CN101480164B

CN101480164B - 一种紫心大白菜新种质的选育方法

Info

Publication number: CN101480164B
Application number: CN2009100211656A
Authority: CN
Inventors: 张鲁刚; 张明科; 惠麦侠
Original assignee: Northwest A&F University
Current assignee: Northwest A&F University
Priority date: 2009-02-18
Filing date: 2009-02-18
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2029-02-18
Also published as: CN101480164A

Abstract

本发明公开了一种紫心大白菜新种质的选育方法，该方法以大白菜白心自交系95S17-1-1为母本，以紫菜薹自交系95T2-5为父本杂交，通过单株连续自交三代后，用橙色大白菜自交系02S597测交、继续单株自交，再经过5代即可育成外叶为绿色、球叶为紫色的紫心大白菜新种质。该方法不仅丰富了大白菜育种材料，而且为紫心大白菜新品种选育奠定了基础。开辟了紫心大白菜材料创新新途径，解决了紫心大白菜材料创制中仅仅使叶球部分呈现紫色的难题。

Description

一种紫心大白菜新种质的选育方法

技术领域

本发明属于农业的植物种质资源与育种领域，涉及一种大白菜新种质的选育方法，特别是一种紫心大白菜新种质的选育方法。

背景技术

大白菜是十字花科芸薹属(Brassica campestris L.ssp.Pekinensis(Lour.)Olsson)中最重要的蔬菜作物之一，原产中国，是我国乃至世界性大宗蔬菜。我国种质资源丰富，品种类型多样。因其营养丰富、产量高、耐贮运等诸多优点，深受我国人民的喜爱。据农业部2006年统计，全国大白菜播种面积为3935万亩，占蔬菜总播种面积的14.4％，栽培面积和产量居各种蔬菜作物之首，其生产在蔬菜种植业中占有主导地位，在国内蔬菜周年供应以及出口贸易中占有重要地位。在世界上很多国家如日本、韩国、朝鲜及东南亚等国家种植面积也很大。目前白菜已发展成为世界上普遍栽培的蔬菜。

随着社会的发展、进步和人民生活水平的提高，大白菜商品性和营养价值日益受到消费者的重视。球色育种(黄心、桔红心、紫心和其他花色品种的选育)可同时改进大白菜的商品品质和营养品质，已经成为新、奇、特大白菜新品种选育的新方向。

大白菜品质包括商品品质、风味品质和营养品质。商品品质指外观形态、色泽、包球方式、个体大小、整齐度与叶球紧实度等；风味品质包括生食脆嫩、味甜、熟食味鲜、易煮烂；营养品质则主要是指营养成分的多少，如糖、氨基酸、蛋白质、维生素、纤维素(膳食纤维)、矿物元素等。随着商品经济的发展，商品品质的重要性将与日俱增。风味品质和营养品质对消费者食用更具实际意义，随着人民生活水平的提高，人们对其要求也会愈来愈高。

作物的营养价值高低一般遵循颜色由深到浅的规律，颜色愈深其营养价值愈高。所以，各色食品的营养价值按顺序排列为黑色、紫色、绿色、红色、黄色、白色等。然而，我国开展大白菜品质育种的时间并不长，彩色大白菜的育种资源相对较少，高营养、高品质的品种更是稀少。西北农林科技大学自1993年就开始进行彩色大白菜选育工作，并于1996年育成黄心大白菜种质资源，于2002年育成彩色大白菜新品种，目前国内许多育种单位先后育成了橙色、橘红心、黄心大白菜品种。经营养分析表明(陕西省质量监督检验站测定)，橙色大白菜新品种“金冠1号”的球叶类胡萝卜素、VC、可溶性糖、粗蛋白含量分别为优质普通白菜秦白2号的3.12倍、1.30倍、1.15倍和1.26倍，纤维素减少18.5％，干物质提高11.73％。“金冠2号”大白菜的球叶类胡萝卜素、VC、可溶性糖、粗蛋白含量为优质普通白菜秦白2号的3.47倍、1.44倍、1.36倍和1.18倍，纤维素减少26.0％，干物质提高11.73％。张德双等比较了桔红心、黄心、白心和紫色大白菜的营养成分，结果表明：桔红心品种的Vc(30.6mg/100g)、β-胡萝卜素(0.26mg/100g鲜菜)、粗纤维、Ca、Fe和硫氰酸根等含量在4种类型中最高，而黄心品种的β-胡萝卜素、粗纤维、Ca、Fe和硫氰酸根等含量高于白心品种，白心品种除了Vc含量显著高于黄心品种外，其余营养成分均最低。因此，在大白菜品质育种中，应该以选育橙色、桔红心品种为主或者以桔红心的骨干亲本为轮回亲本进行杂交和多代的回交转育工作，富集和转育桔红心材料的高营养成分。

国内紫色白菜的选育比较晚，西北农林科技大学科技工作者于1999年开始创制紫色大白菜，在国家十五“863”计划“主要蔬菜分子育种技术和新品种选育”(2003AA207120)的资助下，于2004年育成外叶紫色的大白菜种质资源。孙日飞等(2006)通过大白菜与紫色芥菜杂交、连续回交，获得了紫红色大白菜新种质，并认为控制紫色性状的基因为显性，有助于紫色大白菜杂交种的选育，这种紫红色成分是由花青素类物质所致，因此，紫红色大白菜不但颜色诱人，而且因为花青素类物质的抗氧化作用使其具有一定的保健作用。张德双等(2007)通过大白菜与国外紫色小白菜品种“紫罗兰”杂交，其后代的不育度、不育株率均为100％，且初花期花蕾存在死蕾现象。研究者进一步采用多代回交转育的方法，得到2份紫色大白菜中间材料，但研究发现从回交一代开始，随着回交代数的增加，虽然每代都选择紫色的材料为转育母本，但是转育后代的紫色性状均发生不同程度的分离，结果转育后代中紫色的个体越来越少，同时，紫色个体中叶片紫色程度也存在差异，变化很大。研究者认为控制大白菜紫色性状的基因为部分显性，这类型的紫色材料可以在小白菜、半包球大白菜，如快菜类型和娃娃菜等紫色品种中应用。胡天华等2002年秋于浙江淳安一农家腌白菜田间发现2株叶片紫色的白菜单株，对其进行自交纯化获得一系列紫色深浅不一的株系，选择色彩较深的株系进一步自交纯化，于2004年获得基本稳定的紫色白菜材料4个，命名为淳安紫白菜。进一步以青梗白菜胞质雄性不育系7092311A为不育源为母本，用淳安紫白菜为转育父本，通过回交转育，获得回交3代的紫色白菜雄性不育系紫A。研究表明，紫色白菜胞质雄性不育系紫A的VC含量为283.2mg/kg，对照品种为227.2mg/kg，比对照提高24.65％。

2008年韩国株式会社多农在山东青岛成立了“中国多农”，销售韩国的“紫叶春娃娃菜”大白菜和“紫圣青梗菜”小白菜。“紫叶春娃娃菜”外叶紫色，内叶黄色，紫色叶子含有丰富的营养，商品性佳。“紫圣青梗菜”小白菜叶子紫色，叶柄绿色，胡萝卜素含量高，营养价值丰富。

紫心品种的选育有利于丰富大白菜品种的花样和特色。但目前报道的紫色白菜的表现都是外叶表现为不同的紫色：“多农紫叶白菜”为抗病抗抽薹，结球紧实，球形整齐。内叶深绿，外叶深紫，叶数多，叶片薄。球形为H形，叠抱，球重2.5-3公斤。“紫叶春娃娃菜种子”外叶紫色，内叶黄，抗病强，早熟，丰产。叠抱圆筒型，结球紧，抗抽薹，紫色叶子含有丰富的营养，商品性佳。“紫叶春青梗菜”叶面色紫，外背色绿，抗抽薹，植株生长快速，整齐度好，低温期节间伸长少，30～40天采收。胡天华等于2004年获得基本稳定的紫色白菜材料4个，命名为淳安紫白菜，其外叶为紫色。孙日飞等(2006)通过大白菜与紫色芥菜杂交选育的紫色大白菜，虽然没有结球，但叶片表现为紫色。张德双等以“紫罗兰”为紫色供体选育的紫色大白菜最外叶片正面为紫色，反面为绿色，正反面光泽度不同；紫色大白菜剖面没有表现完全紫色，而是多种颜色相间排列，具有紫色、白色(白色为叶柄的颜色)和黄色，球内叶片的正面表现为紫色，颜色比见光的叶片要浅，反面为绿色，而心部表现黄色。由于小白菜食用器官是外叶，没有结球的要求、所以上述的材料可以用于小白菜紫色育种。对于大白菜，由于食用器官是叶球，因此必要育成球叶紫色的材料，上述的材料不能直接在大白菜中应用，而且为了不影响植株正常生长，外叶最好为绿色，目前还没有相关的报道。

发明内容

为了能够育成球叶紫色的材料，育成更多颜色、抗病性、产量、品质都优于国外同类品种的大白菜新品种，并得到广泛利用，提高我国大白菜育种水平，本发明的目的在于，提供一种紫心大白菜新种质的选育方法，该方法育成的紫心大白菜新种质，其外叶和球叶外层叶片为绿色，叶球内层叶片由浅紫到心叶的深紫色，叶柄为白色。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种紫心大白菜新种质的选育方法，其特征在于，至少包括下列步骤：

将大白菜亲本系94S17-1-1与紫菜薹自交系95T2-5杂交，获得其正反交F₁；

种植220个F₁株，通过表型观察，全部单株自交留种，然后采用单粒传方法构建重组自交系；与此同时，从3个F₂群体各取200粒组成一个F₂大群体，观测统计紫色性状，明确大白菜紫色性状遗传特点；从重组自交系的自交3代(R3)群体中选择紫色、具有大白菜形态的植株与另一橙色大白菜自交系02S597测交，然后单株自交、从其后代中选择紫色的大白菜植株连续自交5代，获得紫心大白菜种质08S276。

所述用于杂交的大白菜自交系94S17-1-1的植株特征为：外叶浅绿色，叶柄白色，有叶翼，结球较紧实，花薹绿色，花蕾绿色，一级分枝数平均10个，果荚绿色，果喙较短。

所述用于杂交的紫菜薹自交系95T2-5的植株外形为：外叶绿色，叶面略带紫色，叶柄浅紫色，有1对叶翅，花薹紫色，花蕾紫色，一级分枝数平均7个，果荚紫色，果喙较长。

所述的紫心大白菜选育中，紫色、具有大白菜形态植株的繁殖，采取母株自交纯化及定向选择的方法，具体步骤为：于秋季大白菜收获前，严格按照选择标准选留中间材料，进行假植，安全越冬，于翌年3月初定植到40目纱网棚内，定植密度为行距60cm，株距40cm，花期套袋并固定专人授粉，花谢后及时喷药防治病虫害，并打掉新发的花枝，种株黄熟期采收。

本发明的方法所选育的紫心大白菜种质材料，颜色美观、抗病性强，品质优秀，产量稳定，不仅丰富了大白菜育种材料，而且为紫心大白菜新品种选育奠定了基础。开辟了紫心大白菜材料创新的新途径，解决了紫心大白菜材料的创制中仅仅使叶球部分呈现紫色的难题。

附图说明

图1是本发明的选育流程图；

图2是实施例的选育流程图；

图3是紫心大白菜新种质08S276的图片，其外叶和球叶外层叶片绿色，叶球内层叶片由浅紫到心叶的深紫色。紫心大白菜叶球剖面表现为外层叶片淡紫色，心叶完全紫色，见光后紫色加深，完成了结球性、球叶叶色两个性状的完美结合。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

具体实施方式

首先在明确大白菜紫色性状不同部位分布和遗传规律的基础上，探索出一条稳妥的紫心的大白菜育种材料的培育方法。

在以下的描述中，所涉及的种质材料是本领域技术人员能够得到的，例如：

大白菜自交系94S17-1-1是1994年从台湾AVRDC引入的M-77材料中，经多代单株自交分离、纯化，选育而成的早熟自交不亲和系。

紫菜薹95T2-5为当地常规紫菜薹经单株自交分离、纯化，选育而成的自交系。

大白菜自交系02S597是01S1024(西北农业学报，2007，16(1)：204～206)的姊妹系。

这里需要说明的是，本发明中涉及的大白菜自交系94S17-1-1、紫菜薹95T2-5和大白菜自交系02S597种质材料为西北农林科技大学白菜研究室自育材料，申请人给出一份西北农林科技大学的声明，在本申请之日起20年内上述材料可以提供给公众。

西北农林科技大学大白菜育种室于1999年开始着手进行紫色大白菜新品种的选育工作，通过大白菜与紫菜薹种间杂交和连续自交，通过仔细观察分析研究紫色性状为数量性状，采用多个大白菜自交系测交、自交等方式增加遗传交换、基因重组的机会，经过10代选育，获得紫心包球大白菜新种质，具体步骤参见图2：

1.1999年，以大白菜自交系94S17-1-1作为受体(母本)，紫菜薹自交系95T2-5为供体(父本)，杂交产生F₁。

2.2000年～2003年，从F₁开始，采取单粒传方法，构建大白菜与紫菜薹的重组自交系，得到自交3代的01R₁ ³后代群体。从中选择具有大白菜形态特征、心叶紫色的01R₁ ³-4植株与橙色大白菜自交系02S597进行测交，获得其F₁，即03YS12-3。

3.在00R₁ ²代，随机抽取3个F₂群体各200粒种子形成一个大的F₂群体，观测统计双亲、F₁和F₂的紫色性状，研究紫色性状遗传规律。分析表明，紫色性状呈不完全显性，为一对主基因控制，并受微效基因和环境条件的修饰或影响。

4.2004年～2008年，在测交后代中，选择具有大白菜形态、心叶紫色的植株连续自交、选择，即通过03YS12-3得到04S1296-1、继而得到05S1235-3、06S984-3、07S440-1、08S276，经连续5代自交选择，育成了紫心大白菜新种质08S276(图3)。其中前3代主要针对心叶紫色性状进行选择，后2代则兼顾紫心大白菜的包球特性选择。

该紫心大白菜新种质，其外叶和球叶外层叶片绿色，叶球内层叶片由浅紫到心叶的深紫色。紫心大白菜叶球剖面表现为外层叶片淡紫色，心叶完全紫色，见光后紫色加深，完成了结球性、球叶叶色两个性状的完美结合，丰富了大白菜种质资源，为培养紫心大白菜新品种奠定了基础。

Claims

1.一种紫心大白菜新种质的选育方法，其特征在于，至少包括下列步骤：

种植220个F₁植株，通过表型观察，全部单株自交留种，然后采用单粒传方法构建重组自交系；与此同时，从3个F₂群体各取200粒组成一个F₂大群体，观测统计紫色性状，明确大白菜紫色性状遗传特点；从重组自交系的自交3代01R₁ ³群体中选择具有大白菜形态特征并且心叶紫色的植株与另一橙色大白菜自交系02S597测交，然后单株自交、从其后代中选择具有大白菜形态、心叶紫色的植株连续自交5代，获得紫心大白菜新种质08S276。

2.如权利要求1所述的选育方法，其特征在于，所述大白菜自交系94S17-1-1的植株特征为：外叶浅绿色，叶柄白色，有叶翼，结球较紧实，花薹绿色，花蕾绿色，一级分枝数平均10个，果荚绿色，果喙较短。

3.如权利要求1所述的选育方法，其特征在于，所述的紫菜薹自交系95T2-5的植株特征为：外叶绿色，叶面略带紫色，叶柄浅紫色，有1对叶翅，花薹紫色，花蕾紫色，一级分枝数平均7个，果荚紫色，果喙较长。

4.如权利要求1所述的选育方法，其特征在于，所述的紫心大白菜选育中，具有大白菜形态特征、心叶紫色的植株的繁殖，采取母株自交纯化及定向选择的方法，具体步骤为：于秋季大白菜收获前，严格按照选择标准选留中间材料，进行假植，安全越冬，于翌年3月初定植到40目纱网棚内，定植密度为行距60cm，株距40cm，花期套袋并固定专人授粉，花谢后及时喷药防治病虫害，并打掉新发的花枝，种株黄熟期采收。