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        彩花油菜研究現(xiàn)狀及進展

        2020-03-28 04:46:12蒲曉斌張德發(fā)李孝楠
        四川農(nóng)業(yè)科技 2020年1期
        關(guān)鍵詞:生產(chǎn)

        蒲曉斌,馮 林,張德發(fā),李孝楠

        (1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所,四川 成都 610066;2.四川省什邡市孝楠農(nóng)業(yè)科技有限責(zé)任公司,四川 什邡 618400)

        我國是世界油菜生產(chǎn)大國和消費大國[1-2],也是油菜雜種優(yōu)勢研究和利用最成功的國家[3-4]。但長期以來,我國油菜種植面積有限,產(chǎn)不足消;油菜生產(chǎn)機械化程度低,同時受國外大量進口油脂沖擊,種植的比較效益低下,農(nóng)戶的種植積極性不高,甚至出現(xiàn)部分土地被棄耕撂荒現(xiàn)象,進一步加劇了我國油菜籽和菜籽油消費的對外進口依存度[1-2]。

        如果能通過育種手段,探索油菜多元化開發(fā)和農(nóng)旅融合發(fā)展之路,既利用油菜花觀光發(fā)展鄉(xiāng)村旅游經(jīng)濟,又利用花后優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的成熟油菜籽榨油食用和餅粕做飼料用,實現(xiàn)油菜產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展,為充分保障我國食用植物油消費安全,有效降低食用植物油進口依存度高的潛在風(fēng)險,具有舉足輕重的戰(zhàn)略意義,同時可以契合農(nóng)村油菜產(chǎn)業(yè)提升、鄉(xiāng)村旅游產(chǎn)業(yè)興旺和鄉(xiāng)村振興的戰(zhàn)略需要。

        1 國內(nèi)外對油菜花色研究現(xiàn)狀

        國內(nèi)外已有研究表明,油菜的花色通常只有黃色和白色兩大類,但也有金黃、橙黃、乳白等顏色,不同材料或品種的花色間僅存在色澤深淺的微小差異[5-8],盡管白花對應(yīng)黃花為顯性遺傳性狀[5,9-29],但大面積生產(chǎn)上最常見的為單一的黃花品種,這可能是受育種材料所限制或生產(chǎn)習(xí)慣所造成,但是否與授粉昆蟲的訪花行為有關(guān)尚無定論[9,12-16,18-19]。

        在油菜的花色代謝調(diào)控中,主要是類胡蘿卜素和類黃酮素產(chǎn)生作用,合成苯基苯乙烯酮,從而呈黃花性狀。油菜中因缺乏查爾酮異構(gòu)酶基因、黃烷酮-3-羥基化酶基因、類黃酮-3’,5’-羥基化酶基因、二氫黃酮醇-4-還原酶基因、花青素合成酶基因和類黃酮3-D-葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶基因,無法合成飛燕草色素和天竺葵色素,所以在自然界中不存在紅色花、藍色花等彩色花瓣油菜植株[5-29]。迄今為止,國內(nèi)外尚未見有關(guān)彩花油菜自然突變研究的公開報道。

        2 彩花油菜的材料突破及初步研究進展

        作者所在的科研團隊及其合作伙伴無意識地向油菜中導(dǎo)入了特定近緣植物的花色素苷代謝途徑,在后代超大生產(chǎn)群體的開放授粉株中偶然發(fā)現(xiàn)了紅色花瓣單株(概率約二百萬分之一),再經(jīng)大量有性雜交轉(zhuǎn)育,自主創(chuàng)新出橘紅油菜花色材料“紫金花”(來源:M11A//87-8-19/原紅花/3/原紅花/M9401R/4/M1931R/原紅花),為世界首例(未公開報道)。

        隨后在四川省應(yīng)用基礎(chǔ)研究等項目經(jīng)費資助下,以自主創(chuàng)新的橘紅油菜花色材料“紫金花”為雜交親本,與現(xiàn)有甘藍型油菜蘿卜細胞質(zhì)不育源和恢復(fù)源材料大量雜交轉(zhuǎn)育,目前已獲得了朱紅色、橘紅色、桃紅色、蘿紫色、粉黛色、純白色、翠綠色、嵌合花色等一大批不同花色育種材料以及彩色花瓣三系雜交親本(圖1~5,配圖見封3,下同),并小規(guī)模試配制了有限數(shù)量的彩花雜交新組合,其中較優(yōu)的有2個(圖6、表1、表2及圖7、表3、表4)。后續(xù)深入研究還在緊張有序進行中。

        2.1 較優(yōu)彩花油菜自交系數(shù)例

        初步研究表明,“橘紅636-2”和“桃紅99-1”兩個彩花自交系不僅花色純合穩(wěn)定、美觀柔和、景觀搭配和環(huán)境增色功能強,而且具有明顯的產(chǎn)量優(yōu)勢??勺鳛橹卮笃贩N技術(shù)儲備,在今后完成知識產(chǎn)權(quán)合理保護的條件下,可以充任“油-花”兼用型多功能首選品種,實現(xiàn)農(nóng)旅融合發(fā)展,促進油菜產(chǎn)業(yè)提升和鄉(xiāng)村振興(見封3圖1、圖2)。

        而“朱紅4-1”、“粉黛58-3”和“翠綠73-1”三個彩花自交系雖然花色純合穩(wěn)定、花期環(huán)境美感十足,但農(nóng)藝經(jīng)濟性狀較弱,產(chǎn)量優(yōu)勢不明顯,有待進一步深入雜交改良(見封3圖3~圖5)。

        2.2 彩花油菜雜交新組合“天府橘紅616”

        經(jīng)初步鑒定,彩花油菜雜交新組合“天府橘紅616”花色純正、穩(wěn)定、鮮艷而柔和,花瓣平展寬大,花絲較長,花藥飽滿,花粉量充足,初花期較試驗示范區(qū)大面積生產(chǎn)油菜品種早2~3d(冬播初花期2月中旬;春播初花期7月上旬),末花期較試驗示范區(qū)大面積生產(chǎn)油菜品種晚5~7d(冬播末花期4月中旬;春播末花期8月中旬),花期持續(xù)時間通常較當?shù)卮竺娣e生產(chǎn)油菜長7~10d,冬播花期可長達60d以上,春播花期可長達50d以上,環(huán)境配色美觀大氣,柔和舒適,增色效果明顯,令人賞心悅目,意境濃郁。

        無論在冬播或春播條件下,均表現(xiàn)為植株較矮健,抗倒抗病抗寒力強,角果灌漿結(jié)實良好,籽粒飽滿圓潤,產(chǎn)量雜種優(yōu)勢明顯,成株期平均株高185~190cm,一次有效分枝8~12個,單株有效角果數(shù)458~482個,每果粒數(shù)14.3~16.7粒,千粒重3.74~3.82g,單產(chǎn)164.3~168.4kg/667m2,芥酸小于1%,硫苷小于45μmol/g餅,含油量高于41%,單產(chǎn)籽量與當?shù)卮竺娣e油菜生產(chǎn)水平相當,達到油菜品種登記和可供生產(chǎn)上大面積開發(fā)應(yīng)用水平(見封3圖6、表1、表2)。

        2.3 彩花油菜雜交新組合“天府桃紅909”

        經(jīng)初步鑒定,彩花油菜雜交新組合“天府桃紅909”花色純正、穩(wěn)定、悅目而柔和,花瓣平展寬大,花絲較長,花藥飽滿,花粉量充足,初花期較試驗示范區(qū)大面積生產(chǎn)油菜品種早1~2d(冬播初花期2月中旬;春播初花期7月上旬),末花期較試驗示范區(qū)大面積生產(chǎn)油菜品種晚3~5d(冬播末花期4月中旬;春播末花期8月中旬),花期持續(xù)時間通常較當?shù)卮竺娣e生產(chǎn)油菜長4~7d,冬播花期可長達55d以上,春播花期可長達47d以上,環(huán)境配色美觀大氣,柔和舒適,增色效果明顯,令人賞心悅目,意境濃郁。

        無論在冬播或春播條件下,均表現(xiàn)為植株較矮健,抗倒抗病抗寒力強,角果灌漿結(jié)實良好,籽粒飽滿圓潤,產(chǎn)量雜種優(yōu)勢明顯,成株期平均株高175~185cm,一次有效分枝7~10個,單株有效角果數(shù)435~472個,每果粒數(shù)12.8~15.2粒,千粒重3.43~3.68g,單產(chǎn)158.8~164.1kg/667m2,芥酸小于1%,硫苷小于45μmol/g餅,含油量高于41%,單產(chǎn)籽量與當?shù)卮竺娣e油菜生產(chǎn)水平相當,達到油菜品種登記和可供生產(chǎn)上大面積開發(fā)應(yīng)用水平(表3、表4)。

        表1 “天府橘紅 616”主要農(nóng)藝經(jīng)濟性狀表現(xiàn)

        表2 “天府橘紅 616”主要農(nóng)藝經(jīng)濟性狀表現(xiàn)(續(xù))

        表3 “天府桃紅909”主要農(nóng)藝經(jīng)濟性狀表現(xiàn)

        表4 “天府桃紅909”主要農(nóng)藝經(jīng)濟性狀表現(xiàn)(續(xù))

        3 彩花油菜的應(yīng)用前景

        油菜大面積生產(chǎn)上如果僅靠傳統(tǒng)意義上收取油菜籽榨油,勢必持續(xù)加劇成本高而效益低下的矛盾;僅以旅游觀花為目的而不考慮產(chǎn)量,一是目前大面積生產(chǎn)上油菜花色單一;二是觀花油菜旅游業(yè)發(fā)展?jié)摿τ邢蓿б嫣?。但如果能將油菜觀花旅游與榨油食用、餅粕飼用結(jié)合起來,通過油菜生產(chǎn)品種精巧布局,將不同花色優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)品種有意識形成生態(tài)景觀搭配種植,實現(xiàn)一、三產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展,在不降低經(jīng)濟產(chǎn)量的同時,美化鄉(xiāng)村旅游觀光環(huán)境,現(xiàn)實意義重大,產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用前景廣闊。

        將油菜彩花性狀與雜種優(yōu)勢利用相結(jié)合,實現(xiàn)彩花、品質(zhì)、產(chǎn)量及抗性同步改良和綜合增效,契合油菜多功能利用和多元化開發(fā)的產(chǎn)業(yè)需求。如果能培育出世界首創(chuàng)的彩花優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)突破性油菜雜交種,并對其開展配套技術(shù)和景觀搭配技術(shù)研究,對產(chǎn)業(yè)興旺和鄉(xiāng)村振興的促進意義重大。

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