不親和性存在較大差異，其中OK-1和OK-4的自交不親和性較強，且綜合園藝性狀優(yōu)良，可作為觀賞型羽衣甘藍雜交新品種選育的優(yōu)良親本材料。

表4 羽衣甘藍新品系的抗病性Table 4 The disease resistance of each new ornamental kale strains

觀賞型羽衣甘藍作為冬季花壇植物，首要的經(jīng)濟性狀是具有較強的耐寒性，其次是轉(zhuǎn)色早，耐抽薹，觀賞期長。本研究結(jié)果表明，6個觀賞羽衣甘藍新品系的株型、葉型和葉色各具特色，綜合觀賞價值高，且抗寒性強，對霜霉病、黑腐病和軟腐病的綜合抗病性也較強，尤以OK-1和OK-4的抗寒性和綜合抗病性最強。OK-4屬于半抱臥株型，開展度中，葉型圓滑，顯色早，心葉紫紅色，鮮艷奪目，觀賞期長達156 d，可短暫忍受多次-5～-8 ℃的低溫霜凍，高抗霜霉病和黑腐病，且花期自交不親和指數(shù)低，屬于觀賞性狀優(yōu)異兼具高自交不親和性的優(yōu)異羽衣甘藍新品系。OK-1屬于直立株型，裂葉型，顯色早，心葉粉紅，清新淡雅，可短暫忍受多次-5～-8 ℃的低溫霜凍，高抗黑腐病和軟腐病，且花期自交不親和性較強，可作為抗病抗逆觀賞型羽衣甘藍新品種選育的親本種質(zhì)。