王俊生+阮先樂(lè)+范小芳+陳龍

摘要：為選育甘藍(lán)型無(wú)花瓣黃子高油油菜（Brassica napus L.）品種，以顯性黃子油菜品系06H440為母本，與自育黑子無(wú)花瓣品系A(chǔ)P1進(jìn)行雜交、回交和連續(xù)多代自交，不同回交世代群體隔離種植，以無(wú)花瓣和黃子性狀為選擇標(biāo)記，采用單株選擇和混合選擇相結(jié)合，品質(zhì)篩選和抗病鑒定相結(jié)合，選育出一系列甘藍(lán)型無(wú)花瓣黃子油菜品系。這些品系表現(xiàn)出完全無(wú)花瓣、黃色種皮、品質(zhì)符合低芥酸和低硫甙指標(biāo)、含油量高、抗菌核病能力較強(qiáng)及可作為親本配制高產(chǎn)高油雜交油菜品種等多項(xiàng)優(yōu)良性狀。

關(guān)鍵詞：油菜（Brassica napus L.）;無(wú)花瓣;黃子;選育

中圖分類號(hào)：S565.4 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ?文章編號(hào)：0439-8114（2014）20-4805-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2014.20.008

Breeding Rapeseed （Brassica napus L.） Lines with Apetal and Yellow-Seed

WANG Jun-sheng， RUAN Xian-le， FAN Xiao-fang， CHEN Long

（College of Life Sciences and Agriculture， Zhoukou Normal University， Zhoukou 466001， Henan， China）

Abstract： For developing apetalous lines of Brassica napus L. with yellow-seed trait and high oil content， a hybrid combination was made between yellow-seed line “06H440” and apetalous lines “AP1” with black seed coat， and their backcross（AP1 used as female） were made. Under the condition of isolation， a way of combining individual plant and bulk selection， quality and disease resistance was identified for each backcross groups from BC1F1-BC1F5， then a series of apetalous lines with yellow-seed trait were obtained. These lines had “double-low” quality and high oil content with lodging resistance， high seed production， and strong resistance to sclerotinia stem rot. They can be used as key parents for high-yielding hybrids with high quality. The better apetalous lines with yellow-seed trait were developed， and a new way for breeding these lines was provided.

Key words： Brassica nupus L.; apetalous trait; yellow seed; breeding

菜油是我國(guó)居民消費(fèi)的主要食用油之一，而我國(guó)油菜（Brassica napus L.）年產(chǎn)量不足導(dǎo)致每年進(jìn)口油菜子總量占消費(fèi)總量的50%左右，因此提高油菜生產(chǎn)水平至關(guān)重要。高產(chǎn)高效油菜品種不但要求其具有較高的生產(chǎn)能力和優(yōu)良的品質(zhì)性狀，同時(shí)還應(yīng)具有較強(qiáng)的抗病能力，尤其是抗菌核病的能力。長(zhǎng)江流域油菜主產(chǎn)區(qū)每年因菌核病可導(dǎo)致10%～20%的產(chǎn)量損失，因此提高油菜抗菌核病的能力是油菜抗病育種的主要目標(biāo)之一。甘藍(lán)型無(wú)花瓣油菜花瓣缺失，可提高油菜葉片和角果的光能利用率，從而明顯提高油菜產(chǎn)量潛力[1-3]，而且無(wú)花瓣油菜具有明顯的形態(tài)避病作用[4-6]，即使在缺少菌核病抗性基因的條件下，菌核病的發(fā)病率也較低[6]，因此，選育無(wú)花瓣油菜品種受到育種家的青睞[7，8]。

黃子油菜與黑褐子油菜相比具有種皮薄、含油量高、毛油無(wú)色素、少雜質(zhì)及油色金黃清澈透明等優(yōu)點(diǎn)[9]，同時(shí)黃子油菜的餅粕蛋白質(zhì)含量高、氨基酸組成更合理，且纖維素與多酚含量低，飼料利用價(jià)值高，是生產(chǎn)植物蛋白質(zhì)的優(yōu)質(zhì)原料[10，11]，因此甘藍(lán)型黃子油菜育種已成為油菜育種的主攻方向之一。目前我國(guó)在黃子油菜育種方面已取得顯著成績(jī)，如陜西省雜交油菜研究中心選育的“秦榮2號(hào)”黃子雜交種含油量高達(dá)46.52%，貴州油料研究所選育的“油研9號(hào)”黃子雜交種含油量高達(dá)43.75%～51.08%，平均達(dá)46.45%，育成的“鼎油17”含油量高達(dá)44.05%[12]，“黔黃油21”含油量高達(dá)47.50%[13]，上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育的“申黃1號(hào)”雜交種含油量平均為45.60%[14]，這些品種均在我國(guó)油菜生產(chǎn)上發(fā)揮著重要作用。然而，把無(wú)花瓣和黃子性狀聚合于同一品種，選育無(wú)花瓣黃子高油油菜品種尚未見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)主要對(duì)顯性黃子和無(wú)花瓣雙低高油油菜品種的選育過(guò)程、特性及其抗菌核病的能力進(jìn)行研究，以期為高油油菜抗病育種提供理論指導(dǎo)。

1 ?材料與方法

1.1 ?試驗(yàn)材料

黃子親本品系06H440，是對(duì)“墾C1黃”進(jìn)行連續(xù)多代系統(tǒng)選育獲得的低芥酸、低硫甙、高含油量黃子自交系，抗倒伏性好[15]。無(wú)花瓣品系A(chǔ)P1，是通過(guò)甘藍(lán)型油菜品種間雜交選育的突變體材料，遺傳穩(wěn)定，品質(zhì)為低芥酸低硫甙，含油量約為41%，表現(xiàn)為黑子。菌核病菌源采用2011年受菌核病侵染的油菜根莖中的菌核，2013年10月10日在PDA培養(yǎng)基上培養(yǎng)，長(zhǎng)出菌絲后，10月25日活化，待用。

1.2 ?選育方法和過(guò)程

如圖1所示，利用顯性黃子品系06H440為母本，無(wú)花瓣油菜品系A(chǔ)P1為父本雜交獲得F1代，再以無(wú)花瓣AP1作母本與F1代回交，由于無(wú)花瓣受多對(duì)隱性基因控制，因此回交時(shí)盡量選擇更多的無(wú)花瓣單株與F1代雜交以獲得足量的BC1F1代種子，BC1F1代回交群體選擇具有花粉隔離條件的田塊種植，并且在花期大量選擇無(wú)花瓣單株和殘瓣單株套袋自交，收獲后進(jìn)行品質(zhì)分析，選留符合或接近雙低品質(zhì)、含油量較高的單株混合后隔離種植為BC1F2代群體，在BC1F2代群體中選擇300個(gè)無(wú)花瓣單株套袋自交，收獲后測(cè)定品質(zhì)，結(jié)合子粒色澤選留50個(gè)優(yōu)良單株，取等量子粒混合后種植為BC1F3代，重復(fù)BC1F2代工作直至獲得BC1F5群體，在該世代把選留的單株按照株系種植成株系獲得BC1F6代，在BC1F6世代各株系進(jìn)行農(nóng)藝性狀鑒定、品質(zhì)測(cè)試、黃子株率和黃子外顯度鑒定以及抗菌核病鑒定，最后選留了8個(gè)優(yōu)良的無(wú)花瓣黃子雙低株系。

1.3 ?菌核病鑒定方法

對(duì)獲得的無(wú)花瓣株系（BC1F6）田間種植5行區(qū)，長(zhǎng)2.5 m，行距0.4 m，種植密度為22.5萬(wàn)株/hm2。在田間自然發(fā)病條件下，于收獲前5 d（成熟期）調(diào)查油菜菌核病發(fā)病情況，按0～4級(jí)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)查菌核病害[16]。根據(jù)調(diào)查的病害級(jí)別計(jì)算每個(gè)參試品種的病情指數(shù)。

采用室內(nèi)離體葉片接種鑒定[17]，每株系分別摘取同一節(jié)位生長(zhǎng)較一致的新鮮葉片（一般為心葉以外的第1片葉）20片（分別來(lái)自20株），洗凈后放入盛水的大塑料盤(pán)中備用。將長(zhǎng)滿菌絲的培養(yǎng)基用打孔器打成半徑為2.0 mm的圓塊，將長(zhǎng)滿菌絲的一面貼于展開(kāi)的離體葉片上，蓋上塑料布保濕，置于20～25 ℃的培養(yǎng)室中培養(yǎng)。離體葉培養(yǎng)48 h后，用直尺測(cè)量葉片上的病斑直徑，按垂直方向測(cè)量2次，取平均值作為最后讀數(shù)，計(jì)算單個(gè)葉片菌斑面積，以20片被測(cè)定葉片的平均值作為該株系的鑒定結(jié)果。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?無(wú)花瓣黃子品系的選擇

雜交結(jié)果（表1）表明，F(xiàn)1代植株群體表現(xiàn)為有花瓣，BC1F1代群體中無(wú)花瓣（包括殘瓣）單株占調(diào)查植株總數(shù)的5.74%（88/1532），并且其中多數(shù)植株表現(xiàn)為缺少2～3瓣花瓣，表現(xiàn)為完全無(wú)花瓣的植株比例極低，呈現(xiàn)4～5對(duì)隱性基因遺傳，在BC1F1代群體開(kāi)花期選擇42株農(nóng)藝性狀優(yōu)良的無(wú)花瓣植株（包括缺少2瓣、缺少3瓣和完全無(wú)花瓣植株）套袋自交，收獲后選擇黃子粒和高含油量且符合雙低品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的8個(gè)植株等量混合后，種植獲得BC1F2代群體，BC1F2代群體共320株，無(wú)花瓣株率達(dá)54.69%，選擇優(yōu)良的無(wú)花瓣單株50株自交，最后選留15株黃子雙低高油植株留種等量混合種植為BC1F3代;在BC1F3～BC1F5代保持了大致相同的田間群體數(shù)和田間無(wú)花瓣選擇株率，但室內(nèi)選擇植株數(shù)相對(duì)增多，以保持群體具有豐富的遺傳多態(tài)性。隨世代增加，無(wú)花瓣株率得到大幅度提高，最終BC1F5代群體無(wú)花瓣株率達(dá)94.00%，且無(wú)花瓣度也達(dá)95.00%以上。從BC1F5代群體中嚴(yán)格選擇完全無(wú)花瓣植株50個(gè)，并在花期不同時(shí)段鑒定無(wú)花瓣表現(xiàn)，最終收獲穩(wěn)定表現(xiàn)的無(wú)花瓣植株42株，根據(jù)子粒顏色，結(jié)合綜合品質(zhì)，選留了含油量達(dá)45%以上的20個(gè)單株按照系譜法種植成小區(qū)獲得20個(gè)BC1F6代株系（WHBY1～20）進(jìn)行產(chǎn)量鑒定。

2.2 ?無(wú)花瓣黃子品系的主要經(jīng)濟(jì)性狀

對(duì)BC1F6世代的20個(gè)株系以種植密度22.5萬(wàn)株/hm2為條件種植，進(jìn)行農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀鑒定比較，最終保留了8個(gè)優(yōu)良的黃子無(wú)花瓣高油株系（表2），依次為WHBY1、WHBY6、WHBY7、WHBY9、WHBY11、WHBY14、WHBY15和WHBY18，可進(jìn)一步用于選育高產(chǎn)高油雜交種或改良親本。如表2所示，所選無(wú)花瓣黃子品系單株重量除WHBY7與WHBY11以外，其他品系均表現(xiàn)為超親;這些株系的千粒重和角果粒數(shù)均相對(duì)較高，如WHBY6、WHBY7、WBHY9、WHBY11、WHBY14及WHBY18角果粒數(shù)均明顯高于優(yōu)親06H440，WHBY1、WHBY15及WHBY18遺傳了黃子親本06H440較大的千粒重性狀（沒(méi)有超親表現(xiàn)）;所有中選無(wú)花瓣黃子株系全株有效角果數(shù)均高于雙親平均植（267.6個(gè)），其中WHBY7、WHBY11和WHBY14超過(guò)優(yōu)親AP1，因此從3個(gè)產(chǎn)量構(gòu)成性狀來(lái)看，中選株系基本保留了雙親的優(yōu)點(diǎn)，克服了缺點(diǎn)。就農(nóng)藝性狀而言，中選株系在株高、分枝位高這兩個(gè)性狀上，均低于06H440，其中WHBY6、WHBY9和WHBY14的株高和分枝位高明顯降低，達(dá)到了雜交選育優(yōu)良性狀重組的目標(biāo)。

2.3 ?無(wú)花瓣黃子品系品質(zhì)性狀與菌核病抗性

如表3所示，中選株系子粒的品質(zhì)測(cè)定結(jié)果表明，所有株系均符合雙低品質(zhì)要求，其中3個(gè)株系（WHBY7、WHBY15、WHBY18）的含油量超過(guò)優(yōu)親06H440，所有株系均超過(guò)雙親平均含油量（44.42%）;田間自然菌核病鑒定結(jié)果表明，各株系田間菌核病發(fā)病率和病情指數(shù)普遍低于雙親，與室內(nèi)離體葉片接種菌絲塊的鑒定結(jié)果具有明顯差異。不同株系間離體葉接種菌絲塊后產(chǎn)生的菌斑面積差異明顯，最小為0.74 cm2（WHBY11），最大為3.32 cm2（WHBY7），有的高于雙親，有的低于雙親，表明雜交后代中選株系的抗菌核病能力可能超過(guò)優(yōu)親，也可能低于優(yōu)親，應(yīng)在回交后代群體中加強(qiáng)對(duì)菌核病抗性的選擇。

3 ?討論

顯性黃子親本06H440具有低芥酸、低硫甙及高含油量等優(yōu)良品質(zhì)性狀，同時(shí)具有生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)、抗寒性和抗倒伏性好以及配合力較高的特點(diǎn)[15]，是較好的黃子雙低油菜改良親本。無(wú)花瓣品系A(chǔ)P1是通過(guò)甘藍(lán)型油菜品種間雜交選育的突變體材料，各性狀遺傳穩(wěn)定，品質(zhì)優(yōu)良，低芥酸低硫甙，含油量41%，表現(xiàn)為黑子，主要缺陷為含油量低、易發(fā)生倒伏等。為了聚合兩者的諸多優(yōu)點(diǎn)，本研究以顯性黃子親本06H440為母本，與AP1雜交，而后與AP1（作母本）回交一次，之后不同回交世代的回交群體中連續(xù)多代選株（以無(wú)花瓣或殘瓣為標(biāo)記性狀）自交，室內(nèi)保留了黃子和品質(zhì)較好的單株，中選單株種子等量混合后隔離種植，并保持一定的回交群體（以能夠選擇出足夠的無(wú)花瓣黃子單株），BC1F5代群體無(wú)花瓣株率達(dá)到94%，并且黃子株率達(dá)到96%以上。因此，采用單株選擇和混合選擇相結(jié)合的方法，可以快速有效地提高目標(biāo)性狀的純合速率，同時(shí)保持了群體具有相對(duì)較高的多態(tài)性。外品質(zhì)篩選和農(nóng)藝性狀測(cè)定相結(jié)合，使回交后代群體快速達(dá)到雙低高油的目標(biāo)。在BC1F6代保留較多的株系，有利于從其中選育出更好的抗病品系。因此本研究提供了一種有效地選育無(wú)花瓣黃子高油和抗菌核病油菜品種的方法。

通過(guò)對(duì)BC1F6代20個(gè)株系進(jìn)行田間農(nóng)藝性狀和菌核病抗性鑒定，最終獲得8個(gè)優(yōu)良株系，同時(shí)室內(nèi)離體葉片抗性鑒定結(jié)果表明，WHBY6、WHBY9、WHBY11、WHBY14和WHBY15株系菌斑面積小于親本平均值，其中WHBY9、WHBY11、WHBY14和WHBY15菌斑面積低于優(yōu)親，表明這些品系具有優(yōu)于或相當(dāng)于優(yōu)親的抗菌核病能力，具有較高的生產(chǎn)利用價(jià)值。田間自然發(fā)病率是基因型和環(huán)境互作的綜合表現(xiàn)，本研究中選株系田間菌核病發(fā)病率（抗病指數(shù)）與室內(nèi)離體葉片菌絲塊接種鑒定結(jié)果具有一定程度的相關(guān)性，但相關(guān)系數(shù)較?。òl(fā)病率和病情指數(shù)與菌斑面積相關(guān)系數(shù)分別為0.46和0.55），這可能與無(wú)花瓣油菜植株具有形態(tài)避病特點(diǎn)密切相關(guān)。

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3 ?討論

顯性黃子親本06H440具有低芥酸、低硫甙及高含油量等優(yōu)良品質(zhì)性狀，同時(shí)具有生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)、抗寒性和抗倒伏性好以及配合力較高的特點(diǎn)[15]，是較好的黃子雙低油菜改良親本。無(wú)花瓣品系A(chǔ)P1是通過(guò)甘藍(lán)型油菜品種間雜交選育的突變體材料，各性狀遺傳穩(wěn)定，品質(zhì)優(yōu)良，低芥酸低硫甙，含油量41%，表現(xiàn)為黑子，主要缺陷為含油量低、易發(fā)生倒伏等。為了聚合兩者的諸多優(yōu)點(diǎn)，本研究以顯性黃子親本06H440為母本，與AP1雜交，而后與AP1（作母本）回交一次，之后不同回交世代的回交群體中連續(xù)多代選株（以無(wú)花瓣或殘瓣為標(biāo)記性狀）自交，室內(nèi)保留了黃子和品質(zhì)較好的單株，中選單株種子等量混合后隔離種植，并保持一定的回交群體（以能夠選擇出足夠的無(wú)花瓣黃子單株），BC1F5代群體無(wú)花瓣株率達(dá)到94%，并且黃子株率達(dá)到96%以上。因此，采用單株選擇和混合選擇相結(jié)合的方法，可以快速有效地提高目標(biāo)性狀的純合速率，同時(shí)保持了群體具有相對(duì)較高的多態(tài)性。外品質(zhì)篩選和農(nóng)藝性狀測(cè)定相結(jié)合，使回交后代群體快速達(dá)到雙低高油的目標(biāo)。在BC1F6代保留較多的株系，有利于從其中選育出更好的抗病品系。因此本研究提供了一種有效地選育無(wú)花瓣黃子高油和抗菌核病油菜品種的方法。

通過(guò)對(duì)BC1F6代20個(gè)株系進(jìn)行田間農(nóng)藝性狀和菌核病抗性鑒定，最終獲得8個(gè)優(yōu)良株系，同時(shí)室內(nèi)離體葉片抗性鑒定結(jié)果表明，WHBY6、WHBY9、WHBY11、WHBY14和WHBY15株系菌斑面積小于親本平均值，其中WHBY9、WHBY11、WHBY14和WHBY15菌斑面積低于優(yōu)親，表明這些品系具有優(yōu)于或相當(dāng)于優(yōu)親的抗菌核病能力，具有較高的生產(chǎn)利用價(jià)值。田間自然發(fā)病率是基因型和環(huán)境互作的綜合表現(xiàn)，本研究中選株系田間菌核病發(fā)病率（抗病指數(shù)）與室內(nèi)離體葉片菌絲塊接種鑒定結(jié)果具有一定程度的相關(guān)性，但相關(guān)系數(shù)較?。òl(fā)病率和病情指數(shù)與菌斑面積相關(guān)系數(shù)分別為0.46和0.55），這可能與無(wú)花瓣油菜植株具有形態(tài)避病特點(diǎn)密切相關(guān)。

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3 ?討論

顯性黃子親本06H440具有低芥酸、低硫甙及高含油量等優(yōu)良品質(zhì)性狀，同時(shí)具有生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)、抗寒性和抗倒伏性好以及配合力較高的特點(diǎn)[15]，是較好的黃子雙低油菜改良親本。無(wú)花瓣品系A(chǔ)P1是通過(guò)甘藍(lán)型油菜品種間雜交選育的突變體材料，各性狀遺傳穩(wěn)定，品質(zhì)優(yōu)良，低芥酸低硫甙，含油量41%，表現(xiàn)為黑子，主要缺陷為含油量低、易發(fā)生倒伏等。為了聚合兩者的諸多優(yōu)點(diǎn)，本研究以顯性黃子親本06H440為母本，與AP1雜交，而后與AP1（作母本）回交一次，之后不同回交世代的回交群體中連續(xù)多代選株（以無(wú)花瓣或殘瓣為標(biāo)記性狀）自交，室內(nèi)保留了黃子和品質(zhì)較好的單株，中選單株種子等量混合后隔離種植，并保持一定的回交群體（以能夠選擇出足夠的無(wú)花瓣黃子單株），BC1F5代群體無(wú)花瓣株率達(dá)到94%，并且黃子株率達(dá)到96%以上。因此，采用單株選擇和混合選擇相結(jié)合的方法，可以快速有效地提高目標(biāo)性狀的純合速率，同時(shí)保持了群體具有相對(duì)較高的多態(tài)性。外品質(zhì)篩選和農(nóng)藝性狀測(cè)定相結(jié)合，使回交后代群體快速達(dá)到雙低高油的目標(biāo)。在BC1F6代保留較多的株系，有利于從其中選育出更好的抗病品系。因此本研究提供了一種有效地選育無(wú)花瓣黃子高油和抗菌核病油菜品種的方法。

通過(guò)對(duì)BC1F6代20個(gè)株系進(jìn)行田間農(nóng)藝性狀和菌核病抗性鑒定，最終獲得8個(gè)優(yōu)良株系，同時(shí)室內(nèi)離體葉片抗性鑒定結(jié)果表明，WHBY6、WHBY9、WHBY11、WHBY14和WHBY15株系菌斑面積小于親本平均值，其中WHBY9、WHBY11、WHBY14和WHBY15菌斑面積低于優(yōu)親，表明這些品系具有優(yōu)于或相當(dāng)于優(yōu)親的抗菌核病能力，具有較高的生產(chǎn)利用價(jià)值。田間自然發(fā)病率是基因型和環(huán)境互作的綜合表現(xiàn)，本研究中選株系田間菌核病發(fā)病率（抗病指數(shù)）與室內(nèi)離體葉片菌絲塊接種鑒定結(jié)果具有一定程度的相關(guān)性，但相關(guān)系數(shù)較小（發(fā)病率和病情指數(shù)與菌斑面積相關(guān)系數(shù)分別為0.46和0.55），這可能與無(wú)花瓣油菜植株具有形態(tài)避病特點(diǎn)密切相關(guān)。

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