郎豐慶,王施慧,劉淑梅,蘇曉梅,呂宏君,侯麗霞
(山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所,國(guó)家蔬菜改良中心山東分中心,山東省設(shè)施蔬菜生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,農(nóng)業(yè)部黃淮地區(qū)蔬菜科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站(山東),濟(jì)南,250100)
心里美蘿卜,是秋冬類型蘿卜的一種,滿堂紅為其代表品種之一。綠皮紅肉,作為水果蘿卜多以鮮食為主。據(jù)研究,心里美蘿卜是由綠皮蘿卜與紅皮蘿卜雜交而來(lái)。蘿卜的雄性不育系研究開(kāi)展較早,早在20世紀(jì)60-70年代,日本和我國(guó)的學(xué)者就開(kāi)展了研究和利用,并在白皮白肉蘿卜、綠皮綠肉蘿卜、紅皮白肉蘿卜中,育成了不育系及相應(yīng)的保持系,并利用不育系育成了雜交一代,應(yīng)用于生產(chǎn),取得了顯著的增產(chǎn)效果。到目前為止,未見(jiàn)心里美蘿卜雄性不育系研究和利用雄性不育系配制雜交種的報(bào)道,而心里美蘿卜種子,多以提純復(fù)壯的地方品種或自交系(自交不親和系)配成的雜交種為主,種子純度不高,因此本項(xiàng)研究具有重要意義。
利用已經(jīng)育成的綠皮綠肉(GA)、紅皮白肉(RA)蘿卜雄性不育系材料作母本,用曲阜心里美蘿卜自交系等材料作父本,配制雜種一代,雜種一代表現(xiàn)雄性不育的組合,用父本回交,經(jīng)多代回交,結(jié)合肉質(zhì)根性狀選擇,選育出心里美蘿卜不育系和保持系。
2015年春季,用RA(紅皮白肉不育系、裂葉)作母本,與滿堂紅(心里美、板葉)雜交,配制11個(gè)組合;用GA(綠皮綠肉不育系、裂葉)作母本,與滿堂紅雜交,配制11個(gè)組合,滿堂紅自交留種。秋季種植所有組合。發(fā)現(xiàn),用RA所配的組合肉質(zhì)根皮為紅色,肉質(zhì)為紅色,半裂葉;用GA所配的組合皮色多為紫色和綠色、肉質(zhì)綠色,或皮綠色、肉質(zhì)紅色,裂葉或半裂葉,雜種一代即有分離。將收獲的蘿卜種子于2016年開(kāi)花后進(jìn)行鑒定,所有組合都表現(xiàn)為可育,沒(méi)有出現(xiàn)不育株,全部淘汰,說(shuō)明滿堂紅沒(méi)有保持不育性的能力。
2016年春,用GA和RA作母本,用曲阜心里美作父本,配制雜交組合64個(gè),8月上旬將以上組合所采種子于4℃環(huán)境下進(jìn)行春化處理,開(kāi)花后經(jīng)鑒定,有11個(gè)組合出現(xiàn)不育株,其中GA×曲9、GA×曲10表現(xiàn)良好,RA與曲阜心里美的組合也出現(xiàn)不育株,繼續(xù)用曲9、曲10回交,12月收獲種子。于2017年春季調(diào)查,有12個(gè)組合出現(xiàn)不育株,其中(GA8×曲9)×曲9、(GA8×曲10)×曲10、(GA8×曲10)×曲9、(RA8×曲9)×曲94個(gè)組合全不育,共有82株,其中有的組合部分單株肉質(zhì)綠色,拔掉,僅保留肉質(zhì)紫紅色的單株,所有不育的組合都與GA8、曲9、曲10、RA8有關(guān),GA8為濰縣青類型的綠蘿卜不育株,曲9、曲10是曲阜心里美的2個(gè)單株,RA8是紅皮蘿卜的不育株,如表1。
2017年5月,根據(jù)出現(xiàn)全不育組合的情況,用曲9、曲10為回交父本,將全不育組合全部回交,配制45個(gè)組合,2017年7月將所配組合種子用在4℃條件下處理30d,8月種植,開(kāi)花檢查育性分離情況,發(fā)現(xiàn)GA8×曲10、GA8×曲9表現(xiàn)最好,100%不育,繼續(xù)回交轉(zhuǎn)育。其余組合不育株率在50%~90%,不再回交轉(zhuǎn)育。2018年春季,根據(jù)發(fā)芽種子根毛的表現(xiàn),選留胚根為紅色的種子(心里美),淘汰綠皮綠肉的種子。秋季田間種植,選留肉質(zhì)根性狀整齊、優(yōu)良的株系留種,至此,經(jīng)過(guò)2a4代回交選擇,育成了不育性穩(wěn)定遺傳的心里美蘿卜不育系和保持系,將GA8×曲10選育成的不育系定名為XA,相應(yīng)保持系為XB。
表1 利用曲阜心里美轉(zhuǎn)育不育系育性分離結(jié)果
①配合力測(cè)定 2018年春季以XA為母本,分別以華蘇紫到心(紅皮紅肉)、紫櫻(水果蘿卜,綠皮綠肉)、濰縣青、膠州青、青園脆、滿堂紅(綠皮紅肉)、曲阜心里美、柿餅心里美、31(魯蘿卜6號(hào)的后代自交系,綠皮紅肉)9個(gè)自交系為父本,配制雜種一代,秋季種植,所有組合F1的肉質(zhì)根產(chǎn)量都超過(guò)親本,XA與綠蘿卜的組合,F(xiàn)1肉質(zhì)根一般為綠皮、紫黑皮,XA×紫櫻的組合,F(xiàn)1肉質(zhì)根全部為紫黑皮,XA與心里美蘿卜的組合,F(xiàn)1全部表現(xiàn)為心里美蘿卜,XA與紅皮紅肉蘿卜的組合,F(xiàn)1肉質(zhì)根表現(xiàn)為紫紅皮、紫紅肉,有少量白肉植株。通過(guò)配合力測(cè)定,XA在與心里美蘿卜配制雜交組合時(shí),F(xiàn)1表現(xiàn)穩(wěn)定,在肉質(zhì)根性狀、產(chǎn)量、肉質(zhì)色等方面具有較強(qiáng)的配合力。
②不育系驗(yàn)證 2019年春季種植F1植株,植株開(kāi)花育性出現(xiàn)分離,不育與可育株數(shù),基本符合3∶1的比例,由此判定心里美蘿卜不育系XA是由2對(duì)核基因控制的不育系。
通過(guò)配合力測(cè)定,XA×31(魯蘿卜6號(hào)后代自交系)組合,花葉,肉質(zhì)根表現(xiàn)整齊一致,長(zhǎng)圓柱形,皮綠色、肉質(zhì)深紫紅色,單株根質(zhì)量750g左右,比對(duì)照魯蘿卜6號(hào)增產(chǎn)35.2%,較抗病毒病、霜霉病等,667m2產(chǎn)量可達(dá)8000kg。適于秋季種植。可作水果蘿卜生食。
XA植株葉片為花葉,不育系花器官正常開(kāi)放,唯雄蕊完全退化,不育株率和不育度均為100%,雌蕊發(fā)育正常,蜜腺發(fā)達(dá),繁育不育系或配制雜交種,種子產(chǎn)量高,千粒質(zhì)量可達(dá)10g;肉質(zhì)根長(zhǎng)圓柱形,皮綠色,肉質(zhì)深紫紅色,肉質(zhì)色均勻,外皮光滑、側(cè)根少,單株根質(zhì)量500g以上。XB植株葉片為花葉,花器官正??捎赓|(zhì)根性狀與XA完全一致。
XA與不同父本雜交,皮色、肉色表現(xiàn)豐富多樣,由此可見(jiàn),雜種一代肉質(zhì)根皮色、肉色的遺傳較復(fù)雜,皮色和肉色相互影響;種子的顏色,也并不僅是母本的顏色,還表現(xiàn)出了部分父本種子的顏色;并且同一類型的父本與之雜交,后代表現(xiàn)不同,今后將進(jìn)一步研究心里美蘿卜皮色、肉色及種子顏色的遺傳規(guī)律。