張德雙 辛曉云 張鳳蘭 余陽俊 趙岫云 于拴倉 何洪巨 汪維紅 蘇同兵 李佩榮 盧桂香

（北京市農(nóng)林科學院蔬菜研究中心，北京 100097）

芥藍（BrassicaalboglabraL.H.Bailey）又名白花芥藍、綠葉甘藍、芥藍菜、蓋菜等，是十字花科蕓薹屬甘藍種中以花薹為產(chǎn)品的亞種，為一年生草本植物。芥藍起源于中國，栽培歷史悠久，主要分布在廣東、廣西、福建和臺灣等?。▍^(qū)），北京、上海、南京、杭州等地有少量栽培。隨著生活水平的提高，芥藍已經(jīng)成為許多地區(qū)引種推廣的蔬菜種類之一。20 世紀90 年代中期，國內(nèi)采用露地播種方式大面積種植芥藍，產(chǎn)品暢銷我國香港、澳門等地以及東南亞各國，被譽為“營養(yǎng)蔬菜”，并先后被傳到歐美各國種植。廣州地區(qū)芥藍常年栽培面積2 800 hm2左右，可實現(xiàn)周年生產(chǎn)供應（劉自珠和張華，2016）。近年來，隨著市場需求的改變、冷鏈物流和長途運輸?shù)陌l(fā)展，北方地區(qū)芥藍栽種面積逐漸上升，對豐富人們的“菜籃子”具有十分重要的作用。

芥藍含有豐富的營養(yǎng)成分，每100 g 花薹鮮樣中含水分91%左右、還原糖0.74～1.00 g、蛋白質(zhì)1.60～2.08 g、纖維素1.20 g、β-胡蘿卜素0.96～2.00 mg、VC 80.7～101.0 mg（何洪巨 等，2000），并含豐富的鉀、鈣、硒、鋅等礦物質(zhì)。而紫色芥藍的花青苷、酚酸和類黃酮含量顯著高于普通芥藍品種（Wang et al.，2017）。芥藍以甜脆的花薹和嫩葉供食用，可炒食、湯食，作配菜，質(zhì)地柔嫩、鮮脆、清甜，風味獨特。芥藍味甘，性辛，具有利水化痰、解毒祛風、除邪熱、解勞乏、清心明目等功效，還具有軟化血管、降低膽固醇，預防心臟病等保健作用（何洪巨 等，2000）。芥藍中含有大量硫代葡萄糖苷，其中蘿卜硫素是迄今為止在蔬菜中發(fā)現(xiàn)的最有效的抗癌成分（Zhang et al.，1994）。

芥藍的花色、蠟質(zhì)和薹色是其重要的植物學性狀，可以作為雜交種試配的依據(jù)，也可以作為指示性狀，用于雜交種純度鑒定或作為遺傳標記等，用于育種相關(guān)選擇。芥藍的花色有白花和黃花2 種，白花居多，白花對黃花為顯性（李桂花 等，2017）。芥藍的葉片和菜薹多被蠟質(zhì)，無蠟質(zhì)材料較少。初蓮香等（1998）以香港白花芥藍為母本、以無蠟質(zhì)亮葉結(jié)球甘藍為父本進行雜交，F(xiàn)1與香港白花芥藍回交、再自交，經(jīng)連續(xù)轉(zhuǎn)育5 代并通過反復選擇育成了無蠟質(zhì)芥藍材料。張德雙等（2015）在創(chuàng)制紫色芥藍種質(zhì)的過程中，獲得了無蠟質(zhì)芥藍突變體紫.中花芥藍；并研究芥藍蠟質(zhì)的分布和變化規(guī)律，結(jié)果表明多蠟質(zhì)野生型芥藍的葉面蠟質(zhì)明顯多于無蠟質(zhì)突變型紫.中花芥藍，而野生型芥藍和紫.中花芥藍葉片背面的蠟質(zhì)均明顯多于葉片正面。有關(guān)芥藍蠟質(zhì)遺傳規(guī)律的報道較少，張德雙等（2015）研究發(fā)現(xiàn)，芥藍無蠟質(zhì)性狀對多蠟質(zhì)表現(xiàn)為隱性遺傳。芥藍的菜薹顏色多為綠色和深綠色，紫色的較少。常規(guī)種中，廣州揭陽紅腳紫芥藍的菜薹顏色為淺紫色；雜交種中，北京市農(nóng)林科學院蔬菜研究中心選育的京紫1 號（新品種權(quán)號：CNA20161125.6）菜薹顏色為紫色，廣東省農(nóng)業(yè)科學院蔬菜研究所育成的紫薹芥藍菜薹顏色為淺紫色（李桂花 等，2019）。李瑞富等（2008）研究發(fā)現(xiàn)，芥藍菜薹顏色遺傳屬核基因遺傳，紫紅色對綠色為顯性；正反交的F1在產(chǎn)量、品質(zhì)指標、相關(guān)色素方面均有一定程度的雜種優(yōu)勢。芥藍菜薹紫色的遺傳為單基因顯性控制的質(zhì)量性狀（吳鑫，2015）。張艷等（2018）認為，芥藍紫薹性狀由1 對不完全顯性基因控制，命名為Bopur，定位于C06 染色體2 個InDel 標記Y35 和Y24 之間約67.4 kb 的區(qū)域內(nèi)。

本試驗采用同時兼有花色（白花/黃花）、薹色（綠色/紫色）和蠟質(zhì)（有/無）性狀差異的芥藍親本配制6 世代群體，調(diào)查各世代主要性狀的田間表現(xiàn)，研究芥藍花色、蠟質(zhì)和薹色的遺傳規(guī)律，旨在指導芥藍的種質(zhì)創(chuàng)新和新品種選育；同時，選育出強優(yōu)勢的芥藍一代雜種京紫2 號，豐富了市民的“菜籃子”，促進了農(nóng)民增收。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試紫色芥藍親本JP1屬于日本類型，細條、多分枝，主薹收獲后可多次采收側(cè)薹；菜薹深紫色，葉片和菜薹無蠟粉、有光澤，花白色，葉片小、深綠色，葉面泡皺，晚熟。綠色芥藍親本JP2為國內(nèi)主栽品種類型，粗條，單次采收；菜薹綠色，葉片和菜薹有蠟粉，花黃色，葉片大、綠色，葉面較平，中熟。

JP1和JP2均為自交6 代以上的純合自交系，來源于北京市農(nóng)林科學院蔬菜研究中心。

1.2 試驗方法

1.2.1 遺傳群體構(gòu)建 2017 年春季，配制紫色芥藍JP1×綠色芥藍JP2的F1；2018 年春季，F(xiàn)1自交獲得F2，F(xiàn)1與雙親分別回交獲得BC1和BC1′世代，其中BC1為F1× JP1，BC1′為F1× JP2。8 月20日，采用穴盤育苗方法，在大棚中播種6 世代材料，中午搭遮陽網(wǎng)防曬；9 月10 日定植到大棚中。10月30日開始調(diào)查6個世代全部單株的菜薹顏色、蠟質(zhì)有無、花瓣顏色、葉片顏色、菜薹粗細、開花早晚等主要性狀，并拍照。其中，F(xiàn)2群體開花持續(xù)時間長，花色的調(diào)查工作一直持續(xù)到2019 年1 月底，期間需注意白天除濕和夜間保溫。

1.2.2 營養(yǎng)成分含量測定 2018 年10 月25 日，分別取雙親10～12 cm 的菜薹（含花蕾）50 g，3 次重復，送交農(nóng)業(yè)農(nóng)村部種子質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心測定干物質(zhì)量、含水率、VC、可滴定酸、可溶性糖、粗纖維、蛋白質(zhì)、胡蘿卜素和花青苷等營養(yǎng)成分含量。VC 含量測定采用2，6-二氯靛酚滴定法，可溶性糖含量測定采用蒽酮比色法，纖維素含量測定采用重量法，蛋白質(zhì)含量測定采用凱氏定氮法，胡蘿卜素含量測定采用丙酮提取法，花青苷含量測定采用pH 示差法，含水率測定采用烘干減重法，干物質(zhì)量測定采用烘干法，可滴定酸含量測定采用指示劑滴定法。

試驗數(shù)據(jù)采用卡方χ2和F測驗進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 芥藍薹色、花色、蠟質(zhì)的遺傳規(guī)律

2.1.1 芥藍6 個世代的田間性狀表現(xiàn) 從2018 年10 月30 日開始，分別調(diào)查芥藍6 個世代全部單株的主要性狀。JP1菜薹深紫色，葉片和菜薹無蠟粉，白花，葉片深綠色（彩色圖版1）；JP2菜薹綠色，葉片和菜薹多蠟粉，黃花，葉片綠色（彩色圖版2）。F1的性狀為中間類型，葉片顏色和蠟質(zhì)介于雙親之間，有蠟粉，葉片綠色，菜薹淺紫色，白花（彩色圖版3）。在F2群體中，花色、蠟質(zhì)、薹色3 個性狀均出現(xiàn)了分離，花瓣顏色分為黃色和白色，無中間顏色；蠟質(zhì)分為有蠟質(zhì)和無蠟質(zhì)，無中間類型；菜薹顏色分為深紫色、淺紫色和綠色（彩色圖版4、5）。

2.1.2 芥藍薹色、花色、蠟質(zhì)性狀的遺傳規(guī)律 紫薹、白花、無蠟粉芥藍JP1× 綠薹、黃花、有蠟粉芥藍JP2的F1性狀表現(xiàn)為白花、菜薹淺紫色、葉片和菜薹有蠟質(zhì)，表明芥藍的白花對黃花為顯性，菜薹紫色對綠色為顯性，有蠟質(zhì)對無蠟質(zhì)為顯性。而F2、BC1和BC1′群體的各單株花色、蠟質(zhì)和薹色出現(xiàn)了分離（表1、2、3），F(xiàn)2群體中菜薹紫色存在深淺差異，182 株紫色菜薹中深紫色∶淺紫色為55∶127。

進一步對F2、BC1和BC1′群體的各單株花色、蠟質(zhì)和薹色進行方差分析。由表1 可見，在芥藍F2群體中，白花與黃花植株的分離比例符合3∶1；在BC1群體中，103 株為白花，18 株為黃花；在BC1′群體中，χ2=0.054 ＜白花與黃花植株的分離比例符合1∶1。表明芥藍花色為質(zhì)量性狀，白花對黃花為顯性，白花由1 對顯性等位基因控制。

由表2 可見，在芥藍F2群體中，χ2=0.442 ＜，葉片和菜薹有蠟質(zhì)與無蠟質(zhì)植株的分離比例符合3∶1；在BC1群體中，χ2=0.050 ＜葉片和菜薹有蠟質(zhì)與無蠟質(zhì)植株的分離比例符合1∶1；在BC1′群體中，217 株有蠟質(zhì)，10 株無蠟質(zhì)。表明芥藍葉片和菜薹蠟質(zhì)為質(zhì)量性狀，有蠟質(zhì)對無蠟質(zhì)為顯性，有蠟質(zhì)由1 對顯性等位基因控制。

表2 芥藍葉片和菜薹蠟質(zhì)性狀6 個世代的遺傳分析

由表3 可見，在芥藍F2群體中，χ2=0.487 ＜菜薹紫色與綠色植株的分離比例符合3∶1；在BC1群體中，160 株菜薹為紫色，16 株為綠色；在BC1′群體中，菜薹紫色與綠色植株的分離比例符合1∶1。表明芥藍薹色為質(zhì)量性狀，紫色對綠色為顯性，紫色由1 對顯性等位基因控制。

表3 芥藍薹色6 個世代的遺傳分析

2.2 芥藍新種質(zhì)創(chuàng)制及新品種京紫2 號的選育

2.2.1 芥藍新種質(zhì)的創(chuàng)制 基于已獲得的芥藍花色、蠟質(zhì)和薹色等遺傳規(guī)律，快速純合了一批芥藍新種質(zhì)（彩色圖版6）及紫色菜薹新品系（彩色圖版7），豐富了芥藍種質(zhì)資源。芥藍新種質(zhì)聚合了多種優(yōu)良性狀，主要表現(xiàn)為無蠟質(zhì)、黃花、綠薹，無蠟質(zhì)、白花、紫薹，有蠟質(zhì)、黃花、紫薹和無蠟質(zhì)、黃花、紫薹等。

2.2.2 芥藍新品種京紫2 號的選育 母本CMS.紫芥藍是由旺田臺選芥藍與紫陽甘藍雜交后代與旺田臺選芥藍回交5 代獲得的紫色芥藍材料，然后與新加坡芥藍王雜交后，再自交獲得的無蠟質(zhì)紫色菜薹芥藍突變體，最后與芥藍細胞質(zhì)不育系CMS 連續(xù)回交6 代獲得的紫薹、無蠟質(zhì)芥藍細胞質(zhì)不育系。該細胞質(zhì)不育系為日本類型，花白色，菜薹深紫色，葉片和菜薹無蠟質(zhì)，葉片深綠色。父本改良紅芥藍薹是在廣東揭陽的常規(guī)種改良紅芥藍薹自交后代中發(fā)現(xiàn)的無蠟質(zhì)突變體，經(jīng)連續(xù)5 代自交獲得的穩(wěn)定自交系。該自交系花黃色，菜薹淺紫色，葉片和菜薹無蠟粉，葉片深綠色。2017 年試配組合成功，代號為17M8-265；2018 年定名為京紫2 號，分別在全國第十四屆十字花科學術(shù)研討會暨新品種展示會、北京四季青農(nóng)場以及廣州種業(yè)博覽會上進行了新品種展示（彩色圖版8），均反映良好。京紫2 號是最新育成的紫色、無蠟質(zhì)芥藍一代雜種，植株生長勢強，晚熟，生育期80 d 左右；株高31.4 cm，開展度50.2 cm，葉片較大、卵圓形、深綠色，葉面有光澤，葉片和菜薹無蠟質(zhì)；菜薹深紫色，薹長25.0 cm、粗2.04 cm，口感脆嫩，可多次采收；VC 含量149.4 mg · kg-1，蛋白質(zhì)含量28.85%，花青素含量49.17 mg · kg-1，胡蘿卜素含量8.73 mg ·kg-1，單株凈薹質(zhì)量65～115 g，產(chǎn)量15～20 t ·hm-2，適合廣州等南方地區(qū)秋冬季和菜場基地種植。

2.3 2 種類型菜薹主要營養(yǎng)成分比較

從表4 可以看出，紫薹、無蠟質(zhì)、白花芥藍JP1的VC、蛋白質(zhì)、花青素和胡蘿卜素含量極顯著高于綠薹、有蠟質(zhì)、黃花芥藍JP2，而可溶性糖、粗纖維含量極顯著低于JP2，說明無蠟質(zhì)、紫色菜薹芥藍比普通綠色芥藍的營養(yǎng)品質(zhì)更優(yōu)。

表4 紫薹、無蠟質(zhì)、白花芥藍JP1 和綠薹、有蠟質(zhì)、黃花芥藍JP2 的主要營養(yǎng)成分比較

3 結(jié)論與討論

3.1 芥藍花色、蠟質(zhì)和薹色的遺傳規(guī)律

芥藍的花色以白花為主，黃花資源較少。本試驗結(jié)果表明，芥藍花色為質(zhì)量性狀，白花對黃花為顯性，由1 對顯性等位基因控制，該結(jié)論與已報道的芥藍花色遺傳規(guī)律相吻合（李桂花 等，2017）。芥藍的葉片和菜薹以有蠟質(zhì)為主，無蠟質(zhì)的芥藍報道較少。在已有的報道中，初蓮香等（1998）利用芥藍與無蠟質(zhì)甘藍雜交、回交轉(zhuǎn)育方法獲得無蠟質(zhì)芥藍；張德雙等（2015）利用芥藍與紫甘藍雜交、回交的方法，在紫色芥藍的自交后代中發(fā)現(xiàn)無蠟質(zhì)芥藍自然變變體。本試驗中，在普通綠色芥藍自交后代中發(fā)現(xiàn)了2 份無蠟質(zhì)突變體；菜薹蠟質(zhì)為質(zhì)量性狀，有蠟質(zhì)由1 對顯性等位基因控制；在自交純合的無蠟質(zhì)材料中，葉片和菜薹的無蠟質(zhì)性狀始終連鎖在一起，即無蠟質(zhì)芥藍材料的葉片和菜薹全部表現(xiàn)無蠟質(zhì)。本試驗結(jié)果還表明，芥藍菜薹顏色為質(zhì)量性狀，菜薹紫色由1 對顯性等位基因控制，該結(jié)論與李瑞富等（2008）和吳鑫（2015）的研究結(jié)果一致，但與張艷等（2018）研究結(jié)果不同，可能的原因是：試驗所用的紫色芥藍材料或芥藍紫色性狀的來源不同，本試驗中紫色芥藍的紫色性狀來源于紫甘藍（張德雙 等，2015）。

3.2 花色和薹色在BC1 群體中，蠟質(zhì)在BC1′群體中出現(xiàn)一定數(shù)量隱性性狀個體的原因

本試驗發(fā)現(xiàn)，在花色回交BC1中，白花與黃花的比例為103∶18；在薹色回交BC1中，紫色與綠色的比例為160∶16；在蠟質(zhì)回交BC1′中，有蠟質(zhì)與無蠟質(zhì)的比例為217∶10。即在F1與顯性性狀親本回交的后代中，出現(xiàn)了一定數(shù)量的隱性性狀個體，可能的原因是：在獲得F1×顯性性狀親本的回交一代時，F(xiàn)1作為母本，因為沒有徹底去雄，導致F1的極少量花粉可能自交，所以在回交一代群體中出現(xiàn)一定數(shù)量的隱性個體植株。

3.3 無蠟質(zhì)、紫薹芥藍具有高營養(yǎng)價值，是芥藍品質(zhì)育種的方向

本試驗發(fā)現(xiàn)，無蠟質(zhì)、紫薹芥藍比普通綠色芥藍的營養(yǎng)品質(zhì)更優(yōu)，VC、蛋白質(zhì)、花青素和胡蘿卜素含量均極顯著高于普通綠色芥藍，因此值得開發(fā)與推廣。在芥藍育種材料創(chuàng)制過程中，雖然白花為顯性，但是芥藍開花需要較長時間，最好建立花色的分子標記輔助選擇系統(tǒng)。同時，因為芥藍的無蠟質(zhì)為隱性性狀，在雜合狀態(tài)下無法辨別是否帶有無蠟質(zhì)基因，因此也亟需建立無蠟質(zhì)的分子標記輔助選擇系統(tǒng)。最后，在苗期對菜薹紫色的個體進行分子標記輔助選擇，可以快速獲得菜薹紫色、無蠟質(zhì)的育種材料，大大加快育種進程。在配制無蠟質(zhì)、紫色菜薹芥藍一代雜種時，雙親應該同時具有菜薹紫色、無蠟質(zhì)的特性，如果母本采用不育系，雙親的花色可以不同，若選用自交系或親和系為母本，雙親的花色最好一致。另外，由于花青苷具有水溶性、VC 遇高溫容易降解等特點，高營養(yǎng)品質(zhì)無蠟質(zhì)、紫色菜薹芥藍建議以生食為主，如涼拌、作配菜等。