彩花油菜研究現(xiàn)狀及進(jìn)展

蒲曉斌，馮 林，張德發(fā)，李孝楠

(1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所，四川 成都 610066；2.四川省什邡市孝楠農(nóng)業(yè)科技有限責(zé)任公司，四川 什邡 618400)

我國是世界油菜生產(chǎn)大國和消費(fèi)大國[1-2]，也是油菜雜種優(yōu)勢(shì)研究和利用最成功的國家[3-4]。但長期以來，我國油菜種植面積有限，產(chǎn)不足消；油菜生產(chǎn)機(jī)械化程度低，同時(shí)受國外大量進(jìn)口油脂沖擊，種植的比較效益低下，農(nóng)戶的種植積極性不高，甚至出現(xiàn)部分土地被棄耕撂荒現(xiàn)象，進(jìn)一步加劇了我國油菜籽和菜籽油消費(fèi)的對(duì)外進(jìn)口依存度[1-2]。

如果能通過育種手段，探索油菜多元化開發(fā)和農(nóng)旅融合發(fā)展之路，既利用油菜花觀光發(fā)展鄉(xiāng)村旅游經(jīng)濟(jì)，又利用花后優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的成熟油菜籽榨油食用和餅粕做飼料用，實(shí)現(xiàn)油菜產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，為充分保障我國食用植物油消費(fèi)安全，有效降低食用植物油進(jìn)口依存度高的潛在風(fēng)險(xiǎn)，具有舉足輕重的戰(zhàn)略意義，同時(shí)可以契合農(nóng)村油菜產(chǎn)業(yè)提升、鄉(xiāng)村旅游產(chǎn)業(yè)興旺和鄉(xiāng)村振興的戰(zhàn)略需要。

1 國內(nèi)外對(duì)油菜花色研究現(xiàn)狀

國內(nèi)外已有研究表明，油菜的花色通常只有黃色和白色兩大類，但也有金黃、橙黃、乳白等顏色，不同材料或品種的花色間僅存在色澤深淺的微小差異[5-8]，盡管白花對(duì)應(yīng)黃花為顯性遺傳性狀[5,9-29]，但大面積生產(chǎn)上最常見的為單一的黃花品種，這可能是受育種材料所限制或生產(chǎn)習(xí)慣所造成，但是否與授粉昆蟲的訪花行為有關(guān)尚無定論[9,12-16,18-19]。

在油菜的花色代謝調(diào)控中，主要是類胡蘿卜素和類黃酮素產(chǎn)生作用，合成苯基苯乙烯酮，從而呈黃花性狀。油菜中因缺乏查爾酮異構(gòu)酶基因、黃烷酮-3-羥基化酶基因、類黃酮-3’，5’-羥基化酶基因、二氫黃酮醇-4-還原酶基因、花青素合成酶基因和類黃酮3-D-葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶基因，無法合成飛燕草色素和天竺葵色素，所以在自然界中不存在紅色花、藍(lán)色花等彩色花瓣油菜植株[5-29]。迄今為止，國內(nèi)外尚未見有關(guān)彩花油菜自然突變研究的公開報(bào)道。

2 彩花油菜的材料突破及初步研究進(jìn)展

作者所在的科研團(tuán)隊(duì)及其合作伙伴無意識(shí)地向油菜中導(dǎo)入了特定近緣植物的花色素苷代謝途徑，在后代超大生產(chǎn)群體的開放授粉株中偶然發(fā)現(xiàn)了紅色花瓣單株(概率約二百萬分之一)，再經(jīng)大量有性雜交轉(zhuǎn)育，自主創(chuàng)新出橘紅油菜花色材料“紫金花”(來源：M11A//87-8-19/原紅花/3/原紅花/M9401R/4/M1931R/原紅花)，為世界首例(未公開報(bào)道)。

隨后在四川省應(yīng)用基礎(chǔ)研究等項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)資助下，以自主創(chuàng)新的橘紅油菜花色材料“紫金花”為雜交親本，與現(xiàn)有甘藍(lán)型油菜蘿卜細(xì)胞質(zhì)不育源和恢復(fù)源材料大量雜交轉(zhuǎn)育，目前已獲得了朱紅色、橘紅色、桃紅色、蘿紫色、粉黛色、純白色、翠綠色、嵌合花色等一大批不同花色育種材料以及彩色花瓣三系雜交親本(圖1～5，配圖見封3，下同)，并小規(guī)模試配制了有限數(shù)量的彩花雜交新組合，其中較優(yōu)的有2個(gè)(圖6、表1、表2及圖7、表3、表4)。后續(xù)深入研究還在緊張有序進(jìn)行中。

2.1 較優(yōu)彩花油菜自交系數(shù)例

初步研究表明，“橘紅636-2”和“桃紅99-1”兩個(gè)彩花自交系不僅花色純合穩(wěn)定、美觀柔和、景觀搭配和環(huán)境增色功能強(qiáng)，而且具有明顯的產(chǎn)量優(yōu)勢(shì)?？勺鳛橹卮笃贩N技術(shù)儲(chǔ)備，在今后完成知識(shí)產(chǎn)權(quán)合理保護(hù)的條件下，可以充任“油-花”兼用型多功能首選品種，實(shí)現(xiàn)農(nóng)旅融合發(fā)展，促進(jìn)油菜產(chǎn)業(yè)提升和鄉(xiāng)村振興(見封3圖1、圖2)。

而“朱紅4-1”、“粉黛58-3”和“翠綠73-1”三個(gè)彩花自交系雖然花色純合穩(wěn)定、花期環(huán)境美感十足，但農(nóng)藝經(jīng)濟(jì)性狀較弱，產(chǎn)量優(yōu)勢(shì)不明顯，有待進(jìn)一步深入雜交改良(見封3圖3～圖5)。

2.2 彩花油菜雜交新組合“天府橘紅616”

經(jīng)初步鑒定，彩花油菜雜交新組合“天府橘紅616”花色純正、穩(wěn)定、鮮艷而柔和，花瓣平展寬大，花絲較長，花藥飽滿，花粉量充足，初花期較試驗(yàn)示范區(qū)大面積生產(chǎn)油菜品種早2～3d(冬播初花期2月中旬；春播初花期7月上旬)，末花期較試驗(yàn)示范區(qū)大面積生產(chǎn)油菜品種晚5～7d(冬播末花期4月中旬；春播末花期8月中旬)，花期持續(xù)時(shí)間通常較當(dāng)?shù)卮竺娣e生產(chǎn)油菜長7～10d，冬播花期可長達(dá)60d以上，春播花期可長達(dá)50d以上，環(huán)境配色美觀大氣，柔和舒適，增色效果明顯，令人賞心悅目，意境濃郁。

無論在冬播或春播條件下，均表現(xiàn)為植株較矮健，抗倒抗病抗寒力強(qiáng)，角果灌漿結(jié)實(shí)良好，籽粒飽滿圓潤，產(chǎn)量雜種優(yōu)勢(shì)明顯，成株期平均株高185～190cm，一次有效分枝8～12個(gè)，單株有效角果數(shù)458～482個(gè)，每果粒數(shù)14.3～16.7粒，千粒重3.74～3.82g，單產(chǎn)164.3～168.4kg/667m2，芥酸小于1%，硫苷小于45μmol/g餅，含油量高于41%，單產(chǎn)籽量與當(dāng)?shù)卮竺娣e油菜生產(chǎn)水平相當(dāng)，達(dá)到油菜品種登記和可供生產(chǎn)上大面積開發(fā)應(yīng)用水平(見封3圖6、表1、表2)。

2.3 彩花油菜雜交新組合“天府桃紅909”

經(jīng)初步鑒定，彩花油菜雜交新組合“天府桃紅909”花色純正、穩(wěn)定、悅目而柔和，花瓣平展寬大，花絲較長，花藥飽滿，花粉量充足，初花期較試驗(yàn)示范區(qū)大面積生產(chǎn)油菜品種早1～2d(冬播初花期2月中旬；春播初花期7月上旬)，末花期較試驗(yàn)示范區(qū)大面積生產(chǎn)油菜品種晚3～5d(冬播末花期4月中旬；春播末花期8月中旬)，花期持續(xù)時(shí)間通常較當(dāng)?shù)卮竺娣e生產(chǎn)油菜長4～7d，冬播花期可長達(dá)55d以上，春播花期可長達(dá)47d以上，環(huán)境配色美觀大氣，柔和舒適，增色效果明顯，令人賞心悅目，意境濃郁。

無論在冬播或春播條件下，均表現(xiàn)為植株較矮健，抗倒抗病抗寒力強(qiáng)，角果灌漿結(jié)實(shí)良好，籽粒飽滿圓潤，產(chǎn)量雜種優(yōu)勢(shì)明顯，成株期平均株高175～185cm，一次有效分枝7～10個(gè)，單株有效角果數(shù)435～472個(gè)，每果粒數(shù)12.8～15.2粒，千粒重3.43～3.68g，單產(chǎn)158.8～164.1kg/667m2，芥酸小于1%，硫苷小于45μmol/g餅，含油量高于41%，單產(chǎn)籽量與當(dāng)?shù)卮竺娣e油菜生產(chǎn)水平相當(dāng)，達(dá)到油菜品種登記和可供生產(chǎn)上大面積開發(fā)應(yīng)用水平(表3、表4)。

表1 “天府橘紅 616”主要農(nóng)藝經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)

表2 “天府橘紅 616”主要農(nóng)藝經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)(續(xù))

表3 “天府桃紅909”主要農(nóng)藝經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)

表4 “天府桃紅909”主要農(nóng)藝經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)(續(xù))

3 彩花油菜的應(yīng)用前景

油菜大面積生產(chǎn)上如果僅靠傳統(tǒng)意義上收取油菜籽榨油，勢(shì)必持續(xù)加劇成本高而效益低下的矛盾；僅以旅游觀花為目的而不考慮產(chǎn)量，一是目前大面積生產(chǎn)上油菜花色單一；二是觀花油菜旅游業(yè)發(fā)展?jié)摿τ邢?，效益太低。但如果能將油菜觀花旅游與榨油食用、餅粕飼用結(jié)合起來，通過油菜生產(chǎn)品種精巧布局，將不同花色優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)品種有意識(shí)形成生態(tài)景觀搭配種植，實(shí)現(xiàn)一、三產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，在不降低經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的同時(shí)，美化鄉(xiāng)村旅游觀光環(huán)境，現(xiàn)實(shí)意義重大，產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用前景廣闊。

將油菜彩花性狀與雜種優(yōu)勢(shì)利用相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)彩花、品質(zhì)、產(chǎn)量及抗性同步改良和綜合增效，契合油菜多功能利用和多元化開發(fā)的產(chǎn)業(yè)需求。如果能培育出世界首創(chuàng)的彩花優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)突破性油菜雜交種，并對(duì)其開展配套技術(shù)和景觀搭配技術(shù)研究，對(duì)產(chǎn)業(yè)興旺和鄉(xiāng)村振興的促進(jìn)意義重大。