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)科學院蔬菜花卉研究所,國家蔬菜改良中心山東分中心,山東省設(shè)施蔬菜生物學重點實驗室,農(nóng)業(yè)部黃淮地區(qū)蔬菜科學觀測實驗站(山東),濟南,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。蘿卜的雄性不育系研究開展較早,早在20世紀60-70年代,日本和我國的學者就開展了研究和利用,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道,而心里美蘿卜種子,多以提純復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年開花后進行鑒定,所有組合都表現(xiàn)為可育,沒有出現(xiàn)不育株,全部淘汰,說明滿堂紅沒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,8月上旬將以上組合所采種子于4℃環(huán)境下進行春化處理,開花后經(jīng)鑒定,有11個組合出現(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號的后代自交系,綠皮紅肉)9個自交系為父本,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。通過配合力測定,XA在與心里美蘿卜配制雜交組合時,F(xiàn)1表現(xiàn)穩(wěn)定,在肉質(zhì)根性狀、產(chǎn)量、肉質(zhì)色等方面具有較強的配合力。
②不育系驗證 2019年春季種植F1植株,植株開花育性出現(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對核基因控制的不育系。
通過配合力測定,XA×31(魯蘿卜6號后代自交系)組合,花葉,肉質(zhì)根表現(xiàn)整齊一致,長圓柱形,皮綠色、肉質(zhì)深紫紅色,單株根質(zhì)量750g左右,比對照魯蘿卜6號增產(chǎn)35.2%,較抗病毒病、霜霉病等,667m2產(chǎn)量可達8000kg。適于秋季種植??勺魉}卜生食。
XA植株葉片為花葉,不育系花器官正常開放,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,繁育不育系或配制雜交種,種子產(chǎn)量高,千粒質(zhì)量可達10g;肉質(zhì)根長圓柱形,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?,肉質(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,雜種一代肉質(zhì)根皮色、肉色的遺傳較復雜,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,今后將進一步研究心里美蘿卜皮色、肉色及種子顏色的遺傳規(guī)律。