淺黃色花瓣大白菜新種質(zhì)（07-882×abc3-1）2的創(chuàng)制及應(yīng)用

張德雙，辛?xí)栽疲钆鍢s，張鳳蘭，余陽(yáng)俊，于拴倉(cāng)，趙岫云，汪維紅，蘇同兵，盧桂香

（北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究所，北京 100097）

大白菜（Brassica rapaL.pekinensis）起源于我國(guó)，而我國(guó)大白菜種質(zhì)資源豐富，類型多樣?；ㄉ鳛榇蟀撞说闹匾誀钪?，具有表型易分辨和觀察、遺傳穩(wěn)定、受環(huán)境影響小等特點(diǎn)，由于花色直觀易辨，可以作為標(biāo)記性狀，輔助大白菜育種中去除雜株、鑒定天然異交率等，在提高大白菜雜交種種子純度和加快大白菜育種效率等方面起到關(guān)鍵作用[1]。花色還可作為吸引昆蟲或鳥類的視覺信號(hào)，吸引蜜蜂等昆蟲授粉，有助于繁衍大白菜后代[2]。另外，花色不同的大白菜花瓣具有不同的營(yíng)養(yǎng)成分，如菜心橙色花瓣的γ-胡蘿卜素含量極顯著高于黃色花瓣γ-胡蘿卜素含量、黃色花瓣比乳白色花瓣積累更多的類胡蘿卜素酯（即葉黃素癸酸酯和紫黃質(zhì)二月桂酸酯），導(dǎo)致類胡蘿卜素積累和隨后的黃色色素沉著[3]。顏色為黃色和橙色的花瓣可反射含熱量多的紅光、橙光、黃光，在一定程度上保護(hù)花不被灼傷，從而維持花朵的能量平衡，保護(hù)花器官免受強(qiáng)光傷害[4]。依據(jù)GB/T 19557.5—2017《植物品種特異性、一致性和穩(wěn)定性測(cè)試指南——大白菜》，大白菜的花瓣顏色可以分為白色、淺黃色、黃色、深黃色和橙黃色。目前，大白菜的花色以黃花為主，其余花色較少，其中大白菜橙色花瓣與大白菜桔紅色葉球由同一對(duì)隱性單基因控制，為質(zhì)量性狀，富含β-胡蘿卜素[5]。

菜薹是十字花科蕓薹屬蔬菜。廣義上講，凡是以抽生的嫩莖、葉和花蕾為產(chǎn)品器官的蔬菜均可稱為菜薹，如甘藍(lán)型油菜薹、白菜薹（大白菜薹，包括早熟的白菜薹、青麻葉白菜薹，也稱“龍牙白”；菜心和白菜雜交的白菜薹；各種白菜變種間雜交的白菜薹等）、油菜薹（青梗菜薹、奶白薹、菜心和油菜雜交的油菜薹；各種不結(jié)球白菜變種間雜交的油菜薹等）及遲菜薹（小崧菜薹、晚熟的菜心薹）等。由于菜薹普遍在寧夏等冷涼地區(qū)種植，因?yàn)闇夭畹脑?，?dāng)?shù)氐牟宿啡菀追e累糖分，因此菜薹的口感脆嫩、品質(zhì)佳，耐貯運(yùn)，產(chǎn)量高，抗性好，打藥少，效益高。菜薹是近幾年白菜類蔬菜發(fā)展的新方向，也是南方重要的種植蔬菜類型之一。

育種的本質(zhì)是種質(zhì)創(chuàng)新，種質(zhì)資源是大白菜新品種選育的核心，只有掌握了大白菜核心種質(zhì)，才可能選育出優(yōu)、新、特、異的大白菜品種。因此，大白菜新種質(zhì)的創(chuàng)制和應(yīng)用一直是育種專家探索和攻克的方向，也是育種者關(guān)注的焦點(diǎn)話題，并取得了很大進(jìn)展。在大白菜原有資源材料的基礎(chǔ)上，各國(guó)育種專家相繼采用種間遠(yuǎn)緣雜交和種內(nèi)雜交、EMS誘變和自然突變等途徑，不斷創(chuàng)制出各種優(yōu)異的大白菜新種質(zhì)，如利用種間遠(yuǎn)緣雜交途徑，將大白菜與紫色芥菜雜交[6-8]、大白菜與紫甘藍(lán)雜交[9-10]，均可以獲得葉片近軸面和遠(yuǎn)軸面紫色、葉球剖面均勻紫色的紫紅色大白菜和深紫色大白菜新種質(zhì)；利用種內(nèi)雜交途徑，如大白菜與蕪菁雜交[11]、大白菜與紅菜薹雜交以及大白菜與紫色不結(jié)球白菜雜交，均獲得葉球剖面不均勻紫色的大白菜。韓國(guó)應(yīng)用創(chuàng)制的特異的紫色大白菜新種質(zhì)，在全球首次推出“紫裔”和“紫寶”等紫色葉球大白菜品種，這些品種不僅色澤艷麗，而且營(yíng)養(yǎng)豐富。韓國(guó)育種專家探索出了一條利用甘藍(lán)和大白菜遠(yuǎn)緣雜交創(chuàng)制大白菜種質(zhì)，并成功應(yīng)用于育種的可行途徑[12]。

本研究以大白菜為母本，蕓薹屬異源六倍體AABBCC（2n＝6x＝54）CGMCC No.2553的雙單倍體DH系“abc3-1”為父本，創(chuàng)制了中熟、合抱類型的大白菜新種質(zhì)（07-882×abc3-1）2，其球形美觀，葉片淺綠色，菜薹白色，花色為淺黃色，并成功應(yīng)用該親本選育出19AT4菜薹、20ET9菜薹等新品種，在廣州和寧夏等地廣泛推廣應(yīng)用，銷售和市場(chǎng)看好。

1 種質(zhì)創(chuàng)新的研究思路

突變和人工選擇是創(chuàng)制新種質(zhì)的重要手段。目前，基因編輯CRISPR/Cas9方法不僅可以驗(yàn)證基因的功能，而且同樣可以創(chuàng)制大白菜新種質(zhì)，一旦獲得位點(diǎn)突變的突變系材料，其后代可以穩(wěn)定遺傳突變系的性狀，具有快速、高效、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)；但是，由于大白菜轉(zhuǎn)化體系比較難且不穩(wěn)定，基因編輯技術(shù)在大白菜中的應(yīng)用受到一定限制，急需準(zhǔn)確獲得新的種質(zhì)材料。目前，種間、種內(nèi)雜交以及突變等仍是創(chuàng)制大白菜新種質(zhì)的重要方法。十字花科蕓薹屬包括蕓薹種A、黑芥B和甘藍(lán)種C這3個(gè)基本種，以及由其產(chǎn)生的3個(gè)復(fù)合種甘藍(lán)型油菜AACC、芥菜AABB和埃塞俄比亞芥BBCC，蕓薹屬類型豐富。大白菜AA與甘藍(lán)型油菜AACC可以天然雜交，大白菜AA與芥菜AABB天然雜交率極低，但是蕾期雜交結(jié)合胚挽救方法，可以獲得AA×AABB的F1代。

2 （07-882×abc3-1）2種質(zhì)創(chuàng)新的過(guò)程

2.1 選育過(guò)程

母本：大白菜07-882。大白菜07-882為北京新三號(hào)秋大白菜的母本832172自交不親和系，晚熟，疊抱類型，長(zhǎng)勢(shì)旺，葉片顏色深，花瓣黃色。

父本：蕓薹屬異源六倍體AABBCC（2n＝6x＝54）CGMCC No.2553的雙單倍體DH株abc3-1。CGMCC No.2553葉片為裂葉或淺裂葉，葉片大，顏色深，植株高，生長(zhǎng)勢(shì)旺盛，枝條長(zhǎng)，花蕾和花瓣大小均小于大白菜07-882，花瓣的顏色比07-882暗淡（封二圖1、圖2）。abc3-1是以CGMCC No.2553為供體材料，采用游離小孢子培養(yǎng)技術(shù)獲得的DH系[13-14]。abc3-1葉色深綠，圓形，葉片數(shù)少，花瓣為白色且略深。

圖1 種質(zhì)創(chuàng)制及菜薹品種選育技術(shù)路線

采用常規(guī)雜交方法，即人工蕾期雜交，獲得F1代07-882×abc3-1。研究發(fā)現(xiàn)，采用常規(guī)雜交方法，07-882可以與abc3-1正常雜交，并收獲雜交一代F1種子，但F1代種子粒數(shù)不多。F1代自交獲得F2代，F(xiàn)2代的種子數(shù)較多，選擇的優(yōu)良單株自交后代結(jié)實(shí)正常。從F2代中選擇優(yōu)良單株，并連續(xù)自交5代，獲得純合的大白菜材料（07-882×abc3-1）2。大白菜新種質(zhì)（07-882×abc3-1）2完全正常結(jié)實(shí)，中熟、合抱類型，葉片顏色淺綠，倒卵形、泡皺，葉柄長(zhǎng)，花色為淺黃色。

07-882、abc3-1和（07-882×abc3-1）2的幼苗期比較見封二圖3—圖5；（07-882×abc3-1）2的葉球見封二圖6；（07-882×abc3-1）2的淺黃花與普通大白菜黃花的比較情況見封二圖7；（07-882×abc3-1）2新種質(zhì)的技術(shù)路線見圖1。

2.2 選育結(jié)果

大白菜新種質(zhì)（07-882×abc3-1）2與07-882以及abc3-1不同，（07-882×abc3-1）2為中熟、合抱類型，葉球筒形，葉片淺綠色，葉面泡皺，具有淺黃色花瓣性狀（表1）。（07-882×abc3-1）2的產(chǎn)量比07-882低，但是前者早熟性好，抽出的菜薹白，口感好，以菜薹為產(chǎn)品器官，適合作菜薹育種的親本材料。而07-882為晚熟的秋大白菜，適于配制晚熟、疊抱的大白菜品種，以葉球?yàn)楫a(chǎn)品器官。

表1 （07-882×abc3-1）2與07-882和abc3-1性狀的比較

3 育種應(yīng)用

由于（07-882×a b c3-1）2具有淺黃色花瓣、葉片顏色淺等易于觀測(cè)的性狀，在以（07-882×abc3-1）2為母本與不同類型大白菜父本雜交獲得的F2代中，均以淺黃色花瓣和淺綠色葉片為標(biāo)記性狀，選擇優(yōu)良單株，大大加快了獲得具有（07-882×abc3-1）2特征特性種質(zhì)材料的速度，加快了菜薹類型的白菜類蔬菜的育種進(jìn)程。

3.1 19AT4菜薹的選育

利用（07-882×abc3-1）2具有中熟、葉片顏色淺的特點(diǎn)，以菜心不育系CMS.益農(nóng)80天特青11為母本，以（07-882×abc3-1）2為父本進(jìn)行雜交，配制了雜交F1代，定名為19AT4菜薹（封二圖8），并在市場(chǎng)上推廣應(yīng)用。19AT4菜薹為遲熟菜薹品種，從播種至采收75 d左右，植株整齊一致，長(zhǎng)勢(shì)旺，抗性好，適應(yīng)性廣。葉片綠色，菜薹靚綠色，粗壯，順直，柔嫩多汁，甘甜，品質(zhì)佳，為市場(chǎng)首選白菜薹品種。

3.2 20ET9菜薹的選育

為了繼續(xù)創(chuàng)制優(yōu)異的大白菜種質(zhì)資源，以（07-882×abc3-1）2為母本，以“小花菜♂”為父本進(jìn)行雜交，獲得F1代“（07-882×abc3-1）2×小花菜♂”，F(xiàn)1代自交獲得F2代，從F2中選擇優(yōu)良單株自交，并連續(xù)自交5代。目前，已獲得純合、穩(wěn)定的自交不親和系“（07-882×abc3-1）2×小花菜♂”新種質(zhì)。以細(xì)胞質(zhì)雄性不育系“CMS.遲80天10”為母本，以“（07-882×abc3-1）2×小花菜♂”為父本進(jìn)行雜交，并成功選育出20ET9菜薹新品種（封二圖9）。20ET9菜薹為中遲熟菜薹品種，從播種至采收70 d左右，植株整齊一致，長(zhǎng)勢(shì)旺，抗性好，適應(yīng)性廣。葉片綠色，菜薹白，粗壯，順直，柔嫩甘甜，品質(zhì)佳。