芥藍新品種‘秋寶芥藍’的選育

黎庭耀，李桂花，吳增祥，陳漢才，沈 卓，周 軒，楊 易，張 艷

（1廣東省農(nóng)業(yè)科學院蔬菜研究所，廣州 510640；2廣東省蔬菜新技術(shù)研究重點實驗室，廣州 510640）

0 引言

芥藍(Brassica alboglabra)又名芥蘭、格藍、蓋藍等，起源于中國華南地區(qū)[1-2]，是十字花科蕓薹屬一二年生草本植物，與包菜、西蘭花和花椰菜等同屬甘藍類蔬菜，染色體數(shù)2n=18。芥藍色澤翠綠、質(zhì)地脆嫩、清甜爽口，大多數(shù)品種以菜薹和葉為食用器官。芥藍的營養(yǎng)價值豐富，除富含維生素C、K、Ca，還含有多種重要的生物活性成分，如芥藍葉片和花薹含有豐富的脂肪族和吲哚族硫代葡萄糖苷，其降解產(chǎn)物具有防癌和抗癌作用[3-4]。芥藍主要種植于中國南方的廣東、廣西、福建、海南和臺灣等國家和地區(qū)。廣東省作為主產(chǎn)區(qū)，全年均有栽培，年栽培面積超過10000 hm2[5]，產(chǎn)品出口日本、東南亞和歐美等國家和地區(qū)。目前，芥藍作為地方特色蔬菜已在全國各地廣泛引種和種植。

早期國內(nèi)芥藍品種以農(nóng)家種和地方品種為主，包括‘紅腳芥藍’、‘荷塘芥藍’、‘香菇芥藍’和‘中花芥藍’等[6]。2007 年，從日本引進的芥藍雜交種‘綠寶芥藍’和‘順寶芥藍’，以較好的商品一致性和品質(zhì)在國內(nèi)大受歡迎。而近些年，國內(nèi)科研院所利用自交不親和系和雄性不育系相繼育成‘夏翠芥藍’[7]、‘秋盛芥藍’[8]和‘金綠芥藍’[9]等多個芥藍雜交品種。全國入庫保存的芥藍種質(zhì)資源有90 份[10]，李桂花等[11]利用SRAP 標記對56份芥藍種質(zhì)資源的遺傳多樣性進行分析，發(fā)現(xiàn)材料間遺傳相似系數(shù)為0.524～0.884，在相似系數(shù)為0.66時，可將56份芥藍資源分為6類。相對于其他作物豐富的遺傳背景而言，芥藍種質(zhì)間的遺傳基礎比較狹窄。因此，在芥藍育種中應進一步拓寬育種的遺傳資源多樣性，使品種的適應性更為廣泛、商品性狀更加符合生產(chǎn)的需要。

利用自交不親和系作母本進行雜交種生產(chǎn)時，母本繁殖需借助人工蕾期授粉，費用較高，種子產(chǎn)量低[12]。利用遠緣雜交和近緣種胞質(zhì)轉(zhuǎn)育等方法獲得的雄性不育系，可以充分挖掘蕓苔屬植物的雜種優(yōu)勢，是未來芥藍雜交種生產(chǎn)的主要方式。為豐富芥藍遺傳資源，提升芥藍雜交育種水平，2004 年廣東省農(nóng)業(yè)科學院蔬菜研究所從美國引進芥藍雄性不育系材料，并將該材料與優(yōu)良自交系Sb06F 等進行連續(xù)多代回交轉(zhuǎn)育，育成穩(wěn)定的胞質(zhì)雄性不育系‘美引-BC8 芥藍’[7]。利用‘美引-BC8 芥藍’與多年收集留種的材料‘荷塘-18 芥藍’進行雜交，配制雜交一代組合‘秋寶芥藍’。2016、2017年秋冬兩季，‘秋寶芥藍’在廣州、深圳等地進行多點試驗。試驗結(jié)果表明，‘秋寶芥藍’在產(chǎn)量、品質(zhì)和商品外觀等方面較對照‘順寶芥藍’優(yōu)勢明顯。2019 年8 月，‘秋寶芥藍’通過廣東省農(nóng)作物品種審定委員會審定和定名。

1 材料與方法

1.1 父本來源及選育

2008年，廣東省農(nóng)業(yè)科學院蔬菜研究所葉菜豆類研究室在廣東惠州農(nóng)興菜場收集到‘荷塘芥藍’自留種農(nóng)家材料。該材料表現(xiàn)遲熟，白花，播后約55 d 可采收，葉色綠，葉片近圓形，株型直立、美觀，株高33 cm，株幅35 cm，葉片長橢圓形，葉長16 cm，葉寬15 cm，薹高18 cm，田間表現(xiàn)具有較強的抗病性和抗逆性。2009—2014 年通過在國內(nèi)南方和北方多代自交套袋純化，獲得穩(wěn)定的自交系，并選定‘荷塘-18芥藍’為‘秋寶芥藍’的父本來源。

1.2 母本來源及選育

2004年，廣東省農(nóng)業(yè)科學院蔬菜研究所葉菜豆類研究室從美國引進芥藍細胞質(zhì)雄性不育系，并收集全國各地的芥藍種質(zhì)資源和雄性不育資源。通過系譜選育的方式開展品種或材料間的比較篩選試驗，選育出多個類型不同的優(yōu)良自交系。利用優(yōu)良自交系‘Sb06F’、‘Lb07F’與雄性不育系進行多世代回交轉(zhuǎn)育，其中美引芥藍胞質(zhì)雄性不育系與‘Lb07F’回交轉(zhuǎn)育得到的后代種莢形成變態(tài)葉、結(jié)莢量較少，而與‘Sb06F’進行回交轉(zhuǎn)育后，結(jié)莢正常，種子量較多。因此，選擇‘Sb06F’自交系材料在國內(nèi)南方和北方繼續(xù)進行加代轉(zhuǎn)育，直至獲得回交第8 代材料，其性狀與‘Sb06F’完全相同。經(jīng)過多代回交轉(zhuǎn)育、定向選擇，最終獲得不育性徹底、穩(wěn)定性良好且優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)的胞質(zhì)雄性不育系材料，命名為‘美引-BC8芥藍’?！酪?BC8芥藍’株型直立，株高25 cm，株幅23 cm，葉片近圓形，葉長13.5 cm，葉寬11.3 cm，葉色深綠色，主薹高16 cm，薹色為綠色，主薹粗1.9 cm，薹重99 g，株型美觀，并且田間表現(xiàn)抗病性、抗逆性強。因此，選擇其作為‘秋寶芥藍’的母本來源。

1.3 組合配制

2008—2010 年，先后從廣東省惠州博羅菜場、潮州、揭陽、澄海、泰國等地征集和引進50 多份芥藍材料，并開展田間鑒定。2013 年，將13 份表現(xiàn)較好的優(yōu)良材料作為父本分別與‘美引-BC8芥藍’雜交，并進行配合力測定和多次品種比較試驗。通過綜合測評發(fā)現(xiàn)，以‘順寶芥藍’作為對照，‘美引-BC8芥藍’ב荷塘-18芥藍’雜交種表現(xiàn)中熟、抗性強、產(chǎn)量高、株型美觀，于2016年將其命名為‘秋寶芥藍’。

1.4 品種比較試驗

2015年秋季，在廣東省農(nóng)業(yè)科學院白云基地開展芥藍品種比較試驗，并以日本芥藍雜交種‘順寶芥藍’為對照，設3次重復，每小區(qū)面積20 m2，四周設立保護行，進行相同的水肥管理。在適宜商品期，對各芥藍品種的特點、采收期、商品性、產(chǎn)量和抗性等性狀進行調(diào)查。

1.5 區(qū)域試驗

‘秋寶芥藍’于2016 年冬季和2017 秋季參加廣東省芥藍品種多點試驗。試驗點分別設立在廣東省農(nóng)業(yè)科學院蔬菜研究所鐘落譚基地、廣州市農(nóng)業(yè)科學研究院花都基地、廣州市農(nóng)業(yè)科學研究院南沙基地和深圳市農(nóng)業(yè)科技促進中心。各試點均按隨機區(qū)組設計，每小區(qū)試驗面積為20 m2，試驗四周設立保護行。直播或定植前施足基肥，精細整地，其他田間操作和管理按照當?shù)爻Ｒ?guī)生產(chǎn)方法進行。

2 結(jié)果與分析

2.1 品種比較試驗

調(diào)查結(jié)果表明，‘秋寶芥藍’與對照的株高分別是26.1、21.1 cm；‘秋寶芥藍’葉色為深綠色，薹色和對照種均是油綠色；薹高與對照種相當分別是19.8、16.1 cm?！飳毥嫠{’和‘順寶芥藍’均為中熟品種，從播種到初收均為57 d，熟性相當，屬于同一種類型。從產(chǎn)量調(diào)查結(jié)果（表1）看，‘秋寶芥藍’比對照‘順寶芥藍’增產(chǎn)11.9%，增產(chǎn)極顯著?！飳毥嫠{’株型美觀、整齊，商品率高，適應性強，葉片圓形，抗病性強，耐熱、耐澇。

表1 2015年秋季芥藍產(chǎn)量比較

2.2 區(qū)域試驗

2.2.1 產(chǎn)量性狀 從表2、3 方差分析結(jié)果可知，各品種間產(chǎn)量存在極顯著差異。2016年‘秋寶芥藍’冬季產(chǎn)量為9700.1 kg/hm2，比對照‘順寶芥藍’增產(chǎn)9.0%，增產(chǎn)顯著。2017年秋季產(chǎn)量9487.6 kg/hm2，比對照‘順寶芥藍’增產(chǎn)13.0%。因此，‘秋寶芥藍’區(qū)域試驗平均產(chǎn)量為9593.9 kg/hm2，比對照‘順寶芥藍’平均增產(chǎn)11.0%。

表2 2016年冬季多點比較試驗產(chǎn)量

表3 2017年秋季多點比較試驗產(chǎn)量

2.2.2 商品品質(zhì)分析 經(jīng)感觀測定，‘秋寶芥藍’表現(xiàn)外形整齊美觀，食味質(zhì)地爽脆、味道清甜，無渣、纖維少，肉質(zhì)緊實，品質(zhì)優(yōu)。廣州市農(nóng)業(yè)科學研究院蔬菜產(chǎn)品綜合檢測站對參試芥藍產(chǎn)品進行品質(zhì)檢測，表4結(jié)果表明，可溶性固形物和粗纖維含量最高的為‘秋寶芥藍’，分別為6.7、0.93 g/100 g，‘秋寶芥藍’的維生素C含量、可溶性糖含量較高，含量分別為969 mg/kg、1.92 g/100 g，‘秋寶芥藍’和‘順寶芥藍’蛋白質(zhì)含量相同，均為2.8 g/100 g。

表4 供試品種營養(yǎng)成分分析

2.2.3 抗病性和抗逆性 從田間抗性表現(xiàn)可知，‘秋寶芥藍’具有較好的適應性及抗性（表5），其耐熱性、耐澇性，及對病毒病、霜霉病、黑腐病、軟腐病的抗性均表現(xiàn)為強或較強；而‘秋寶芥藍’的耐寒性則與對照相當，表現(xiàn)為中等，適合在廣東省夏秋季節(jié)種植。

表5 供試品種主要性狀及抗性比較

2.3 品種特征特性

植株生長勢較強，中熟，株型半展開，葉色深綠，葉形橢圓，主薹綠色，花冠白色，適合夏秋季種植，播種至始收57 d，延續(xù)采收7 d，主薹平均產(chǎn)量約9593.9 kg/hm2，豐產(chǎn)性較好；品質(zhì)測定較優(yōu)，生長整齊一致，株型直立，株高33.4 cm，株幅31 cm，葉長15.7 cm，葉寬14.3 cm，葉柄長7.1 cm，主薹高14.7 cm，主薹粗1.8 cm，主薹重109 g。感官品質(zhì)優(yōu)，口感爽脆，味清甜；田間表現(xiàn)耐熱、耐澇，耐黑腐病、軟腐病、霜霉病，抗病性強，適宜在廣東及周邊地區(qū)栽培。

2.4 生產(chǎn)示范推廣情況

近幾年，通過在廣東東升農(nóng)場、韶關(guān)田園農(nóng)業(yè)菜場、惠州會達菜場、從化從玉菜場等廣東各大菜場試種，‘秋寶芥藍’表現(xiàn)中熟品種，品質(zhì)優(yōu)，商品性好，葉苔色深綠，苔大小適中，適合出口和內(nèi)銷。因此成為各大菜場出口芥藍的首選品種，種子量供不應求，每年都在擴大種子繁育，加速品種的推廣。以每年推廣1330 hm2、增收6000元/hm2計，每年增加經(jīng)濟效益800萬元，推廣前景非常廣闊。

2.5 栽培要點

秋寶芥藍適宜在廣東及周邊地區(qū)夏秋季節(jié)種植。要求土質(zhì)肥沃，土壤保水性和保濕性強，種植前需充分深耕曬白，做成平畦，畦寬1.5 m左右，高20～30 cm，畦面土壤細碎，呈龜背形[13-14]。同時注意挖深溝利于排水。其中廣州地區(qū)適播期在9月上旬—11月中下旬，用種量約1.5～2.0 kg/hm2。采用穴盤育苗，1穴1株。苗齡20～25 d 即可移栽，定植株行距一般為20 cm×25 cm。苗期充分光照和補充水分，防止幼苗徒長。施肥以基肥為主，一般每公頃均勻施腐熟有機肥30000 kg、復合肥300～450 kg。第1片真葉展開時及時追肥，根據(jù)生長情況每隔3～5 d左右施肥1次，可用30%的人糞尿或復合肥300 kg/hm2與尿素150 kg/hm2混合施用。在生產(chǎn)上常進行輪作，主要病害為霜霉病，同時易受黃曲條跳甲、小菜蛾和菜粉蝶等危害。

一般在菜薹高及葉片的先端，已初花或?qū)⒂谐趸?，即所謂的“齊口花”時為適當?shù)牟墒掌凇２墒諘r切口要平面整齊，菜體保持完整，大小、長短均勻一致。采收后立即進行清潔，包裝。

3 討論

3.1 育種親本選擇對實現(xiàn)育種目標至關(guān)重要

十字花科植物具有較強的雜種優(yōu)勢，其中以細胞質(zhì)雄性不育系為基礎的母本和相應的父本雜交創(chuàng)制雜交種的方式，廣泛應用于大白菜、不結(jié)球白菜、西蘭花和青花菜等蕓苔屬蔬菜育種中[15]。配組雙親的選擇對實現(xiàn)育種目標至關(guān)重要，尤其是具有優(yōu)異性狀的母本對雜交種后代一般具有比較大的貢獻力。雙親之間的遺傳背景差異較大，往往后代雜種優(yōu)勢更強[16]。‘秋寶芥藍’父本來源于農(nóng)家種‘荷塘-18芥藍’，遲熟，商品性好。母本來源于優(yōu)良自交系‘Sb06F’與美國引進的雄性不育系進行胞質(zhì)替換得到的純系‘美引-BC8芥藍’，中熟，株型美觀，抗病和抗逆性強?！飳毥嫠{’表現(xiàn)較強的雜種優(yōu)勢，豐產(chǎn)性好，品質(zhì)優(yōu)，中熟，商品性好，整齊度高，同時抗病和抗逆也較強。江定等[17]同樣利用美國來源的不育源，與‘尖葉芥藍’雜交，選育了芥藍新品種‘金盛芥藍’，也具有產(chǎn)量高、商品性好和抗性強的優(yōu)點。

3.2 品種同質(zhì)化問題亟需種質(zhì)創(chuàng)新

甘藍起源于地中海沿岸地區(qū)，具有豐富的遺傳變異類型，包括羽衣甘藍、抱子甘藍、苤藍、西蘭花和芥藍等。其中芥藍與其他甘藍類蔬菜不同，獨立起源于中國華南地區(qū)[18]。而全國入庫保存的芥藍種質(zhì)資源較少，種質(zhì)資源間的親緣關(guān)系較近，種內(nèi)的遺傳資源變異有限，容易造成有害突變累積和種質(zhì)退化。同時不同種質(zhì)間的雜種優(yōu)勢依然有限，核心親本來源相近，導致品種間出現(xiàn)同質(zhì)化的現(xiàn)象，難以獲得突破性的品種。因此擴大芥藍遺傳資源多樣性是進行種質(zhì)創(chuàng)新和品種升級的基礎。李桂花等[5,8]利用從日本武藏野種苗園引進的‘綠寶芥藍’與本土的農(nóng)家種雜交，育成性狀優(yōu)良和抗性強的‘秋盛芥藍’和‘夏翠芥藍’，至今仍是生產(chǎn)上的主導品種。

芥藍與其他甘藍類蔬菜具有較好的雜交親和性，種間雜交易得到新的種質(zhì)類型，易于導入其他優(yōu)良性狀，如由西蘭花與芥藍雜交選育的含高蘿卜硫素的新型蔬菜西蘭薹[19]；通過甘藍型油菜與芥藍雜交，結(jié)合后代標記篩選，向芥藍中定向?qū)隣gura CMS恢復基因Rfo，創(chuàng)建恢復系用于種質(zhì)改良[20]。此外通過遠緣雜交結(jié)合胚拯救或體細胞融合等細胞學手段，可以獲得其他蕓苔屬種質(zhì)與芥藍的種間雜種，創(chuàng)建多樣化芥藍遺傳新種質(zhì)，豐富其遺傳資源和變異類型[21-23]。

3.3 育種方法創(chuàng)新是未來育種的突破方向

隨著芥藍的全國推廣和種植，人們對芥藍也提出了適應性、耐寒性、熟性、抗性和側(cè)薹采收等方面的需求，同時現(xiàn)有品種的生產(chǎn)潛力也有待檢驗。生物技術(shù)的進步為育種方式的創(chuàng)新提供了途徑，基因編輯育種、誘導單倍體和分子模塊育種正成為新興的育種實踐[24-25]。芥藍具有較為成熟的遺傳轉(zhuǎn)化體系[26]，而其分子研究水平相對其他甘藍類蔬菜依然較低。在芥藍中挖掘擬南芥和其他蕓苔屬蔬菜已知功能的同源基因，開發(fā)連鎖標記或利用基因編輯定向改良目標性狀，可以縮短育種年限，提高育種效率。因此，應用前沿生物技術(shù)手段的芥藍育種方法創(chuàng)新將具有較大潛力。

4 結(jié)論

在種子繁殖和生產(chǎn)過程中，細胞質(zhì)雄性不育系的應用保證了親本的穩(wěn)定性，提高了種子雜交率和整齊度，降低了種子的生產(chǎn)成本?！飳毥嫠{’生長整齊強壯，株型直立，葉片近圓形，葉深綠色，抗病性強、適應性廣。莖圓粗壯，主薹頭尾勻稱，纖維少，品質(zhì)優(yōu)，可食部位鮮嫩、爽甜而美味可口，是出口菜場和內(nèi)銷市場的優(yōu)良品種。株高33.4 cm，苔高14.7 cm，莖粗1.8 cm，苔重109 g，播種至初收55～60 d。主薹平均產(chǎn)量約9593.9 kg/hm2。如在夏、秋季主苔采收后，繼續(xù)加強肥水管理，采收側(cè)苔產(chǎn)量可達更高?！飳毥嫠{’商品品質(zhì)與綜合性狀與市場比較吻合，在產(chǎn)量、商品外觀和品質(zhì)等方面較對照‘順寶芥藍’有明顯優(yōu)勢，價格也更合理，深受各蔬菜種植園區(qū)歡迎。