一種利用甘藍CMS和DH系選育耐運中熟新品種的方法與流程
2023-10-07 00:04:54
本發明屬於農業科技中作物遺傳育種學科，具體涉及一種利用甘藍CMS和DH系選育耐運中熟新品種的方法。
背景技術：
高山蔬菜是越夏蔬菜生產和供應的主要基地，是我國夏季蔬菜生產的天然菜園。高山蔬菜是我國二十世紀九十年代迅速發展起來的一種蔬菜新型生產模式，是解決蔬菜「夏淡」供應，實現蔬菜周年均衡上市的主要途徑。高山甘藍種植在我國發展很迅速，面積逐年增加，高山甘藍栽培品種的最大特點是要求品種耐運輸，這樣可使高山產地甘藍通過運輸到達市場不影響其商品性；但以往高山甘藍品種缺乏或被國外品種佔領，是國內甘藍育種所面臨的一個主要問題。分析其原因，以往國內甘藍種植基地主要分布在城市近郊，品種選育只重視品質和產量，缺乏結球緊實，葉質厚，粗纖維含量較高的耐運育種資源，品種選育一時跟不上高山所需結球緊實耐運輸的中熟甘藍品種。基於高山甘藍栽培基地品種需求，我們通過甘藍小孢子培養技術體系選擇葉質富含粗纖維，葉肉厚和耐運輸的國外引進雜交種，創製目標自交系與國內結球緊實、品種優良自交系，通過雜種優勢途徑培育適宜高山種植品種列為了我們甘藍育種目標；經過科研攻關研究所選育的「高山一號」甘藍品種實現了育種目標，從而可滿足高山甘藍產業的可持續發展。
技術實現要素：
針對上述現有技術中存在的問題與缺陷，本發明的目的在於提供一種甘藍利用CMS和DH系選育耐運中熟新品種的方法，經該方法育成的甘藍品種高山一號經品種比較試驗、品種區域試驗和生產示範，表現品種中熟，雜種優勢顯著，綜合經濟性狀優良，耐運輸，抗病性和豐產性突出，品種適應性強，增產優勢穩定。
為了實現上述目的，本發明採用的技術方案是一種利用甘藍CMS和DH系選育耐運中熟新品種的方法，具體包括下列步驟：
1)母本種質材料DH09-MP01-78CMS的選育
母本DH09-MP01-78CMS胞質雄性不育系是利用Ogura甘藍胞質雄性不育係為母本材料與保持系DH09-MP01-78M2雜交後，再經5代回交轉育而成；
母本保持系DH09-MP01-78M2是通過甘藍游離小孢子培養技術，利用甘藍自主選配優質雜交種的小孢子培養創製的DH系。
2)父本種質材料DH11-52-81M3的選育
父本DH11-52-81M3系是由甘藍中熟品種「超越」，經過游離小孢子培養獲得DH11-52-81株，再經自交繁殖獲得的DH系DH11-52-81M3。
3)雜交種選配
雜交種選配以甘藍胞質雄性不育系DH09-MP01-78CMS為母本與DH系DH11-52-81M3為父本雜交配製育成DH09-MP01-78CMS×DH11-52-81M3組合，命名為甘藍「高山一號」品種。
高山一號經品種比較試驗、品種區域試驗和生產示範，該品種在陝西省主要高山蔬菜栽培區寶雞鳳縣、太白等地進行品種比較試驗和示範，雜種優勢顯著，綜合經濟性狀優良，耐運輸，豐產性突出，品種適應性強，增產優勢穩定，比對照珍奇品種增產幅度9.7％～14.1％。
高山一號高抗病毒病和黑腐病，耐運輸、耐裂球，葉球商品性好，葉球外觀符合消費者習慣；球葉片肉厚、質地脆硬，生食香甜。
附圖說明
圖1為母本甘藍胞質雄性不育系DH09-MP01-78CMS選育圖。
圖2為母本甘藍胞質雄性不育系DH09-MP01-78CMS性狀圖。
圖3為父本DH系DH11-52-81M3的選育圖。
圖4為父本DH系DH11-52-81M3性狀圖。
圖5為甘藍高山一號品種選育圖。
圖6為甘藍高山一號品種整體性狀圖。
圖7為甘藍高山一號品種打開性狀圖。
具體實施方式
以下通過發明人給出的具體實施例和具體區域試驗對本發明的有益效果作進一步的詳細說明。
實施例1
1.材料來源
1.1母本種質材料DH09-MP01-78CMS的選育
母本DH09-MP01-78CMS胞質雄性不育系是2009年利用甘藍Ogura胞質雄性不育系與保持系DH09-MP01-78M2雜交後，經5代回交轉育而成；母本系性狀穩定，不育性徹底，開花正常，蜜腺發達,雄蕊退化，雌蕊正常，植株生長健壯，低溫不黃化，無花粉粒，常溫下植株和花器除不育性外一切正常；種株分枝性較強，平均種株高112.5cm，花期36天。熟性中早熟，定植到收穫60天；葉球圓型，中心柱5.8cm，緊實度0.67，外葉綠色，蠟粉中等，抗病毒病兼抗黑腐病，耐裂球，較耐運輸，配合力高。
母本保持系DH09-MP01-78M2是通過甘藍游離小孢子培養技術，利用甘藍自主選配優質甘藍雜交種的小孢子培養創製的DH系。
母本種質材料DH09-MP01-78CMS的選育技術路線圖(圖1)和其性狀表現(圖2)。
1.2父本種質材料DH11-52-81M3的選育
父本DH11-52-81M3是利用甘藍中熟品種「超越」的游離小孢子創製而成，2011年獲得DH11-52-81株，2013年獲得DH11-52-81M3系。經2012～2013年田間農藝性狀鑑定，於2013年育成的性狀高度整齊，基因遺傳性穩定、是一個結球緊實，葉肉厚、粗纖維較多，抗病性強的雙單倍體自交系；熟性中熟，秋栽培定植到收穫78天，葉色綠色，蠟粉多；葉球圓形，中心柱4.9cm，葉球緊實度0.75；抗病毒病兼抗黑腐病，耐裂球，耐運輸；平均種株高120.3cm，花期37天左右，花器正常，花粉量大，配合力高。
父本DH系DH11-52-81M3的選育圖(圖3)和其形狀表現(圖4)。
1.3雜交種選配
利用甘藍胞質雄性不育系DH09-MP01-78CMS和DH系DH11-52-81M3雜交配製育成，命名為高山一號。
1.3.1高山一號的特徵特性：
高山一號(DH09-MP01-78CMS×DH11-52-81M3)為甘藍中熟雜種一代品種，定植到收穫75天左右；植株株型直立，外葉深綠色，葉面平滑，蠟粉中，葉球綠色；植株開展度42.5cm，外葉數14～15片，單球重1.8kg左右，葉球圓型，葉球緊實度0.73，中心柱長度4.3cm，小於球高1/6，幫葉比21.0％。高抗病毒病和黑腐病，結球緊實，耐運輸，耐裂球。甘藍高山一號品種選育圖(圖5)性狀圖(圖6和圖7)。
1.3.2高山一號的品種品質：
葉球商品性好，葉球外觀符合消費者習慣；球葉片質地脆硬，風味品質優良。
其主要營養成份分析：粗纖維3.5％，Vc43.45mg/100g,可溶性糖5.2％，乾物質9.28％。
1.3.3適宜地區和產量水平
該品種為甘藍耐運中熟品種,主要適宜高山越夏和北方地區秋季、南方地區秋冬季栽培,667㎡產量平均水平4840.5kg。
1.3.4栽培技術要點
1)播期：陝西省太白高山甘藍基地栽培3月下旬～4月中旬育苗；667㎡播種量35～50g。
2)栽培畦式：平畦或半高畦地膜覆蓋栽培。
3)定植：深翻土地，施足基肥，耙平土壤，整平畦或半高畦覆蓋地膜。當幼苗長有6～7片真葉時定植。定植密度行距45～50cm，株距35cm，667m2栽培4000～4500株。
4)田間管理：
①灌水：苗子定植時在地膜上開穴、栽苗，隨後用容器澆水封土。高山夜晚空氣溼度較大、雨水較多，以後植株生長中可不澆水，但需設置排澇渠，防止雨水澇災。
②施肥：施肥以廄肥或複合肥作基肥，定植後7～10天結合中耕蹲苗時追第一次肥，以後分蓮座中期，包心前期和中期分次追肥，植株封壟前追肥器追肥、封壟後葉面追肥，每次追肥尿素20～30公斤/667㎡和鉀肥5公斤/667㎡，葉面追肥2-5％濃度，結球後期，則不必再追肥。
③蟲害防治：選用黃板、滅蟲燈、性誘劑等物理方法或低毒、無公害農藥防治菜青蟲、蚜蟲、螞蟻、甘藍夜蛾等害蟲。
試驗例1
組合選配:2013年依照高山甘藍品種選育目標和雜交種親本選配原則，開始選擇以DH09-MP01-78CMS等5個圓球型胞質雄性不育係為母本，選擇以DH11-52-81M3在內的經濟性狀優良、配合力高和耐運輸、耐裂球，抗病性強的共8個DH係為父本，雜交配組對配合力進行研究分析(圖5)，2013～2014年經多點品種比較試驗，結果表明DH09-MP01-78CMS×DH11-52-81M3組合表現雜種優勢顯著，綜合經濟性狀優良，耐運輸，結球緊實，符合新品種育種目標，定植到收穫75天左右，品質優良，葉質脆硬，商品性好，葉球圓形，緊實度不小於0.7，幫葉比小於30％，優質性、抗病性和產量均優於對照品種「珍奇」(表1)。
表1：甘藍「高山一號」主要目標性狀比較結果
2.「高山一號」品種創新點
2.1葉球葉片肥厚、結球緊實，耐運輸。
經2014年對高山一號葉球外層5片球葉片厚度和重量測定結果表明，高山一號單個球葉片平均厚度0.26cm，平均重28.9g，分別比對照珍奇增加21.2％和12.6％；高山一號葉球緊實度0.77，結球緊實，耐運輸。(表2)
2.2品質優良，葉肉富含粗纖維，葉片幫少。
經2013-2014年品比調查分析和口感評定，高山一號品種與對照珍奇品種比較，品質優良，球葉脆硬、香甜，中心柱長度4.3cm、佔到葉球高1/6，短於對照2.7cm；幫葉比21.0％，小於對照2.9％；粗纖維3.5％，高於對照0.7％，高於普通品種1.9％。(表2)。
表2:高山一號品種目標性狀優質性鑑定結果
2.3耐裂球、高抗病害。
經多年田間鑑定，晚收5天裂球指數小於1級，裂球率小於2％，耐裂球；經田間抗病性鑑定。高抗病毒病和黑腐病。(表3)
表3:高山一號品種目標性狀耐裂性和抗病性鑑定結果
2.4豐產性強。
高山一號品種與對照珍奇品種比較，經品種比較試驗、區域試驗和生產示範，連續4年豐產性突出，高山一號平均產量4840.5kg/667㎡，比對照珍奇品種增產11.0％。
(1)品比試驗：2013～2015年連續三年品種比較試驗，結果表現為：三年高山一號品種平均畝產量為4906.6kg/667㎡，對照品種珍奇平均產量為4370.0kg/667㎡，高山一號比對照增產12.3％。(表1)
(2)區域試驗：2015～2016年連續兩年省內區域試驗結果表現，兩年高山一號品種平均產量4851.1kg/667㎡，對照品種珍奇平均產量為4385.2kg/667㎡，高山一號比對照增產10.6％。2015年高山一號品種區試，在鳳縣點比對照增產幅度最大，增產14.6％，在太白點比對照增產幅度最小，增產10.1％；2016年高山一號品種區試，在太白點比對照增產幅度最大，增產11.5％，在鳳縣點比對照增產幅度最小，增產7.6％。(表4)
表4 高山一號品種區域試驗產量結果
(3)生產示範：2015～2016年連續兩年生產示範產量結果，高山一號平均畝產4840.5kg/667m2，對照品種珍奇平均畝產量為4362.2kg/667㎡，高山一號比對照增產11.0％。(表5)
表5 高山一號品種生產示範產量結果
2.5植株性狀整齊一致。
高山一號品種是利用甘藍DH系代替自交系作為雙親配製出的雜種一代中熟甘藍品種，其DH系基因型的高度一致性使「高山一號」品種田間的植株形態、葉色和結球性表現高度整齊。
3.結論
高山一號(DH09-MP01-78CMS×DH11-52-81M3)為甘藍中熟雜種一代品種，定植到收穫75天左右；利用甘藍胞質雄性不育系DH09-MP01-78CMS和DH系DH11-52-81M3雜交配製育成，雙親均為雙單倍體自交系(DH系)，雜種一代田間表現整齊度高，植株株型直立，外葉深綠色，葉面平滑，蠟粉中，葉球綠色；植株開展度42.5cm，外葉數14～15片，單球重1.8kg左右，葉球圓型，葉球緊實度0.73，中心柱長度4.3cm，小於球高1/6，幫葉比21.0％。高抗病毒病和黑腐病，結球緊實，耐運輸、耐裂球。商品性好，葉球外觀符合消費者習慣；球葉片質地脆硬、香甜，風味品質優良。品種豐產性好，平均產量4840.5kg/667m2，比對照珍奇品種增產11.0％；是一個中熟甘藍耐運抗病新品種。
本發明中涉及到的遺傳資源DH09-MP01-78CMS、Ogura、DH09-MP01-78M2、DH11-52-81M3均來自於西北農林科技大學園藝學院種子庫。