雙低高油分矮桿甘藍(lán)型油菜材料H 538 R的選育

韓宏仕， 張敏琴， 高志宏， 伍林濤， 雷紹林， 向 陽(yáng)， 喻時(shí)周， 張星星， 梁龍兵

(貴州省油菜研究所， 貴陽(yáng) 550008)

我國(guó)是油菜種植大國(guó)，在《國(guó)家糧食安全中長(zhǎng)期規(guī)劃綱要》中提出了到2020年保障我國(guó)食用植物油的自給率不低于40%的目標(biāo)，而據(jù)國(guó)家糧油信息中心數(shù)據(jù)顯示，2014—2015年度我國(guó)食用油自給率僅為34.2%，相比上一年度下降了2.6個(gè)百分點(diǎn)，差距越來(lái)越大，保障食用油供給安全任務(wù)日益緊迫。所以發(fā)展油菜生產(chǎn)是有效緩解我國(guó)食用油安全危機(jī)主要途徑之一[1]。隨著雜種優(yōu)勢(shì)的利用，油菜植株的株高不斷增高，對(duì)油菜的抗倒性帶來(lái)挑戰(zhàn)。Islam和Evans研究發(fā)現(xiàn)，甘藍(lán)型油菜倒伏導(dǎo)致每果粒數(shù)下降17.5%，種子產(chǎn)量下降了16.2%[2]。水稻和小麥的矮化育種帶來(lái)了巨大成功，但在油菜育種應(yīng)用上，長(zhǎng)期以來(lái)一直以追求高產(chǎn)為目標(biāo)，通過(guò)不斷改良油菜“架子”等途徑來(lái)獲得高產(chǎn)，在矮稈油菜研究與應(yīng)用方面探索較少。從油菜矮源基因的發(fā)掘與應(yīng)用來(lái)看，主要有自然突變、遠(yuǎn)緣雜交、化學(xué)誘變、太空誘變等幾種方式[3]。當(dāng)前我國(guó)農(nóng)村勞動(dòng)力少，油菜種植比較效益較低，機(jī)械化輕簡(jiǎn)化的栽培將成為必然趨勢(shì)，矮稈油菜更適于機(jī)械化收獲。本研究利用小孢子培養(yǎng)輔助技術(shù)，成功選育成了矮桿高油分甘藍(lán)型油菜材料H 538 R，本文對(duì)該材料的育種過(guò)程及其特征特性進(jìn)行介紹，以期為同行提供育種思路等方面的參考。

1 選 育

1.1 選育材料

材料為隱性上位互作核不育三系組合15538，該材料株高203 cm，一次分枝高69 cm。品質(zhì)性狀為芥酸含量0.23%，硫苷含量26.98μmol·g-1(餅)，含油量42.36%，種子蛋白質(zhì)含量26.57%。

1.2 選育方法

主要通過(guò)小孢子培養(yǎng)技術(shù)輔助育種，對(duì)分離材料開(kāi)展株高、品質(zhì)等性狀綜合系統(tǒng)選擇。

1.3 選育過(guò)程

1.3.1小孢子培養(yǎng)

2014年2月，氣溫達(dá)到5～15 ℃的情況下，在株行編號(hào)為15538(隱性上位互作核不育三系組合)的株行里選擇生長(zhǎng)旺盛、健壯、無(wú)病蟲(chóng)害、主花序開(kāi)花前3 d或開(kāi)花5～10朵、側(cè)枝開(kāi)花1～5朵的植株作試驗(yàn)材料，單株選取單核靠邊期至雙核早期的花蕾作小孢子培養(yǎng)材料，10%～12%次氯酸鈉滅菌，B 5液體培養(yǎng)液抽提花粉，NLN-16液體培養(yǎng)基32 ℃暗培養(yǎng)24 h加倍，加倍后未污染花粉換NLN-13液體培養(yǎng)基25 ℃暗培養(yǎng)10 d至有肉眼可見(jiàn)的顆粒狀胚形成，移至50 r·min-1搖床上繼續(xù)暗培養(yǎng)，搖床培養(yǎng)10～15 d后，將獲得的子葉型胚、魚(yú)雷型胚轉(zhuǎn)固體MS培養(yǎng)基進(jìn)行植株再生誘導(dǎo)，再生植株于5月份移栽于威寧，進(jìn)行花期倍性鑒定，對(duì)加倍成功的可育株直接套袋自交收獲種子。

1.3.2系統(tǒng)選擇

2015年9月，在貴州省油菜研究所開(kāi)陽(yáng)禾豐育種基地，將收獲的小孢子培養(yǎng)獲得的種子全部育苗，分別種植成小區(qū)，共16個(gè)小區(qū)，小區(qū)植株數(shù)為62～216株。在初花期調(diào)查材料性狀時(shí)，發(fā)現(xiàn)16個(gè)小區(qū)中均有部分植株株高明顯較矮，株高為112～136 cm，分別套袋自交，同時(shí)選擇綜合性狀較好的5株較高單株套袋自交。共收獲矮桿植株單株27株。

2016年5月，將收獲的27株矮桿植株和5株較高植株種子到貴州省威寧縣夏繁，種植成株行，在角果期進(jìn)行調(diào)查材料株高性狀，發(fā)現(xiàn)矮稈植株種子株行均為矮稈性狀，高稈植株種子株行均為高稈性狀。在矮稈株行選擇綜合性狀較好的單株套袋自交。共收獲62個(gè)矮稈單株，按單株分別收獲脫粒。

2016年9月，在我所貴州省長(zhǎng)順縣育種基地，將夏繁所收獲的單株按株行種植，每個(gè)單株種植2行。2018年春進(jìn)行觀察，全部株行仍為矮稈性狀，選擇綜合性狀較好的單株套袋自交，按單株分別收獲脫粒，對(duì)種子進(jìn)行品質(zhì)分析。

2017年9月，篩選5個(gè)品質(zhì)性狀較好夏收種子育苗移栽成小區(qū)，每小區(qū)栽10行，每行栽10株，共栽100株，分別編號(hào)為H 538 R-1、H 538 R-2、H 538 R-3、H 538 R-4、H 538 R-5。在角果期和成熟期進(jìn)行考種，并繼續(xù)選擇綜合性狀較好的單株套袋自交，按單株分別收獲脫粒，對(duì)種子進(jìn)行品質(zhì)分析。

2 特征特性

2.1 植株性狀

2018年4月， 在5個(gè)小區(qū)中，每小區(qū)從第5行和第6行的第3株開(kāi)始取，各取5株，進(jìn)行株高、一次分枝高度、一次有效分枝數(shù)、二次有效分枝數(shù)、單株有效角數(shù)等性狀進(jìn)行考種，取平均值，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 H 538 R植株性狀考種情況

材料株高/cm 一次分枝高度/cm一次有效分枝數(shù)/個(gè)二次有效分枝數(shù)/個(gè)單株有效角數(shù)/個(gè)H538R-113522134468H538R-213218126447H538R-313724135436H538R-413320134459H538R-513521125443平均1342112.64.8450.6

從表1可以看出，H 538 R植株較矮，單株間變幅不大，材料一致性較好，一次分枝位較低，一次有效分枝個(gè)數(shù)較多，二次分枝個(gè)數(shù)較少，單株有效角果數(shù)中等。同時(shí)，H 538 R莖稈較硬、分枝較綿，根系較為發(fā)達(dá)。

2.2 籽粒性狀

2018年8月，對(duì)夏收的5個(gè)小區(qū)單株種子進(jìn)行千粒重考種和品質(zhì)分析，千粒重隨機(jī)取20個(gè)樣、品質(zhì)分析66份，取平均值。結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 H 538 R籽粒性狀

性狀變幅平均千粒重/g4.52～4.854.73芥酸/%0.42～0.740.65硫苷/(μmol·g-1)22.7～29.925.3含油量/%42.4～51.648.5蛋白質(zhì)含量/%18.5～29.624.3含油量+蛋白質(zhì)含量/%71.9～73.272.8

H 538 R籽粒圓滑豐滿、呈黃褐色。從表2可以看到，該材料千粒重較高，品質(zhì)雙低，含油量和蛋白質(zhì)含量變幅較大，但含油量+含蛋白質(zhì)含量總和較為穩(wěn)定。

3 討 論

3.1本研究表明，通過(guò)小孢子培養(yǎng)輔助技術(shù)可以選育出穩(wěn)定的雙低高油分矮桿油菜材料。但在小孢子培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用中，對(duì)材料的選擇似乎比較挑剔，花蕾取樣的時(shí)期、環(huán)境要求較高，加倍效果也不是很理想。需要多次、大量取樣實(shí)驗(yàn)。

3.2本研究?jī)H是從材料選育角度取得了一定進(jìn)展、選育思路上有一定突破，但還需要開(kāi)展遺傳規(guī)律及組合測(cè)配等研究，以提升材料的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

3.3矮稈油菜育種是基于解決油菜抗倒性和適于機(jī)械收獲的一種探索，具體育種實(shí)踐中，還需要挖掘矮稈與高產(chǎn)、矮稈與品質(zhì)、矮稈與抗性等方面的協(xié)調(diào)問(wèn)題，最終實(shí)現(xiàn)減少勞動(dòng)力投入、提高油菜實(shí)際收獲產(chǎn)量，才會(huì)增加收益，提高油菜種植的積極性的目標(biāo)，保障我國(guó)的食用油安全。