青花菜小孢子供體與DH群體性狀相關(guān)性初步研究

姚星偉,江漢民,文正華,單曉政,劉莉莉,牛國(guó)保,吳峰,孫德嶺

摘要：比較了青花菜小孢子培養(yǎng)不同供體的DH群的性狀表現(xiàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，供體雙親的性狀決定了后代群體性狀分離的程度，雙親差異程度越大，DH植株分離類型越多，并且具有明顯的超親優(yōu)勢(shì)。因此，在小孢子培養(yǎng)DH群體中，要想培養(yǎng)出類型多樣的優(yōu)良再生株系，供體的選擇十分重要。

關(guān)鍵詞：青花菜；小孢子培養(yǎng)；DH群體；相關(guān)性；供體

中圖分類號(hào)：S635.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI編碼：10.3969/j.issn.1006－6500.2012.02.001

Preliminary Study on the Correlation Between Microspore Culture Donator and Character of DH Population of Brassica oleracea L.var. italica Plench

YAO Xing-wei，JIANG Han-min，WEN Zheng-hua，SHAN Xiao-zheng，LIU Li-li，NIU Guo-bao，WU Feng，SUN De-ling

（Tianjin Kernel Vegetable Research Institute, Tianjin 300384，China）

Ａｂｓｔｒａｃｔ: The article studied the correlation between microspore culture donator and character of DH population of Brassica oleracea L.var. italica Plench. The results showed that character of parents donor decided the separated types in the DH populations. The more variation of the parents differences,the more segregation of the DH population。So if you want to get all kinds of fine DH population, it is very important to select the microspore culture donor of Brassica oleracea L.var. italica Plench.

Key words: Brassica oleracea L．var．italica Plench;microspore culture;DH populations; correlation ; donor

青花菜(Brassica oleracea L.var. itallica P.)別名綠菜花、木立花椰菜、西蘭花，屬于十字花科蕓薹屬甘藍(lán)種的一個(gè)變種，被譽(yù)為十字花科植物之王[1-2]。青花菜質(zhì)地脆嫩、風(fēng)味清香、營(yíng)養(yǎng)豐富，還具有較強(qiáng)的保健功能，被列入抗癌保健食品。由于青花菜豐富的營(yíng)養(yǎng)和獨(dú)特的保健功能，深受消費(fèi)者的喜愛[3]。

我國(guó)青花菜育種研究起步較晚，20世紀(jì)70年代初開始引進(jìn)青花菜資源進(jìn)行雜種優(yōu)勢(shì)利用研究，利用自交不親和系還是青花菜育種的主要手段，目前也有個(gè)別單位開展了青花菜雄性不育選育工作[4]，但是兩種選育方法都需要經(jīng)過(guò)6～8年才能獲得純合自交系，新品種選育費(fèi)時(shí)費(fèi)力。日益成熟的游離小孢子培養(yǎng)技術(shù)不但可以縮短育種年限，提高育種效率，還可以使隱性遺傳性狀得到充分表達(dá)，獲得各種性狀有明顯分離的純系，創(chuàng)新種質(zhì)資源，因此，小孢子培養(yǎng)技術(shù)受到國(guó)內(nèi)外遺傳育種學(xué)家的高度重視，這也是國(guó)內(nèi)外研究單位紛紛開展此項(xiàng)工作的原因所在[5]。我國(guó)青花菜小孢子培養(yǎng)技術(shù)研究始于20世紀(jì)90年代，并且已經(jīng)成功獲得了DH群體（即雙單倍體群體），然而，DH群體并沒有真正應(yīng)用于實(shí)際育種當(dāng)中，其中DH群體中優(yōu)良變異株率低，實(shí)際應(yīng)用價(jià)值不高，是限制青花菜小孢子培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用的主要原因之一。本研究試圖通過(guò)篩選適合的小孢子供體提高青花菜DH群體中不同表型分離頻率，獲得表型各異的青花菜優(yōu)良新種質(zhì)資源，實(shí)現(xiàn)資源快速創(chuàng)新，為進(jìn)一步進(jìn)行青花菜新品種選育提供育種材料。

1 材料和方法

1.1 青花菜小孢子培養(yǎng)供體F1差異雙親和相似雙親的篩選

2009年7月20日于河北省玉田縣播種青花菜高代純合親本材料50份,即LM-1～LM-50。8月25日定植于露地，每份材料定植16株，株行距40 cm×50 cm。正常田間管理。蓮座期測(cè)量青花菜各親本株高、株展原始數(shù)據(jù)，設(shè)3次重復(fù)。同時(shí)對(duì)株型、葉色、葉型以及有無(wú)側(cè)枝等性狀進(jìn)行田間觀察?；ㄇ虿墒涨皩?duì)花球成熟期、單球質(zhì)量、花蕾大小和花蕾顏色進(jìn)行田間觀察。通過(guò)表型觀察初步篩選出青花菜差異親本材料和相似親本材料。進(jìn)一步利用測(cè)量獲得的原始數(shù)據(jù)，通過(guò)方差分析，確定青花菜親本材料差異顯著性，進(jìn)一步明確青花菜差異親本材料和相似親本材料。

1.2青花菜DH植株的獲得

試驗(yàn)選取原先配制的青花菜差異雙親F1代材料51份、相似雙親F1代材料33份和相應(yīng)自交系28份。2009年11月15日將青花菜雜交組合和親本材料播種于河北省玉田縣菜花種源基地溫室內(nèi)，2010年1月3日定植于溫室內(nèi)。正常田間管理，3月份當(dāng)花序接近開花時(shí)，每次從花序上隨機(jī)選取處于小孢子單核晚期為主的花蕾（一般長(zhǎng)3.5 mm)，進(jìn)行青花菜小孢子培養(yǎng)，共獲得青花菜小孢子組培苗289株。

1.3青花菜小孢子供體與DH群體表型相關(guān)關(guān)系的確立

由于青花菜供體材料基因型不同，DH植株再生能力存在較大差別，少則2～5株，多則20～30株。DH植株過(guò)少無(wú)法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。通過(guò)計(jì)算表明，差異雙親09LM-12×09LM-13配制的F1作為供體獲得DH植株有25株，相似雙親09LM-45×09LM-46配制的F1為供體獲得DH植株有21株，純合自交系09LM-7獲得的DH植株有10株，共選擇上述56株DH再生植株進(jìn)行植物學(xué)性狀觀察，通過(guò)計(jì)算各群體的變異系數(shù)比較不同DH株系間的表型和性狀分離差異程度。2010年7月15日將上述56株DH 再生植株定植于田間，正常田間管理，9—11月調(diào)查植株性狀。

2結(jié)果與分析

2.1 區(qū)分相似雙親和差異雙親

供試的50份青花菜親本試驗(yàn)材料，其中LM-15未出苗；LM-25、LM-29、LM-34、LM-37田間性狀表現(xiàn)不一致；LM-39、LM-40、LM-41、LM-42、LM-43受10月底11月初大風(fēng)降溫天氣影響，植株抗寒性差，絕大部分受凍害死亡。受到以上因素影響，實(shí)際獲得40份青花菜親本材料完整原始數(shù)據(jù)。對(duì)獲得的40份青花菜親本材料的株展、成熟期、株高分別進(jìn)行單因素完全隨機(jī)方差分析并進(jìn)行多重比較。

從單因素方差分析的前提檢驗(yàn)結(jié)果（表1）可以看出：株展處理間自由度為39，處理內(nèi)自由度為80，相伴概率為0.088，大于顯著性水平0.05，認(rèn)為符合方差分析的條件，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)一步進(jìn)行多重比較分析。株高處理間自由度為39，處理內(nèi)自由度為80，相伴概率為0.563，大于顯著性水平0.05，認(rèn)為符合方差分析的條件，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)一步進(jìn)行多重比較分析。而成熟期不適合進(jìn)行單因素方差分析。

因此，本項(xiàng)目主要依據(jù)株展、株高和田間綜合性狀表現(xiàn)評(píng)價(jià)青花菜親本差異與相似程度。對(duì)株高、株展進(jìn)行方差分析，試驗(yàn)結(jié)果如表2。株展和株高方差檢驗(yàn)的F值分別為82.34和128.527，大于F0.05，拒絕零假設(shè)，說(shuō)明處理間存在顯著差異，可以進(jìn)一步進(jìn)行多重比較分析。

多重比較具體結(jié)果由于數(shù)據(jù)龐大未能導(dǎo)入。多重差異比較可以得出結(jié)論：40份青花菜親本材料按照株展共分為7類，組間材料存在顯著差異，組內(nèi)各材料之間沒有顯著差異。按照株高共分為9類，組間材料存在顯著差異，組內(nèi)各材料之間沒有顯著差異。綜合株高、株展和田間性狀觀察結(jié)果，篩選出6種類型相似親本，具體結(jié)果如下：類型1有LM-13、LM-14、LM-16、LM-35和LM-36；類型2有LM-7、LM-8、LM-9和LM-11；類型3有LM-1、LM-4、LM-20、LM-23、LM-26和LM-32；類型4有LM-6、LM-12、LM-21、LM-27、LM-38、LM-44、LM-48和LM-49；類型5有LM-45、LM-46和LM-47；類型6有LM-18和LM-19。其余各號(hào)LM-2、LM-3、LM-5、LM-10、LM-17、LM-22、LM-24、LM-28、LM-30、LM-31、LM-33、LM-34、LM-37、LM-39、LM-40、LM-41、LM-42、LM-43、LM-50在株高、株展和田間綜合性狀表現(xiàn)上各有差異。

2.2確立青花菜小孢子供體與DH群體表型相關(guān)關(guān)系

研究結(jié)果表明（表3）：以差異雙親為小孢子供體所獲得的DH群體的成熟期、株高、株展以及單球質(zhì)量、變異系數(shù)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于相似雙親和純合自交系為供體獲得的DH群體，說(shuō)明供體，尤其是供體雙親的性狀基本決定了后代群體性狀分離的程度。因此，選擇差異雙親F1供體，培養(yǎng)出變異比例盡量高的再生株系，對(duì)小孢子培養(yǎng)獲得純系十分重要。

3討論

對(duì)于各種作物雙單倍體培養(yǎng)后代單株、供體、供體雙親的性狀調(diào)查國(guó)內(nèi)有一些報(bào)道[6-9]。張樹根[10]利用花培法進(jìn)行辣椒DH群體的構(gòu)建后，與F2群體比較，分離類型明顯增大。陳斌[11]對(duì)所獲的辣椒花培品系的主要植物學(xué)性狀的觀察結(jié)果表明：雙親差異越大的供體，其DH再生個(gè)體性狀分離程度越大，此項(xiàng)結(jié)果與本研究結(jié)果相吻合?？婓w云[12]采用游離小孢子培養(yǎng)方法構(gòu)建了甘藍(lán)F1的群體，利用該群體重復(fù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立了結(jié)球甘藍(lán)主要農(nóng)藝性狀的數(shù)量性狀主基因多基因混合遺傳模型。

本次試驗(yàn)表明：供體雙親的性狀決定了后代群體性狀分離的程度，雙親差異程度越大，DH植株分離類型越多。對(duì)于育種家而言, 提高株系中選率是加快育種速度、提高選育速度的關(guān)鍵之一。而提高株系中選率，需要培養(yǎng)出優(yōu)良變異比例盡量高的再生株系。因此，對(duì)供體的選擇，即對(duì)供體和供體雙親的了解對(duì)于利用青花菜小孢子培養(yǎng)獲得純系進(jìn)行育種十分重要。此外，我們還發(fā)現(xiàn)植物學(xué)性狀分類結(jié)果與RAPD聚類分析結(jié)果不相符，考慮原因認(rèn)為RAPD是在基因水平進(jìn)行分類，與植物學(xué)性狀表現(xiàn)相比更加精確。

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