高亞麻酸蘿卜胞質(zhì)雜交油菜新品種油研 712的選育

陳俊錕， 曾章麗， 高志宏， 余順波,2， 戴祥來， 陳大倫*

(1.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 油菜研究所， 貴州 貴陽 550018； 2.貴州油研純香生態(tài)糧油科技有限公司， 貴州 思南 565109)

0 引言

【研究意義】亞麻酸攝入不足是心腦血管疾病等慢性病發(fā)病率上升的主要原因之一，我國居民膳食中亞麻酸攝入嚴(yán)重不足，已成為當(dāng)前我國居民的“營養(yǎng)短板”，而通過改善食用油的脂肪酸構(gòu)成來補(bǔ)充亞麻酸是一條可行途徑[1]。菜籽油是我國居民的主要食用油源，其脂肪酸組成比較平衡，特別是飽和脂肪酸含量低，油酸含量較高，還含有一定量的亞油酸和亞麻酸，維生素E和植物甾醇含量也較豐富，有利于人體健康，是食用植物油中的優(yōu)質(zhì)油品[2-5]。近年來，“脫皮低溫冷榨”“真空或充氮包裝”技術(shù)的應(yīng)用[6]，解決了菜籽油中亞麻酸因氧化等造成酸敗變質(zhì)的問題，為保護(hù)菜籽油的亞麻酸成分提供了技術(shù)基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，篩選高亞麻酸的油菜品種，為生產(chǎn)高亞麻酸菜籽油提供優(yōu)質(zhì)原料，能更好滿足廣大人民群眾對優(yōu)質(zhì)健康(保健功能)食用油的需求，對提高國民健康水平具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】2016年李殿榮等[1-2]提出高亞麻酸育種的概念，并提出將亞麻酸提高到15%以上的目標(biāo)[2]，將會使我國居民攝入亞油酸/亞麻酸的比例從目前的20︰1的不良比例，趨向世界衛(wèi)生組織(WHO)提出的4︰1的正常范圍[7-8]，更接近2︰1到1︰1，即(n-6)/(n-3)脂肪酸的人體健康目標(biāo)比例[9]。【研究切入點(diǎn)】我國油菜種植中占主導(dǎo)地位的甘藍(lán)型油菜起源于歐洲，屬外來種，在我國沒有野生種和近緣種，遺傳背景狹窄，遺傳多樣性不高。同時，隨著油菜育種水平的提高，大量品種的淘汰與篩選導(dǎo)致近親繁殖現(xiàn)象明顯，種質(zhì)資源日趨同質(zhì)化，致使可供高亞麻酸油菜育種選擇的種質(zhì)較少[5]，需開展進(jìn)一步的選育研究?！緮M解決的關(guān)鍵問題】通過蘿卜胞質(zhì)不育雜種優(yōu)勢利用途徑，將不同遺傳背景的高亞麻酸材料分別育成蘿卜胞質(zhì)不育系及恢復(fù)系，以此進(jìn)一步選育出高亞麻酸且生產(chǎn)性能較好的雜交油菜品種，為生產(chǎn)高亞麻酸食用油提供優(yōu)質(zhì)原料，更好滿足廣大人民群眾對優(yōu)質(zhì)健康(保健功能)食用油的需求。

1 親本材料與選育過程

1.1 親本材料

1.1.1 高亞麻酸親本 對貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院油菜研究所3 500余份油菜種質(zhì)資源采用近紅外光譜分析技術(shù)(NIR)[10]及化學(xué)分析法[11]分析篩選到埃甘5771R和白甘5602R高亞油酸亞麻酸品種資源。其中，埃甘5771R的亞油酸、亞麻酸含量分別為25.7%、15.9%，白甘5602R的亞油酸、亞麻酸含量分別為26.5%、15.7%。埃甘5771R在低溫時有心葉缺綠，生長勢及豐產(chǎn)性差，不宜直接應(yīng)用；白甘5602表現(xiàn)為葉色淺、營養(yǎng)生長強(qiáng)、易倒伏，豐產(chǎn)性差，也不宜直接應(yīng)用。

1.1.2 蘿卜胞質(zhì)不育系材料 蘿卜胞質(zhì)不育系的優(yōu)點(diǎn)是育性穩(wěn)定、轉(zhuǎn)育速度快，能快速育成與保持系一致的不育系。利用2005年貴州大學(xué)農(nóng)學(xué)院林樹春老師贈送心葉不缺綠類型蘿卜胞質(zhì)白菜不育系，將油菜油研10號的父本942與該蘿卜胞質(zhì)不育系連續(xù)回交育成蘿卜胞質(zhì)不育類型的甘藍(lán)型油菜不育系11A。

1.1.3 蘿卜胞質(zhì)不育恢復(fù)系材料 利用云油雜12號[12](為蘿卜細(xì)胞質(zhì)不育系雜交油菜種)后代可育株作母本與作者自育的常規(guī)油菜優(yōu)良品系11R雜交，并連續(xù)2次回交、自交，于2014年育成全恢的蘿卜胞質(zhì)油菜恢復(fù)系11R。

1.2 選育過程

1.2.1 蘿卜胞質(zhì)雄性不育系5771A選育 2014年春在貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院油菜研究所思南縣塘頭基地，利用蘿卜胞質(zhì)類型油菜不育系11A與高亞麻酸的埃甘5771R雜交并連續(xù)回交，于2017年育成高亞麻酸的蘿卜胞質(zhì)不育系5771A。選育系譜見圖1。

注：F為可育株，S為不育株。下同。

1.2.2 蘿卜胞質(zhì)雄性不育恢復(fù)系5602R選育 2013年春在貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院油菜研究所思南縣塘頭基地，利用蘿卜胞質(zhì)恢復(fù)系11R(細(xì)胞質(zhì)為蘿卜胞質(zhì)不育)作母本與高亞麻酸的白甘5602R雜交，并連續(xù)選擇可育株與白甘5602R回交，再經(jīng)過兩代自交，選擇無不育株分離的優(yōu)良株系即為蘿卜胞質(zhì)不育恢復(fù)系，于2017年育成蘿卜胞質(zhì)油菜恢復(fù)系5602R。選育系譜見圖2。

圖2 高亞麻酸蘿卜胞質(zhì)恢復(fù)系5602R的選育系譜

1.2.3 蘿卜胞質(zhì)交雜油菜品種油研712選育 2017年在貴州威寧油菜夏繁基地，以高亞麻酸的蘿卜胞質(zhì)不育系5771A為母本、恢復(fù)系5602R為父本，配制成高亞麻酸的蘿卜胞質(zhì)雜交油菜新組合。于2017秋在塘頭基地參加組合觀察試驗，表現(xiàn)優(yōu)良；經(jīng)2018—2019年品種鑒定試驗，認(rèn)為其品質(zhì)優(yōu)、產(chǎn)量高，暫定名為油研712(選育系譜見圖3)，供貴州油研純香生態(tài)糧油科技有限公司作為產(chǎn)業(yè)化訂單品種。

圖3 油研712的選育系譜

2 親本和雜交種的產(chǎn)量表現(xiàn)及特征特性

2.1 親本

2.1.1 不育系5771A 5771A為全不育系，在2018年品比試驗(地點(diǎn)為思南塘頭基地、3次重復(fù)、小區(qū)面積7.5 m2)中，平均產(chǎn)量為158.6 kg/667m2，株高為187.4 cm，一次有效分枝數(shù)5.5個，單株有效角果數(shù)為198.5個，每角粒數(shù)為20.8粒，千粒重4.3 g，單株產(chǎn)量為17.2 g。套袋自交的品質(zhì)及脂肪酸組成為硫甙21.6 μmol/g·餅、芥酸0.5%、飽和脂肪酸7.1%、油酸50.9%、亞油酸25.7%、亞麻酸15.8%。脂肪酸組成與埃甘5771R相近，保持了高亞麻酸特性。

2.1.2 恢復(fù)系5602R 5602R為全可育系，與蘿卜胞質(zhì)不育系測配為全恢復(fù)系，恢復(fù)性良好，在2018年品比試驗(地點(diǎn)為思南基地、3次重復(fù)、小區(qū)面積7.5 m2)，平均產(chǎn)量為161.6 kg/667m2，株高為177.9 cm，一次有效分枝數(shù)5.3個，單株有效角果數(shù)為181.3個，每角粒數(shù)為18.7粒，千粒重3.8 g，單株產(chǎn)量為15.5 g。套袋自交的品質(zhì)及脂肪酸組成為硫甙38.3 μmol/g·餅、芥酸0.1%、飽和脂肪酸7.3%、油酸51.4%、亞油酸25.9%、亞麻酸15.3%。

2.2 雜交種油研712

油研712在2018—2019年的新組合鑒定試驗中(試驗地點(diǎn)為思南、遵義、開陽、安順)，平均產(chǎn)量為194.14 kg/667m2。經(jīng)貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院油菜研究所應(yīng)用近紅外儀對該組合商品籽混合樣進(jìn)行品質(zhì)分析檢測，其芥酸、硫甙、含油量、籽粒蛋白質(zhì)的平均含量分別為0.9%、36.7 μmol/g、43.9%、23.8%。該組合在本年度試驗的平均生育期為211.7 d，平均株高為185.7 cm，一次有效分枝數(shù)5.9個，單株有效角果數(shù)為238.5個，每角粒數(shù)為19.8粒，千粒重4.2 g，單株產(chǎn)量為20.2 g。品比試驗套袋樣品的品質(zhì)及脂肪酸組成為硫甙37.5 μmol/g·餅、芥酸0.3%、飽和脂肪酸6.8%、油酸51.3%、亞油酸25.4%、亞麻酸16.2%。

3 結(jié)語

通過對貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院油菜研究所3 500余份現(xiàn)有油菜種質(zhì)資源的品質(zhì)分析，篩選獲得2份不同來源的高亞麻酸品種資源，為選育高亞麻酸油菜品種提供了一定的材料基礎(chǔ)。依托蘿卜胞質(zhì)不育類型雜種優(yōu)勢利用途徑快速育成相應(yīng)的不育系及恢復(fù)系，并成功配制高亞麻酸的雜交油菜品種，為開發(fā)保健功能食用油打下了堅實的品種基礎(chǔ)。蘿卜胞質(zhì)雜種優(yōu)勢利用途徑的優(yōu)點(diǎn)在于選育不育系非常容易，幾乎所有的常規(guī)品種(系)都是其保持系，在本研究的不育系選育過程中，能快速將埃甘5771的高亞麻酸性狀轉(zhuǎn)育到不育系中；而恢復(fù)系的快速轉(zhuǎn)育方法，則可用蘿卜胞質(zhì)恢復(fù)材料為母本與任何品種(系)雜交并連續(xù)選擇可育株與目標(biāo)親本回交、最后自交，選擇沒有不育株分離的優(yōu)良株系均為蘿卜胞質(zhì)恢復(fù)系，同樣實現(xiàn)快速將白甘5602R的高亞麻酸性狀轉(zhuǎn)育到恢復(fù)系中。育成的蘿卜胞質(zhì)不育系、恢復(fù)系及雜交種，其油酸、亞油酸、亞麻酸均穩(wěn)定在50%、25%、15%左右，脂肪酸組成符合《中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量(2013版)》的脂肪酸組成比例；同時雜交種油研712的豐產(chǎn)性較好，可進(jìn)一步開展種植和加工試驗，推進(jìn)其在高亞麻酸菜籽油生產(chǎn)中的應(yīng)用。