甘藍型油菜無花瓣黃子品系選育

王俊生+阮先樂+范小芳+陳龍

摘要：為選育甘藍型無花瓣黃子高油油菜（Brassica napus L.）品種，以顯性黃子油菜品系06H440為母本，與自育黑子無花瓣品系A(chǔ)P1進行雜交、回交和連續(xù)多代自交，不同回交世代群體隔離種植，以無花瓣和黃子性狀為選擇標記，采用單株選擇和混合選擇相結(jié)合，品質(zhì)篩選和抗病鑒定相結(jié)合，選育出一系列甘藍型無花瓣黃子油菜品系。這些品系表現(xiàn)出完全無花瓣、黃色種皮、品質(zhì)符合低芥酸和低硫甙指標、含油量高、抗菌核病能力較強及可作為親本配制高產(chǎn)高油雜交油菜品種等多項優(yōu)良性狀。

關(guān)鍵詞：油菜（Brassica napus L.）;無花瓣;黃子;選育

中圖分類號：S565.4 ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ?文章編號：0439-8114（2014）20-4805-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2014.20.008

Breeding Rapeseed （Brassica napus L.） Lines with Apetal and Yellow-Seed

WANG Jun-sheng， RUAN Xian-le， FAN Xiao-fang， CHEN Long

（College of Life Sciences and Agriculture， Zhoukou Normal University， Zhoukou 466001， Henan， China）

Abstract： For developing apetalous lines of Brassica napus L. with yellow-seed trait and high oil content， a hybrid combination was made between yellow-seed line “06H440” and apetalous lines “AP1” with black seed coat， and their backcross（AP1 used as female） were made. Under the condition of isolation， a way of combining individual plant and bulk selection， quality and disease resistance was identified for each backcross groups from BC1F1-BC1F5， then a series of apetalous lines with yellow-seed trait were obtained. These lines had “double-low” quality and high oil content with lodging resistance， high seed production， and strong resistance to sclerotinia stem rot. They can be used as key parents for high-yielding hybrids with high quality. The better apetalous lines with yellow-seed trait were developed， and a new way for breeding these lines was provided.

Key words： Brassica nupus L.; apetalous trait; yellow seed; breeding

菜油是我國居民消費的主要食用油之一，而我國油菜（Brassica napus L.）年產(chǎn)量不足導致每年進口油菜子總量占消費總量的50%左右，因此提高油菜生產(chǎn)水平至關(guān)重要。高產(chǎn)高效油菜品種不但要求其具有較高的生產(chǎn)能力和優(yōu)良的品質(zhì)性狀，同時還應具有較強的抗病能力，尤其是抗菌核病的能力。長江流域油菜主產(chǎn)區(qū)每年因菌核病可導致10%～20%的產(chǎn)量損失，因此提高油菜抗菌核病的能力是油菜抗病育種的主要目標之一。甘藍型無花瓣油菜花瓣缺失，可提高油菜葉片和角果的光能利用率，從而明顯提高油菜產(chǎn)量潛力[1-3]，而且無花瓣油菜具有明顯的形態(tài)避病作用[4-6]，即使在缺少菌核病抗性基因的條件下，菌核病的發(fā)病率也較低[6]，因此，選育無花瓣油菜品種受到育種家的青睞[7，8]。

黃子油菜與黑褐子油菜相比具有種皮薄、含油量高、毛油無色素、少雜質(zhì)及油色金黃清澈透明等優(yōu)點[9]，同時黃子油菜的餅粕蛋白質(zhì)含量高、氨基酸組成更合理，且纖維素與多酚含量低，飼料利用價值高，是生產(chǎn)植物蛋白質(zhì)的優(yōu)質(zhì)原料[10，11]，因此甘藍型黃子油菜育種已成為油菜育種的主攻方向之一。目前我國在黃子油菜育種方面已取得顯著成績，如陜西省雜交油菜研究中心選育的“秦榮2號”黃子雜交種含油量高達46.52%，貴州油料研究所選育的“油研9號”黃子雜交種含油量高達43.75%～51.08%，平均達46.45%，育成的“鼎油17”含油量高達44.05%[12]，“黔黃油21”含油量高達47.50%[13]，上海市農(nóng)業(yè)科學院選育的“申黃1號”雜交種含油量平均為45.60%[14]，這些品種均在我國油菜生產(chǎn)上發(fā)揮著重要作用。然而，把無花瓣和黃子性狀聚合于同一品種，選育無花瓣黃子高油油菜品種尚未見報道。本試驗主要對顯性黃子和無花瓣雙低高油油菜品種的選育過程、特性及其抗菌核病的能力進行研究，以期為高油油菜抗病育種提供理論指導。

1 ?材料與方法

1.1 ?試驗材料

黃子親本品系06H440，是對“墾C1黃”進行連續(xù)多代系統(tǒng)選育獲得的低芥酸、低硫甙、高含油量黃子自交系，抗倒伏性好[15]。無花瓣品系A(chǔ)P1，是通過甘藍型油菜品種間雜交選育的突變體材料，遺傳穩(wěn)定，品質(zhì)為低芥酸低硫甙，含油量約為41%，表現(xiàn)為黑子。菌核病菌源采用2011年受菌核病侵染的油菜根莖中的菌核，2013年10月10日在PDA培養(yǎng)基上培養(yǎng)，長出菌絲后，10月25日活化，待用。

1.2 ?選育方法和過程

如圖1所示，利用顯性黃子品系06H440為母本，無花瓣油菜品系A(chǔ)P1為父本雜交獲得F1代，再以無花瓣AP1作母本與F1代回交，由于無花瓣受多對隱性基因控制，因此回交時盡量選擇更多的無花瓣單株與F1代雜交以獲得足量的BC1F1代種子，BC1F1代回交群體選擇具有花粉隔離條件的田塊種植，并且在花期大量選擇無花瓣單株和殘瓣單株套袋自交，收獲后進行品質(zhì)分析，選留符合或接近雙低品質(zhì)、含油量較高的單株混合后隔離種植為BC1F2代群體，在BC1F2代群體中選擇300個無花瓣單株套袋自交，收獲后測定品質(zhì)，結(jié)合子粒色澤選留50個優(yōu)良單株，取等量子粒混合后種植為BC1F3代，重復BC1F2代工作直至獲得BC1F5群體，在該世代把選留的單株按照株系種植成株系獲得BC1F6代，在BC1F6世代各株系進行農(nóng)藝性狀鑒定、品質(zhì)測試、黃子株率和黃子外顯度鑒定以及抗菌核病鑒定，最后選留了8個優(yōu)良的無花瓣黃子雙低株系。

1.3 ?菌核病鑒定方法

對獲得的無花瓣株系（BC1F6）田間種植5行區(qū)，長2.5 m，行距0.4 m，種植密度為22.5萬株/hm2。在田間自然發(fā)病條件下，于收獲前5 d（成熟期）調(diào)查油菜菌核病發(fā)病情況，按0～4級分級標準調(diào)查菌核病害[16]。根據(jù)調(diào)查的病害級別計算每個參試品種的病情指數(shù)。

采用室內(nèi)離體葉片接種鑒定[17]，每株系分別摘取同一節(jié)位生長較一致的新鮮葉片（一般為心葉以外的第1片葉）20片（分別來自20株），洗凈后放入盛水的大塑料盤中備用。將長滿菌絲的培養(yǎng)基用打孔器打成半徑為2.0 mm的圓塊，將長滿菌絲的一面貼于展開的離體葉片上，蓋上塑料布保濕，置于20～25 ℃的培養(yǎng)室中培養(yǎng)。離體葉培養(yǎng)48 h后，用直尺測量葉片上的病斑直徑，按垂直方向測量2次，取平均值作為最后讀數(shù)，計算單個葉片菌斑面積，以20片被測定葉片的平均值作為該株系的鑒定結(jié)果。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?無花瓣黃子品系的選擇

雜交結(jié)果（表1）表明，F(xiàn)1代植株群體表現(xiàn)為有花瓣，BC1F1代群體中無花瓣（包括殘瓣）單株占調(diào)查植株總數(shù)的5.74%（88/1532），并且其中多數(shù)植株表現(xiàn)為缺少2～3瓣花瓣，表現(xiàn)為完全無花瓣的植株比例極低，呈現(xiàn)4～5對隱性基因遺傳，在BC1F1代群體開花期選擇42株農(nóng)藝性狀優(yōu)良的無花瓣植株（包括缺少2瓣、缺少3瓣和完全無花瓣植株）套袋自交，收獲后選擇黃子粒和高含油量且符合雙低品質(zhì)標準的8個植株等量混合后，種植獲得BC1F2代群體，BC1F2代群體共320株，無花瓣株率達54.69%，選擇優(yōu)良的無花瓣單株50株自交，最后選留15株黃子雙低高油植株留種等量混合種植為BC1F3代;在BC1F3～BC1F5代保持了大致相同的田間群體數(shù)和田間無花瓣選擇株率，但室內(nèi)選擇植株數(shù)相對增多，以保持群體具有豐富的遺傳多態(tài)性。隨世代增加，無花瓣株率得到大幅度提高，最終BC1F5代群體無花瓣株率達94.00%，且無花瓣度也達95.00%以上。從BC1F5代群體中嚴格選擇完全無花瓣植株50個，并在花期不同時段鑒定無花瓣表現(xiàn)，最終收獲穩(wěn)定表現(xiàn)的無花瓣植株42株，根據(jù)子粒顏色，結(jié)合綜合品質(zhì)，選留了含油量達45%以上的20個單株按照系譜法種植成小區(qū)獲得20個BC1F6代株系（WHBY1～20）進行產(chǎn)量鑒定。

2.2 ?無花瓣黃子品系的主要經(jīng)濟性狀

對BC1F6世代的20個株系以種植密度22.5萬株/hm2為條件種植，進行農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀鑒定比較，最終保留了8個優(yōu)良的黃子無花瓣高油株系（表2），依次為WHBY1、WHBY6、WHBY7、WHBY9、WHBY11、WHBY14、WHBY15和WHBY18，可進一步用于選育高產(chǎn)高油雜交種或改良親本。如表2所示，所選無花瓣黃子品系單株重量除WHBY7與WHBY11以外，其他品系均表現(xiàn)為超親;這些株系的千粒重和角果粒數(shù)均相對較高，如WHBY6、WHBY7、WBHY9、WHBY11、WHBY14及WHBY18角果粒數(shù)均明顯高于優(yōu)親06H440，WHBY1、WHBY15及WHBY18遺傳了黃子親本06H440較大的千粒重性狀（沒有超親表現(xiàn)）;所有中選無花瓣黃子株系全株有效角果數(shù)均高于雙親平均植（267.6個），其中WHBY7、WHBY11和WHBY14超過優(yōu)親AP1，因此從3個產(chǎn)量構(gòu)成性狀來看，中選株系基本保留了雙親的優(yōu)點，克服了缺點。就農(nóng)藝性狀而言，中選株系在株高、分枝位高這兩個性狀上，均低于06H440，其中WHBY6、WHBY9和WHBY14的株高和分枝位高明顯降低，達到了雜交選育優(yōu)良性狀重組的目標。

2.3 ?無花瓣黃子品系品質(zhì)性狀與菌核病抗性

如表3所示，中選株系子粒的品質(zhì)測定結(jié)果表明，所有株系均符合雙低品質(zhì)要求，其中3個株系（WHBY7、WHBY15、WHBY18）的含油量超過優(yōu)親06H440，所有株系均超過雙親平均含油量（44.42%）;田間自然菌核病鑒定結(jié)果表明，各株系田間菌核病發(fā)病率和病情指數(shù)普遍低于雙親，與室內(nèi)離體葉片接種菌絲塊的鑒定結(jié)果具有明顯差異。不同株系間離體葉接種菌絲塊后產(chǎn)生的菌斑面積差異明顯，最小為0.74 cm2（WHBY11），最大為3.32 cm2（WHBY7），有的高于雙親，有的低于雙親，表明雜交后代中選株系的抗菌核病能力可能超過優(yōu)親，也可能低于優(yōu)親，應在回交后代群體中加強對菌核病抗性的選擇。

3 ?討論

顯性黃子親本06H440具有低芥酸、低硫甙及高含油量等優(yōu)良品質(zhì)性狀，同時具有生長勢強、抗寒性和抗倒伏性好以及配合力較高的特點[15]，是較好的黃子雙低油菜改良親本。無花瓣品系A(chǔ)P1是通過甘藍型油菜品種間雜交選育的突變體材料，各性狀遺傳穩(wěn)定，品質(zhì)優(yōu)良，低芥酸低硫甙，含油量41%，表現(xiàn)為黑子，主要缺陷為含油量低、易發(fā)生倒伏等。為了聚合兩者的諸多優(yōu)點，本研究以顯性黃子親本06H440為母本，與AP1雜交，而后與AP1（作母本）回交一次，之后不同回交世代的回交群體中連續(xù)多代選株（以無花瓣或殘瓣為標記性狀）自交，室內(nèi)保留了黃子和品質(zhì)較好的單株，中選單株種子等量混合后隔離種植，并保持一定的回交群體（以能夠選擇出足夠的無花瓣黃子單株），BC1F5代群體無花瓣株率達到94%，并且黃子株率達到96%以上。因此，采用單株選擇和混合選擇相結(jié)合的方法，可以快速有效地提高目標性狀的純合速率，同時保持了群體具有相對較高的多態(tài)性。外品質(zhì)篩選和農(nóng)藝性狀測定相結(jié)合，使回交后代群體快速達到雙低高油的目標。在BC1F6代保留較多的株系，有利于從其中選育出更好的抗病品系。因此本研究提供了一種有效地選育無花瓣黃子高油和抗菌核病油菜品種的方法。

通過對BC1F6代20個株系進行田間農(nóng)藝性狀和菌核病抗性鑒定，最終獲得8個優(yōu)良株系，同時室內(nèi)離體葉片抗性鑒定結(jié)果表明，WHBY6、WHBY9、WHBY11、WHBY14和WHBY15株系菌斑面積小于親本平均值，其中WHBY9、WHBY11、WHBY14和WHBY15菌斑面積低于優(yōu)親，表明這些品系具有優(yōu)于或相當于優(yōu)親的抗菌核病能力，具有較高的生產(chǎn)利用價值。田間自然發(fā)病率是基因型和環(huán)境互作的綜合表現(xiàn)，本研究中選株系田間菌核病發(fā)病率（抗病指數(shù)）與室內(nèi)離體葉片菌絲塊接種鑒定結(jié)果具有一定程度的相關(guān)性，但相關(guān)系數(shù)較?。òl(fā)病率和病情指數(shù)與菌斑面積相關(guān)系數(shù)分別為0.46和0.55），這可能與無花瓣油菜植株具有形態(tài)避病特點密切相關(guān)。

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[17] 朱家成，張書芬，文雁成，等.利用2種方法鑒定和篩選甘藍型油菜抗（耐）菌核病恢復系[J].河南農(nóng)業(yè)科學，2006（10）：26-27.

3 ?討論

顯性黃子親本06H440具有低芥酸、低硫甙及高含油量等優(yōu)良品質(zhì)性狀，同時具有生長勢強、抗寒性和抗倒伏性好以及配合力較高的特點[15]，是較好的黃子雙低油菜改良親本。無花瓣品系A(chǔ)P1是通過甘藍型油菜品種間雜交選育的突變體材料，各性狀遺傳穩(wěn)定，品質(zhì)優(yōu)良，低芥酸低硫甙，含油量41%，表現(xiàn)為黑子，主要缺陷為含油量低、易發(fā)生倒伏等。為了聚合兩者的諸多優(yōu)點，本研究以顯性黃子親本06H440為母本，與AP1雜交，而后與AP1（作母本）回交一次，之后不同回交世代的回交群體中連續(xù)多代選株（以無花瓣或殘瓣為標記性狀）自交，室內(nèi)保留了黃子和品質(zhì)較好的單株，中選單株種子等量混合后隔離種植，并保持一定的回交群體（以能夠選擇出足夠的無花瓣黃子單株），BC1F5代群體無花瓣株率達到94%，并且黃子株率達到96%以上。因此，采用單株選擇和混合選擇相結(jié)合的方法，可以快速有效地提高目標性狀的純合速率，同時保持了群體具有相對較高的多態(tài)性。外品質(zhì)篩選和農(nóng)藝性狀測定相結(jié)合，使回交后代群體快速達到雙低高油的目標。在BC1F6代保留較多的株系，有利于從其中選育出更好的抗病品系。因此本研究提供了一種有效地選育無花瓣黃子高油和抗菌核病油菜品種的方法。

通過對BC1F6代20個株系進行田間農(nóng)藝性狀和菌核病抗性鑒定，最終獲得8個優(yōu)良株系，同時室內(nèi)離體葉片抗性鑒定結(jié)果表明，WHBY6、WHBY9、WHBY11、WHBY14和WHBY15株系菌斑面積小于親本平均值，其中WHBY9、WHBY11、WHBY14和WHBY15菌斑面積低于優(yōu)親，表明這些品系具有優(yōu)于或相當于優(yōu)親的抗菌核病能力，具有較高的生產(chǎn)利用價值。田間自然發(fā)病率是基因型和環(huán)境互作的綜合表現(xiàn)，本研究中選株系田間菌核病發(fā)病率（抗病指數(shù)）與室內(nèi)離體葉片菌絲塊接種鑒定結(jié)果具有一定程度的相關(guān)性，但相關(guān)系數(shù)較?。òl(fā)病率和病情指數(shù)與菌斑面積相關(guān)系數(shù)分別為0.46和0.55），這可能與無花瓣油菜植株具有形態(tài)避病特點密切相關(guān)。

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3 ?討論

顯性黃子親本06H440具有低芥酸、低硫甙及高含油量等優(yōu)良品質(zhì)性狀，同時具有生長勢強、抗寒性和抗倒伏性好以及配合力較高的特點[15]，是較好的黃子雙低油菜改良親本。無花瓣品系A(chǔ)P1是通過甘藍型油菜品種間雜交選育的突變體材料，各性狀遺傳穩(wěn)定，品質(zhì)優(yōu)良，低芥酸低硫甙，含油量41%，表現(xiàn)為黑子，主要缺陷為含油量低、易發(fā)生倒伏等。為了聚合兩者的諸多優(yōu)點，本研究以顯性黃子親本06H440為母本，與AP1雜交，而后與AP1（作母本）回交一次，之后不同回交世代的回交群體中連續(xù)多代選株（以無花瓣或殘瓣為標記性狀）自交，室內(nèi)保留了黃子和品質(zhì)較好的單株，中選單株種子等量混合后隔離種植，并保持一定的回交群體（以能夠選擇出足夠的無花瓣黃子單株），BC1F5代群體無花瓣株率達到94%，并且黃子株率達到96%以上。因此，采用單株選擇和混合選擇相結(jié)合的方法，可以快速有效地提高目標性狀的純合速率，同時保持了群體具有相對較高的多態(tài)性。外品質(zhì)篩選和農(nóng)藝性狀測定相結(jié)合，使回交后代群體快速達到雙低高油的目標。在BC1F6代保留較多的株系，有利于從其中選育出更好的抗病品系。因此本研究提供了一種有效地選育無花瓣黃子高油和抗菌核病油菜品種的方法。

通過對BC1F6代20個株系進行田間農(nóng)藝性狀和菌核病抗性鑒定，最終獲得8個優(yōu)良株系，同時室內(nèi)離體葉片抗性鑒定結(jié)果表明，WHBY6、WHBY9、WHBY11、WHBY14和WHBY15株系菌斑面積小于親本平均值，其中WHBY9、WHBY11、WHBY14和WHBY15菌斑面積低于優(yōu)親，表明這些品系具有優(yōu)于或相當于優(yōu)親的抗菌核病能力，具有較高的生產(chǎn)利用價值。田間自然發(fā)病率是基因型和環(huán)境互作的綜合表現(xiàn)，本研究中選株系田間菌核病發(fā)病率（抗病指數(shù)）與室內(nèi)離體葉片菌絲塊接種鑒定結(jié)果具有一定程度的相關(guān)性，但相關(guān)系數(shù)較?。òl(fā)病率和病情指數(shù)與菌斑面積相關(guān)系數(shù)分別為0.46和0.55），這可能與無花瓣油菜植株具有形態(tài)避病特點密切相關(guān)。

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