大白菜雜種優(yōu)勢分析

原讓花 原靜云 王曉玲 肖艷 劉學(xué)圣 原連莊

摘? ? 要： 利用雜種優(yōu)勢，可以有效提高作物產(chǎn)量、改良作物品質(zhì)、增強抗性和選育新品種。本試驗以自育的1個大白菜優(yōu)良自交系為母本，采用頂交法組配13個雜交組合，并對13個組合的超中優(yōu)勢、超親優(yōu)勢以及產(chǎn)量的超標優(yōu)勢進行了分析。結(jié)果表明：各性狀雜種優(yōu)勢明顯不同、差異明顯，其中農(nóng)藝性狀的中親優(yōu)勢在4.18%～22.81%之間，超親優(yōu)勢在-4.08%～15.45%之間;產(chǎn)量性狀中親優(yōu)勢在32.83%～62.46%之間，超親優(yōu)勢在8.59%～42.85%之間;品質(zhì)性狀中親優(yōu)勢在2.44%～59.13%之間，超親優(yōu)勢在-8.97%～37.62%之間。綜合13個組合的產(chǎn)量性狀和品質(zhì)性狀雜種優(yōu)勢，無一個組合在各方面均達到全優(yōu)，但通過雜種優(yōu)勢分析還是能選育出具有較高產(chǎn)量、較高品質(zhì)以及其他較高優(yōu)勢的雜交新品種，其中1號即‘新科小包26不論是在產(chǎn)量性狀和品質(zhì)性狀中較其他組合更具有雜種優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞： 大白菜;雜種優(yōu)勢;新品種選育;超親優(yōu)勢;中親優(yōu)勢

Analysis of heterosis of Chinese cabbage

YUAN Ranghua1，YUAN Jingyun2，WANG Xiaoling1，XIAO Yan1，LIU Xuesheng1，YUAN Lianzhuang1

（1. Xinxiang Academy of Agricultural Sciences，Xinxiang 453003，Henan，China; 2. Xinke Seed Industry Limited Company of Henan Jiushenghe，Xinxiang 453000，Henan，China）

Abstract： Heterosis can effectively improve crop yield and quality， enhance resistance and breed new varieties. In this experiment，13 combinations of Chinese cabbage were crossed by 1 excellent female parent and 13 male parents. The super-middle advantage and super-parent advantage of these 13 combinations were analyzed. The results showed that the heterosis of each agricultural traits was obviously different， and the middle parent advantage of agronomic traits range was from 4.18% to 22.81%，and the range of super-parent advantage was from -4.08 to 15.45. The mid-parent advantage of yield traits range was from 32.83% to 62.46% and the super-parent advantage range was from 8.59% to 42.85%. The mid-parent advantage of quality traits was in the range of 2.44% to 59.13% and the super-parent advantage was in the range of -8.97% to 37.62%. In summary， none of these 13 combinations could achieve total excellent in all aspects. However， the new hybrids with higher yield， higher quality and higher heterosis could be selected， ‘Xinke xiaobao 26 exhibited more superior to other combinations on yield and quality.

Key word： Chinese cabbage; Heterosis; Breeding of new varieties; Super-parent advantage; Middle parent advantage

目前，針對新形勢下，加快農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革，提高供給質(zhì)量要求，選育豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、適應(yīng)性強的大白菜新品種變得尤為重要。中原地區(qū)喜食疊抱類型大白菜，目前生產(chǎn)中應(yīng)用的疊抱類型大白菜主要有‘新鄉(xiāng)小包23‘秦白二號‘卞雜九號等品種，但由于應(yīng)用時間長，抗病、抗逆性降低，需要一批優(yōu)良品種進行更新?lián)Q代。大白菜具有明顯的雜種優(yōu)勢，多年的育種實踐證明，利用雜種優(yōu)勢，是提高作物產(chǎn)量，增強抗病性、抗逆性，改良品質(zhì)等的有效途徑和重要手段[1]。自20世紀70年代初我國開始進行大白菜雜種優(yōu)勢利用研究，育成了一大批在抗病、豐產(chǎn)、品質(zhì)、類型等各個方面不斷得到改進、更新與提高的優(yōu)良品種，其中以合抱類型品種偏多，其他類型品種偏少，尤其疊抱類型更少[2]。以選育多年的優(yōu)良自交系為母本，采用頂交法雜交測配組合，通過分析組合主要農(nóng)藝性狀和品質(zhì)的超中優(yōu)勢、超親優(yōu)勢以及產(chǎn)量的超標優(yōu)勢研究大白菜農(nóng)藝性狀雜種優(yōu)勢的利用，旨在從理論和實踐上提高大白菜雜交優(yōu)勢利用率，為選育疊抱類型大白菜新品種提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

參試母本：‘5201，該自交系是河南省新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)過多年選育的一個優(yōu)良自交系。該自交系具有結(jié)球緊實、抗病、抗凍、配合力好的優(yōu)點。

參試父本：‘47858 ‘CQ疊‘D3 ‘石特 ‘1305 ‘Z26松‘早黑葉‘008‘JJ黃春‘NZ秋‘D17‘D19‘96雜-3。

參試組合：采用頂交法組配雜交組合13個，組合編號分別是1號、2號、3號、4號、5號、6號、7號、8號、9號、10號、11號、12號、13號（表1）。其中5號品種名稱是‘新鄉(xiāng)小包23，目前已是生產(chǎn)上主栽品種，為對照品種。1號定名‘新科小包26，是新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院培育的最新品種。

1.2 方法

1.2.1 試驗設(shè)計 2016年8月20日，把14份親本和13個組合在新鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)科學(xué)院研發(fā)中心試驗田進行平畦直播，株行距53 cm×53 cm。試驗采用隨機區(qū)組排列，3次重復(fù)，每個小區(qū)面積11.236 m2，4行區(qū)（實質(zhì)2行區(qū)，40株）等行種植，四周均設(shè)保護行。試驗期間按常規(guī)管理。

1.2.2 調(diào)查內(nèi)容與方法 （1）農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀測定：成熟時每小區(qū)隨機取樣5株測定農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀。農(nóng)藝性狀主要調(diào)查株幅、株高、最大葉長、最大葉寬、葉柄厚、葉柄寬、球葉數(shù)7個指標;產(chǎn)量性狀主要調(diào)查毛重、葉柄質(zhì)量和單株凈重3個項目。（2）品質(zhì)分析測定：成熟時每小區(qū)隨機取樣3 株，測定可溶性糖含量、維生素C含量和蛋白質(zhì)含量3個品質(zhì)性狀?？扇苄蕴呛坑幂焱壬ā⒕S生素C含量用測定2，6-二氯靛酚滴定法;可溶性蛋白質(zhì)含量用考馬斯亮藍G-250染色法測定[3]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

雜種優(yōu)勢計算采用張?zhí)煺嬖谧魑镉N學(xué)總論中雜種優(yōu)勢的度量公式[4]：

中親優(yōu)勢（MP）/% = （F1-雙親平均值） / 雙親平均值×100%;

超親優(yōu)勢（HP）/% = （F1-高親值） / 高親值×100%;

數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析采用Excel 2003進行。

2 結(jié)果與分析

2.1 各組合不同性狀雜種優(yōu)勢分析

由表2可以看出，13個雜交組合農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量性狀以及品質(zhì)性狀的中親優(yōu)勢均為正向，超親優(yōu)勢除可溶性糖、球葉數(shù)和柄寬的超親優(yōu)勢為負向外，其他性狀均為正向。說明可溶性糖、球葉數(shù)和柄寬的雜種優(yōu)勢處于中親值和高親值之間，有明顯的中親優(yōu)勢，其他性狀的雜種優(yōu)勢處于高親值之上，有明顯的超親優(yōu)勢。

在雜交組合產(chǎn)量性狀中，柄質(zhì)量雜種優(yōu)勢表現(xiàn)最強，其次是單株產(chǎn)量和葉質(zhì)量;在品質(zhì)性狀中，蛋白質(zhì)雜種優(yōu)勢最強，其次為維生素C，可溶性糖表現(xiàn)最弱;在農(nóng)藝性狀中，柄厚和最大葉寬雜種優(yōu)勢最強，其次是最大葉寬、株高和株幅，而柄寬和球葉數(shù)相對較弱。

從表2也可以看出，13個組合雜種優(yōu)勢變幅較大、差異明顯，其中農(nóng)藝性狀的中親優(yōu)勢在4.18%～22.81%之間，超親優(yōu)勢在-4.08%～15.45%之間;產(chǎn)量性狀中親優(yōu)勢在32.83%～62.46%之間，超親優(yōu)勢在8.59%～42.85%之間;品質(zhì)性狀中親優(yōu)勢在2.44%～59.13%之間，超親優(yōu)勢在-8.97%～37.62%之間。為利用品種間雜種優(yōu)勢選育優(yōu)良品種提供了可能。

2.2 各組合的產(chǎn)量性狀分析

由表3可以看出，各組合的單株凈質(zhì)量中親優(yōu)勢范圍為15.12%～95.76%，平均值為45.45%;超親優(yōu)勢為-4.55%～53.18%，平均值為31.05%，除10號為負向超親優(yōu)勢外，其他均為正向超親優(yōu)勢。在構(gòu)成單株產(chǎn)量的2個性狀中，13個組合柄質(zhì)量的中親優(yōu)勢和超親優(yōu)勢的平均值分別為62.46%和42.85%，而且均為正向優(yōu)勢;葉質(zhì)量中親優(yōu)勢和超親優(yōu)勢的平均值分別為32.83%和8.59%，其中中親正向優(yōu)勢有12個、超親正向優(yōu)勢有7個。這說明在單株凈質(zhì)量產(chǎn)量的構(gòu)成因素中葉柄質(zhì)量的雜種優(yōu)勢比較明顯。從表3中還可以看出，不同組合單株產(chǎn)量性狀的雜種優(yōu)勢存在明顯差異，其中12號（5201×D19）和1號（5201×47858）中親優(yōu)勢明顯，分別為95.76%和64.27%。

2.3 各組合的品質(zhì)性狀分析

在本試驗中，F(xiàn)1的蛋白質(zhì)中親優(yōu)勢范圍為-28.65%～178.96%，平均值為59.13%;超親優(yōu)勢范圍為-50.12%～155.54%，平均值為37.62%，各組合間差異較大，其正向優(yōu)勢組合數(shù)都為11個，占組合總數(shù)的比例為84.6%，這說明蛋白質(zhì)的雜種優(yōu)勢以正向為主。可溶性糖的中親優(yōu)勢范圍為-19.05%～31.82%，平均值為2.44%，13個組合中正向優(yōu)勢7個;超親優(yōu)勢范圍為-29.17%～20.83%，平均值為-8.97%，只有2個組合的中親優(yōu)勢和超親優(yōu)勢為正值，這說明可溶性糖的雜種優(yōu)勢以負向為主。維生素C的中親優(yōu)勢范圍為-21.74%～66.67%，平均值為15.76%，13個組合中正向優(yōu)勢7個、負向優(yōu)勢6個;超親優(yōu)勢范圍為-25.00%～36.36%，平均值為4.67%，其中正向優(yōu)勢6個、負向優(yōu)勢7個，各組合間差異較大。從表4中也可以看出，在所有組合的蛋白質(zhì)品質(zhì)性狀中，5號（CK）雜種優(yōu)勢最強，其中中親優(yōu)勢為178.96%、超親優(yōu)勢為155.54%;其次為7號，分別是113.81%和95.99%;1號位居第3，分別為109.69%和86.99%。在所有組合維生素C品質(zhì)性狀中，4號雜種優(yōu)勢最強，中親優(yōu)勢和超親優(yōu)勢分別為66.67%和36.36%;其次為2號，分別是57.89%和36.36%。在所有組合糖品質(zhì)性狀中，3號雜種優(yōu)勢最強，其次為5號，1號則為負向優(yōu)勢。同時，各個組合的各品質(zhì)性狀雜種優(yōu)勢又表現(xiàn)不盡一致，其中5號蛋白質(zhì)雜種優(yōu)勢最為明顯、而可溶性糖較為明顯、維生素C表現(xiàn)負向優(yōu)勢; 3號可溶性糖的雜種優(yōu)勢最為明顯、而蛋白質(zhì)和維生素C雜種優(yōu)勢則較為明顯;4號維生素C雜種優(yōu)勢最為明顯，而蛋白質(zhì)和可溶性糖的雜種優(yōu)勢較為明顯，說明具體到某個組合的每個品質(zhì)性狀中，雜種優(yōu)勢表現(xiàn)又不盡一致。

3 討論與結(jié)論

（1）通過對14個親本材料和13個組合的田間種植檢驗和實驗室品質(zhì)分析，可以看出大白菜雜種組合的各性狀雜種優(yōu)勢明顯不同，其產(chǎn)量性狀和可溶性蛋白質(zhì)含量超親優(yōu)勢明顯，可溶性糖、球葉數(shù)和柄寬的超親優(yōu)勢則表現(xiàn)為弱的負向優(yōu)勢。魯凡[5]通過對紅菜薹的雜交組合進行雜種優(yōu)勢分析，也認為F1各個性狀雜種優(yōu)勢明顯不同，表現(xiàn)正向或負向優(yōu)勢，其中產(chǎn)量性狀的超親優(yōu)勢最明顯，雜交組合中品質(zhì)性狀雜種優(yōu)勢表現(xiàn)差異大，而且無規(guī)律。

（2）雜種優(yōu)勢產(chǎn)生的主要原因是基因的顯性、上位性等非加性效應(yīng)，控制性狀的基因不同也會導(dǎo)致其雜種優(yōu)勢的差異。產(chǎn)量性狀同時受基因的加性效應(yīng)、上位性和顯性效應(yīng)控制;農(nóng)藝性狀大多以加性效應(yīng)為主，其次是上位效應(yīng)[6];品質(zhì)性狀主要取決于基因的加性效應(yīng)[7]，同時還受生理生化、環(huán)境條件等影響因素較大，因此其雜種優(yōu)勢較弱[8]。在育種的初期，應(yīng)先以品質(zhì)為育種目標，利用其加性基因效應(yīng)，通過基因重組和系譜選擇，培育出一系列品質(zhì)優(yōu)良的親本。然后以產(chǎn)量為選擇目標，利用其非加性基因效應(yīng)，通過優(yōu)勢育種，選出優(yōu)良的組合[7]。

（3）在13個雜種組合中，12號（5201×D19）和1號（‘新科小包26）的產(chǎn)量性狀雜種優(yōu)勢較強;品質(zhì)性狀中1號（‘新科小包26）蛋白質(zhì)和維生素C雜種優(yōu)勢明顯，都在前3名之列，而12號則不明顯。綜合上述，說明親本‘47858與‘5201組配的組合即‘新科小包26不論是在產(chǎn)量上還是在品質(zhì)上較其他組合更具有優(yōu)勢。在育種的實踐工作中，想組配出在各個方面均達到全優(yōu)的組合難度比較大，要具體情況具體分析，因為自交系的雜種優(yōu)勢表現(xiàn)不盡相同，同一親本的不同性狀亦有優(yōu)勢不等的表現(xiàn)，無一個親本在各方面均達到全優(yōu)，但通過雜種優(yōu)勢分析還是能選育出具有較高產(chǎn)量、較高品質(zhì)以及其他較高優(yōu)勢的雜交新品種[9];另外，通過雜交改良，也可以選育出綜合性狀綜合表現(xiàn)優(yōu)良的親本材料。

參考文獻

[1] 柯桂蘭，中國大白菜育種學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2010.

[2] 張鳳蘭，徐家炳.我國白菜育種研究進展[J].中國蔬菜，2005（Z1）：8-10.

[3] 李合生.植物生理生化實驗原理和技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2006.

[4] 張?zhí)煺?作物育種學(xué)總論[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2003.

[5] 魯凡.新型紅菜薹雄性不育系的雜種優(yōu)勢分析及優(yōu)良組合的驗證[D].武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012.

[6] 王學(xué)芳，張耀文，李殿榮，等.不結(jié)球白菜雜種優(yōu)勢及相關(guān)分析[J].西北植物學(xué)報，2009，29（10）：1974-1979.

[7] 曾國平，曹壽椿.不結(jié)球白菜產(chǎn)量與品質(zhì)性狀雜種優(yōu)勢和配合力比較研究[C]//中國園藝學(xué)會.園藝學(xué)進展：中國科協(xié)第3屆青年學(xué)術(shù)年會園藝學(xué)衛(wèi)星會議暨中國園藝學(xué)會第2屆青年學(xué)術(shù)討論會論文集.南京：東南大學(xué)出版社，1998：573-577.

[8] 于占東，何啟偉，王翠花，等.大白菜主要營養(yǎng)品質(zhì)性狀的遺傳效應(yīng)研究[J].園藝學(xué)報，2005，32（2）：244-248.

[9] 魚昭君，張淑娟，閆芳芳，等.不結(jié)球白菜不育系組合產(chǎn)量性狀雜種優(yōu)勢分析[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報，2017，26（4）：603-608.