紫菜薹新種質(zhì)的創(chuàng)制及其比較試驗(yàn)*

朱紅芳 李曉鋒 奚丹丹 高 璐 沈海斌 朱玉英

（上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，上海市設(shè)施園藝技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 奉賢 201106）

紫菜薹（Brassica campestrisL.ssp.chinensis var.utilis Tsenet Lee.），又名紅菜薹，為十字花科蔬菜作物，原產(chǎn)于我國，主要分布在湘、鄂、川等長江流域[1]。紫菜薹口感甜脆，富含花青素，營養(yǎng)豐富，且具有保健功效，深受廣大消費(fèi)者喜愛。隨著市場流通的快速發(fā)展和種質(zhì)的引進(jìn)，近年來紫菜薹在江浙滬地區(qū)越來越受到種植戶和消費(fèi)者的歡迎[2]。目前市場上紫菜薹品種的花薹外表皮、葉脈為紫色，葉柄略帶紫色，葉片仍為綠色，其花青素含量不高，急需創(chuàng)制全株紫色、富含花青素的優(yōu)質(zhì)新種質(zhì)服務(wù)于高品質(zhì)菜薹的育種研究。

種質(zhì)創(chuàng)新可為育種工作提供不同育種方向的良好素材，即將具有某種特異基因的材料應(yīng)用于蔬菜優(yōu)異基因的轉(zhuǎn)育[3]。種間或者亞種間進(jìn)行雜交創(chuàng)制出優(yōu)異的種質(zhì)資源，能為育種提供更豐富的育種材料。為得到優(yōu)質(zhì)的紫菜薹新種質(zhì)，為培育紫葉紫菜薹新品種提供優(yōu)質(zhì)的種質(zhì)資源和理論基礎(chǔ)，我們將紫色的不結(jié)球白菜與普通紫菜薹進(jìn)行雜交，分離純化后創(chuàng)制出全株紫色的紫菜薹種質(zhì)資源，并將其與普通紫菜薹和紫色不結(jié)球白菜進(jìn)行了比較試驗(yàn)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

紫色不結(jié)球白菜為多年純化的高代自交系，編號為13-134；普通紫菜薹引自武漢地區(qū)的常規(guī)品種，編號為Q63-2；創(chuàng)制的紫葉紫菜薹材料編號為19-78。

圖1 紫菜薹新種質(zhì)創(chuàng)制過程

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 紫菜薹新種質(zhì)創(chuàng)制過程

2013年用紫菜薹種質(zhì)資源（Q63-2）和課題組自有的高代純合紫色不結(jié)球白菜（13-134）進(jìn)行雜交，獲得F1代植株群體；在F1代群體中選擇葉片紫色、形態(tài)特征為菜薹的單株進(jìn)行自交留種，2014年獲得F2代；繼續(xù)將F2代單株進(jìn)行自交分離，篩選紫葉紫菜薹單株作F3代；連續(xù)自交分離6代后，于2019年獲得葉片紫色、性狀穩(wěn)定的紫菜薹單株材料（見圖1）。

1.2.2 比較試驗(yàn)

2019年8月～2020年1月，我們在上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院華漕引種中心進(jìn)行了紫菜薹新種質(zhì)與來源材料紫色不結(jié)球白菜和普通紫菜薹主要農(nóng)藝性狀的對比試驗(yàn)。選取每個(gè)材料籽粒飽滿的種子，播于105孔穴盤中，播后25 d定植于露地。每個(gè)材料種植3個(gè)小區(qū)（3次重復(fù)），小區(qū)面積4.8 m2，隨機(jī)區(qū)組排列。每小區(qū)10行，每行種植4株，株行距均為0.4 m，田間管理措施按常規(guī)。

1.3 調(diào)查統(tǒng)計(jì)方法

2019年12月初，觀察和記載紫菜薹新種質(zhì)、普通紫菜薹和紫色不結(jié)球白菜的葉片顏色，成熟期，中心花薹的高度、粗細(xì)、顏色、重量、有無蠟粉、分蘗側(cè)薹數(shù)目等；用手持葉綠素儀SPAD-Plus和植物花青素（ANTH）酶聯(lián)免疫分析法測定葉片的葉綠素和花青素含量，試劑盒購于酶聯(lián)生物科技有限公司；采收時(shí)測定小區(qū)產(chǎn)量，試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel軟件制作圖表。

采用液質(zhì)聯(lián)用的方法測定天竺葵素-3-氯化葡萄糖苷、矢車菊素-3-槐糖苷和飛燕草含量。液相色譜儀器為島津UPLC，質(zhì)譜為AB API4000 LC/MS/MS，色譜柱為AgilentPoroshell 120EC-C18（4.6 mm×50 mm，2.7 μm），預(yù)柱為Agilent infinitylab Poroshell 120EC-C18（4.6 mm × 5 mm，2.7 μm）。（1）標(biāo)準(zhǔn)品母液制備：精確稱取一定量的標(biāo)準(zhǔn)品，加甲醇溶解定容制成濃度為10 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)品母液，然后用甲酸甲醇溶液逐級稀釋至所需濃度，并存放于-20℃冰箱，保存7 d。（2）樣本待測液制備：精確稱取樣本0.5000 g，加入1%鹽酸甲醇溶液2 mL，4℃避光勻漿1 min，靜置12 h后過濾，濾渣用鹽酸甲醇溶液2 mL超聲振蕩提取30 min，重復(fù)2次，過濾，洗滌濾渣至無色，合并3次上清液，將其真空干燥后用0.1%甲酸甲醇溶液復(fù)溶，過0.22 μm濾膜待測。色譜分離條件為柱溫40°C、流速0.40 mL/min，A相為0.6%甲酸甲醇，B相為乙腈，Post Time為10 min，進(jìn)樣量為10 μL，洗脫方式為等度。MS條件為氣簾氣35 arb、碰撞氣7 arb、離子噴霧電壓正離子模式+5500V、離子源溫度450℃、離子源氣體1 40 arb、離子源氣體2 50 arb。

1.4 抗病性鑒定

定植后20 d，調(diào)查紫菜薹新種質(zhì)霜霉病、病毒病、軟腐病的發(fā)生情況。每小區(qū)隨機(jī)調(diào)查50株，3次重復(fù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 紫菜薹新種質(zhì)的葉片性狀

定植后15 d，調(diào)查各參試材料的葉片性狀。如圖2所示，與其種質(zhì)來源相比，紫菜薹新種質(zhì)（19-78）葉片的形態(tài)學(xué)特性發(fā)生了變化。普通紫菜薹（Q63-2）的葉片為卵形鮮綠色，葉脈為紫色，葉片比紫菜薹新種質(zhì)（19-78）寬，且?guī)в腥~耳；紫色不結(jié)球白菜（13-134）的葉片為橢圓形全紫色，葉脈為白綠色；紫菜薹新種質(zhì)（19-78）的葉片為卵形深紫色，葉脈淺紫色。

圖2 紫菜薹新種質(zhì)及其來源材料的葉片性狀

2.2 紫菜薹新種質(zhì)及其來源材料的花青素含量

紫菜薹新種質(zhì)及其來源材料的花青素含量見表1。

由表1可知，紫菜薹新種質(zhì)（19-78）葉綠素SPAD值為32.11，略低于普通紫菜薹（Q63-2）和紫色不結(jié)球白菜（13-134），但其花青素含量是普通紫菜薹（Q63-2）的2.04倍，較紫色不結(jié)球白菜（13-134）高26.97%。天竺葵素-3-氯化葡萄糖苷、矢車菊素-3-槐糖苷和飛燕草是構(gòu)成花青素的主要成分，其中紫菜薹新種質(zhì)（19-78）的天竺葵素-3-氯化葡萄糖苷含量較普通紫菜薹（Q63-2）低36.47%、較紫色不結(jié)球白菜（13-134）高45.95%，矢車菊素-3-槐糖苷含量介于普通紫菜薹（Q63-2）和紫色不結(jié)球白菜（13-134）之間、飛燕草含量分別較普通紫菜薹（Q63-2）和紫色不結(jié)球白菜（13-134）高85.62%和50.04%。

表1 各參試材料的葉綠素和花青素含量

2.3 紫菜薹新種質(zhì)的花薹性狀

紫菜薹新種質(zhì)的花薹性狀見表2。

表2 各參試材料的花薹性狀

由表2可知，紫菜薹新種質(zhì)（19-78）從播種到主花薹長成需93 d，多于普通紫菜薹（Q63-2），少于紫色不結(jié)球白菜（13-134），屬中晚熟類型；紫菜薹新種質(zhì)（19-78）主薹薹高、薹粗、單薹重和小區(qū)產(chǎn)量分別為35.34 cm、1.24 cm、30.1 g、12.35 kg，均略高或大于普通紫菜薹（Q63-2），分蘗數(shù)較普通紫菜薹（Q63-2）略少，菜薹顏色與普通紫菜薹（Q63-2）一樣為紫色；紫菜薹新種質(zhì)（19-78）的菜薹與紫色不結(jié)球白菜（13-134）一樣有少量蠟粉，普通紫菜薹（Q63-2）無蠟粉。由于紫色不結(jié)球白菜（13-134）沒有分蘗，只有在外界因素作用下才能在主薹上分枝，因此其主薹高于普通紫菜薹（Q63-2）和紫菜薹新種質(zhì)（19-78），且薹葉較粗，且進(jìn)入生殖生長期后花青素運(yùn)輸受阻，致薹色呈綠色。

2.4 紫菜薹新種質(zhì)的抗病性

紫菜薹新種質(zhì)的抗病性見表3。

表3 各參試材料的抗病性

由表3可知，紫菜薹新種質(zhì)（19-78）的霜霉病病情指數(shù)為7.76，較普通紫菜薹（Q63-2）低9.45%，較紫色不結(jié)球白菜（13-134）高24.96%；其病毒病病情指數(shù)為5.34，較普通紫菜薹（Q63-2）低19.46%，較紫色不結(jié)球白菜（13-134）高29.61%；其軟腐病病情指數(shù)為6.03，分別較普通紫菜薹（Q63-2）和紫色不結(jié)球白菜（13-134）高15.52%和3.25%。

3 小結(jié)與結(jié)論

種質(zhì)資源的收集、評價(jià)、利用和創(chuàng)新是育種工作的根本，利用種質(zhì)資源的特點(diǎn)和育種技術(shù)，創(chuàng)制新的種質(zhì)資源是育種專家的工作目標(biāo)之一[4]。本研究利用普通綠葉紫菜薹和紫葉不結(jié)球白菜進(jìn)行雜交，通過自交分離創(chuàng)制新的紫菜薹種質(zhì)資源，獲得了優(yōu)良的紫葉紫菜薹。試驗(yàn)結(jié)果表明，紫菜薹新種質(zhì)的花青素含量高于普通菜薹和紫色不結(jié)球白菜，營養(yǎng)價(jià)值得到進(jìn)一步提高；雖然其熟性略晚于普通綠葉紫菜薹，但花薹性狀優(yōu)良，產(chǎn)量較高，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。利用紫菜薹新種質(zhì)配制雜交組合，可選育出紫葉紫菜薹新品種，不僅能豐富白菜類蔬菜和菜薹種類，還能提高菜薹的營養(yǎng)價(jià)值，紫菜薹新種質(zhì)的創(chuàng)制對紫菜薹育種工作和豐富市民“菜籃子”具有重要意義。