十字花科蔬菜雄性不育在雜交育種上的應(yīng)用

朱云川

蔬菜育種對品質(zhì)與抗逆性育種十分重視，優(yōu)秀種質(zhì)資源的研究與不斷創(chuàng)新成為焦點問題。自身雜交的優(yōu)勢比較顯著是十字花科作物的主要特點，自交不親和系以及雄性不育系是選育雜種一代的方式。十字花科選取雄性不育系為母本做出雜交育種能夠有效增強(qiáng)雜種優(yōu)勢的應(yīng)用范圍，減少種子生產(chǎn)過程中所需要的成本，以確保雜交種子的純度與質(zhì)量。比較優(yōu)良的雜種其一袋就可以增加很大的產(chǎn)量，也可以提升其品質(zhì)。

1、主要十字花科蔬菜雄性不育在雜交育種上的應(yīng)用

①蘿卜雄性不育應(yīng)用

相關(guān)研究人員通過對其進(jìn)行改良獲得Ogu CMS，并應(yīng)用至十字花科蔬菜。國內(nèi)研究人員曾于美國引入改良品種Ogu CMS材料，通過甘藍(lán)自交系與青花菜自交系做出轉(zhuǎn)育，獲取回交后代，通過轉(zhuǎn)育獲得回交后代，低溫環(huán)境下，葉片不存在黃化現(xiàn)象產(chǎn)生，不育花無異常問題順利開花，雌蕊無異常現(xiàn)象，結(jié)實性穩(wěn)定良好，應(yīng)用前景廣闊。

全新進(jìn)行改良的Ogu CMD盡管對黃化與蜜腺問題做出一定的解決，不過對于抗病性、胞質(zhì)負(fù)效應(yīng)以及種子生產(chǎn)量等方面還存一些問題需要解決，十字花科蔬菜作物并未獲得推廣應(yīng)用。改良之后的胞質(zhì)不育性應(yīng)用至油菜種植，研究人員通過運(yùn)用原生質(zhì)體融合技術(shù)，針對甘藍(lán)型油菜蘿卜，能夠有效解決胞質(zhì)不育材料存在的遺傳問題。并成功獲得全新優(yōu)秀品種，并在一定的種植，產(chǎn)量較純系相比提升明顯。國內(nèi)研究人員通過以特定蘿卜品種當(dāng)作雄性不育系，采用選定的優(yōu)良品種當(dāng)作轉(zhuǎn)育親本，進(jìn)行回交轉(zhuǎn)育，得到不育株率全部的不育系品種，并培育出全新組合品種，位于生產(chǎn)中獲得應(yīng)用。

②白菜雄性不育應(yīng)用

白菜屬于異花授粉作物，雜種優(yōu)勢特點顯著，優(yōu)良組合較常規(guī)品種獲得良好的增長效果，僅需較短時間就可將大部分線性耐病性等基因有效轉(zhuǎn)接至F1雜種之中，白菜的應(yīng)用位置為F1的營養(yǎng)器官，無需育性恢復(fù)基因即可應(yīng)用至生產(chǎn)。

甲型當(dāng)作基礎(chǔ)母本，同乙型進(jìn)行有效雜交，后代樣本中能夠獲得雄性不育系，培育獲得乙型兩用系，其當(dāng)作母本，萬泉青幫可育株作本樣本，對其采取測交，培育獲得甲型兩用系，并對兩種全新品種可育株采取測交，培育獲得大白菜細(xì)胞質(zhì)核基因雄性的不育系品種。不育系具備良好的育性，結(jié)實無異常，不育株率以及不育度能夠達(dá)到十成，基于此培育出的一代雜種成功獲得應(yīng)用與種植生產(chǎn)。國內(nèi)研究人員曾引入全新類型的帶有蘿卜胞質(zhì)的大白菜雄性不育材料，并采取多代回交，培育出不育株狀態(tài)無異常現(xiàn)象、帶有蜜腺結(jié)構(gòu)、花器與結(jié)籽無異常的不育系。不育系植株成長期無異常，未出現(xiàn)黃化問題，轉(zhuǎn)育簡單，在雜交育種方面具有良好的應(yīng)用前景。

③油菜雄性不育應(yīng)用

甘藍(lán)性油菜波里馬，最初源自于蘇聯(lián)，不久之后，Pol CMS傳至國外，并通過澳大利亞推廣至其他國家，加、澳、波完成三系配套，應(yīng)用Pol CMS不育材料培育獲得甘藍(lán)型油菜雜交種。國際方面認(rèn)為其使目前世界范圍內(nèi)最具潛在應(yīng)用價值的胞質(zhì)雄性不育系。對于油菜雄性不育系而言，此不育系應(yīng)用至選育階段，針對其他十字花科蔬菜，同樣獲得有效應(yīng)用。

研究人員以此當(dāng)作母本，用大白菜當(dāng)作父本，采取雜交方式，獲得F1，之后將F1當(dāng)作母本，將甘藍(lán)當(dāng)作父本，采取雜交方式，獲得三交中F1，選用三交種F1單株當(dāng)作母本，將大白菜當(dāng)作輪回父本，采取連續(xù)雜交的方式，并進(jìn)行定向的選擇方式，來培育并獲得大白菜異源胞質(zhì)雄性不育系。這樣的不育系會使蘿卜的不育源存在的苗期黃化的問題以及蜜腺退化等問題得到及時有效的解決，不育性則非常良好，不育植株率相對較高，并未出現(xiàn)異源胞質(zhì)產(chǎn)生的影響。通過此不育系培育獲得大白菜雄不育一代雜種等優(yōu)秀品種，成功應(yīng)用至我國大部分地域并獲得種植。

研究人員曾對甘藍(lán)型油菜品種采取相互雜交，雜交后代獲得不育株，并通過選育，培育得到三系配套，并培育得到雜一代新品種。此雜交種較常規(guī)相對比，獲得良好的增量增產(chǎn)效果。并獲得國家相關(guān)鑒定，此雜種性狀較為優(yōu)秀，穩(wěn)定性與恢復(fù)性良好，增產(chǎn)效果十分顯著，并在國內(nèi)外獲得廣泛應(yīng)用與推廣。位于我國黃河流域、長江流域范圍內(nèi)獲得種植，成為我國種植生產(chǎn)面積較大的首個油菜“三系”雜種。

④甘藍(lán)雄性不育應(yīng)用

研究人員曾于自然環(huán)境下的甘藍(lán)材料中獲得雄性不育株。采取測交與少量花粉自交，對后代分離現(xiàn)象做出分析觀察，得知材料育性通過一對顯性基因進(jìn)行控制，且修飾基因同樣發(fā)揮一定效果。已成功獲得部分純合顯性不育系，則不育的株率與不育度保持完全，且雌蕊無異常，結(jié)實穩(wěn)定，配合力較好。應(yīng)用此不育系同優(yōu)良的甘藍(lán)自交系進(jìn)行雜交而培育的“中甘18”，因其極早熟、品質(zhì)優(yōu)等特點，2001年獲得國家發(fā)明專利，同樣也成為國內(nèi)外第一次應(yīng)用顯性核基因控制雄不育獲得的新品種甘藍(lán)。

⑤芥菜雄性不育應(yīng)用

國外研究人員曾在芥菜品種雜交組合內(nèi)的F1，獲得雄性不育，通過F1F2以及回交多代進(jìn)行相關(guān)鑒定，為細(xì)胞質(zhì)遺傳。不過保持系存在明顯不足，不育率僅能維持5成至7成，恢復(fù)系主要為印度品種。研究人員（Anand）曾獲得芥菜雄性不育，并培育出恢復(fù)十分優(yōu)秀的恢復(fù)系，以此培育形成的雜交組合，同對照相比產(chǎn)量提升翻倍，種子含油量與蛋白質(zhì)含量提升明顯。史華清等人在1975年發(fā)現(xiàn)雄性不育的芥菜型油菜，并取名歐新A。歷經(jīng)10年間不斷的測交轉(zhuǎn)育，培育獲得三系低芥酸芥菜新品種，在試驗、示范、推廣中同對照相比產(chǎn)量提升十分明顯。

2、綜上，在十字花科蔬菜制種中，種子純度是影響新品種推廣的的首要因素，其次為生產(chǎn)成本。在雄性不育株上采集的雜一代種子純度可達(dá)到100%，同時還省去了母本的人工去雜工序，因而利用雄性不育進(jìn)行雜交制種可有效解決種子純度、生產(chǎn)成本等問題。在利用雄性不育進(jìn)行十字花科蔬菜制種中，筆者認(rèn)為還應(yīng)注意：①加快優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)新品種的應(yīng)用研究。隨著人們生活水平的提高和對健康的需求，優(yōu)質(zhì)、營養(yǎng)高、口感好的蔬菜需求量不斷提高，按照市場需要，加快推出適應(yīng)市場的優(yōu)特新品種。②加快抗逆育種研究。加快對能適應(yīng)不同生態(tài)環(huán)境的蔬菜新品種研究，推出抗逆性好、市場需求量大、全年能均衡上市蔬菜品種。③做好制種基地的培育工作，確保種子生產(chǎn)的安全、穩(wěn)定和種子質(zhì)量保障。

（作者單位：617061 四川省攀枝花市仁和區(qū)煙葉發(fā)展辦公室）