一种不受环境影响的菜薹直立紧凑型种质资源的创制方法

摘要

一种不受环境影响的菜薹直立紧凑型种质资源的创制方法，其特征在于：选择苏州青类型普通白菜自交系Q2、苏州青类型菜薹自交系G11以及广东菜心常规品种中的绿宝60天菜心G5作为亲本材料，包括下列步骤：以G5为母本和Q2为父本，杂交获得杂交一代种子1F1；以G5为轮回亲本和1F1为父本，回交获得BC1F1；由BC1F1自交获得BC1F2；在BC1F2内选择株型紧凑的植株自交获得BC1F3；以G11为母本与BC1F3杂交获得2F1，BC1F3自交获得BC1F4；以2F1为母本与BC1F4杂交获得3F1；在3F1中选择株型紧凑的植株自交获得3F2；在3F2中选择株型紧凑、叶片直立、无侧芽和薹色油绿的植株自交获得3F3。本发明的菜薹直立紧凑型种质资源在种植时不受环境影响，集聚了无侧芽、薹色油绿无蜡粉和叶柄较短等优良商品性状基因。

说明书

技术领域

本发明涉及蔬菜育种领域，具体涉及一种不受环境影响的菜薹直立紧凑型种质资源的创制方法。

背景技术

菜薹在植物分类学上属于十字花科芸薹属芸薹种不结球白菜亚种菜薹变种，别称菜心、菜尖、菜蕻，食用器官是花薹及附着的薹叶，是原产于我国的特色蔬菜，是老百姓喜食的蔬菜种类之一。在长期栽培过程中，形成了一些专门用于生产菜薹产品的地方品种群，如湖北的红菜薹、广东的菜心，此外还有其它一些地方品种，如上海一刀齐、扬州菜薹等。

通常植株的叶片受到有效光辐照越多生物量积累也会越多，因此，塑造理想的株型是作物高产优质的前提，对于种植密度较大的菜薹来说，直立紧凑的株型是高产优质的理想株型，这是因为植株间互相干扰少，能充分利用光能并且通风好、病害相对会少些。现有的菜薹直立紧凑型种质资源数量极少且性状极易受环境影响而发生改变，目前还没有一种创制不易受环境影响的直立紧凑型种质资源的方法。尽管有些菜薹品种宣称株型直立紧凑，但根据我们实际观察发现目前应用的菜薹品种田间大多数植株间的叶片在中后期互相遮挡，通风不良易感病，普遍商品率比较低。极少数品种气候适宜时表现出直立紧凑性状，但是当环境变化时尤其在高温季节，株型就变得松散，商品性显著下降，严重制约了菜薹产量和品质的进一步提高，现有品种的株型有必要加以改良。再者，侧芽萌发性状是菜薹的重要商品性状之一，生产上要求在菜薹采收或者始花时，侧芽要尽可能不萌发或萌发不明显，而现有种质资源包括栽培品种侧芽萌发性状易受环境等因素影响，侧芽萌发性状表现不稳定，需要创制不易受环境影响的菜薹无侧芽种质资源。

目前菜薹育种主要还是以系统育种、常规杂交育种等传统方式为主，经过多年的选育，这些常规品种大多抗性水平不够高，水肥利用率低，产量和品质进一步提高的空间很小。众多研究表明菜薹存在着明显的杂种优势，能够极显著的增加产量提高抗性，采用杂种优势育种方式是今后菜薹育种工作的必然选择。在杂种优势育种的实践过程中，发现菜薹大多数杂交组合株型变得更加开展，侧芽萌发多，叶柄明显变长，商品性显著下降，尤其在不良环境下会加重表现，生产上难以应用。为了解决这一关键技术问题，当前主要采取的措施是选择父母本叶柄要短、株型要直立紧凑，由于目前菜薹种质严格符合此要求的还是很缺乏，总体上效果还不尽如人意，有必要大量创制不受环境影响的菜薹直立紧凑型种质资源，以适应菜薹优势育种的需求。

苏州老百姓素有在早春食用苏州青类型普通白菜花薹的习惯，俗称为菜尖，由于普通白菜需要低温长日照春化才能抽薹，一般在2月底开始上市，供应期短，仅为1个月。为了在其他季节也有菜薹上市，近年来引种了原产于华南的菜薹（即广东菜心），由于口感与本地产的菜尖有着明显的差异，市场接受度不高、发展较为缓慢，现有的菜薹品种难以解决此技术问题，必须选育适合苏州消费习惯的品种来解决上述技术问题，有必要创制适合苏州消费口感的种质资源，以满足育种需求。

综上所述，为了显著提高菜薹产量品质，需要大量不受环境影响的菜薹无侧芽直立紧凑型种质资源作为育种基础，目前还没有相关方法的公开报道，其次为了拓展菜薹消费区域也需要创制适合当地消费需求的种质资源，如何将他们聚合在一起目前也无相关方法的公开报道，有必要自主发明一种不受环境影响的菜薹无侧芽直立紧凑型种质资源的创制方法。

发明内容

本发明提供了一种不受环境影响的菜薹直立紧凑型种质资源的创制方法。利用广东菜心常规品种绿宝60天菜心（代号为G5）、苏州青类型普通白菜自交系Q2和苏州青类型菜薹自交系G11作为亲本材料，采用杂交和回交等常规育种技术以及多种后代选择方法，将株型紧凑、叶片直立、始花时侧芽不萌发和适合苏州消费口感等性状集聚在同一个种质材料中，创制了不受环境影响的菜薹无侧芽直立紧凑型种质资源，为成功选育出高产优质的新品种奠定了种质基础。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种不受环境影响的菜薹直立紧凑型种质资源的创制方法，选择广东菜心常规品种绿宝60天菜心、苏州青类型普通白菜自交系Q2和苏州青类型菜薹自交系G11作为亲本材料，至少包括下列步骤：

第一步，以所述广东菜心常规品种绿宝60天菜心为母本和所述苏州青类型普通白菜自交系Q2为父本杂交，获得杂交一代种子1F1；

第二步，以所述绿宝60天菜心为轮回亲本和所述杂交一代1F1为父本回交，获得回交一代的杂交一代种子BC1F1；

第三步，以所述回交一代的杂交一代BC1F1自交获得回交一代的杂交二代种子BC1F2；

第四步，在所述回交一代的杂交二代BC1F2内选择株型紧凑的植株自交获得回交一代的杂交三代种子BC1F3；

第五步，以所述苏州青类型菜薹自交系G11为母本与所述杂交三代BC1F3杂交获得杂交一代种子2F1，所述回交一代的杂交三代BC1F3自交获得回交一代的杂交四代种子BC1F4；

第六步，以所述杂交一代2F1为母本与所述回交一代的杂交四代BC1F4杂交获得新的杂交一代种子3F1；

第七步，在所述杂交一代3F1中选择株型紧凑的植株自交获得杂交二代种子3F2；

第八步，在所述杂交二代3F2中选择株型紧凑、叶片直立、始花时侧芽不萌发并且薹色油绿的植株自交获得杂交三代种子3F3，该杂交三代种子3F3即为不受环境影响的菜薹直立紧凑型种质资源；

所述菜薹直立紧凑型种质资源的形态特征为株型紧凑、叶片直立，始花时侧芽不萌发，株高为36~38厘米，株幅为19~21厘米，薹色油绿无蜡粉，主薹高为23~25厘米，主薹粗为1.5~2.5厘米，菜薹重59~62克；叶片长24.5~26厘米，叶片宽14~16厘米，叶柄长5.5~7厘米，叶片绿色有光泽近圆形，薹叶叶柄与薹夹角小，叶面平展与薹夹角小。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述广东菜心常规品种绿宝60天菜心的形态特征为株高26~28厘米，株幅28~34厘米，基叶叶片卵圆形，深绿色，叶片长17~19厘米，叶片宽7.5~9厘米，叶柄长5~6.5厘米，宽0.9~1.5厘米；薹叶狭卵形，菜薹紧实条匀，青绿有光泽，主薹高22~26厘米，主薹横径1.5~1.8厘米，菜薹重35~40克。所述绿宝60天菜心的来源是从广州引种得来的广东菜心常规品种，由广州市蔬菜科学研究所选育。

2、上述方案中，所述苏州青类型普通白菜自交系Q2的形态特征为株高17~18厘米，株幅24~25厘米，单株重278~283克，叶片数为20~22片，束腰性好，叶片近圆形，叶柄匙形，叶片深绿色，叶柄绿白色；抽薹时，薹绿色披有蜡粉，菜薹株型紧凑半直立，叶柄和节间距短，薹叶叶柄与薹夹角中等，叶面平展与薹夹角中等。所述苏州青类型普通白菜自交系Q2的来源是我单位从苏州农家菜地中选得的优良普通白菜单株，历经多代系统选育而来，较之原群体整齐度大大提高。

3、上述方案中，所述苏州青类型菜薹自交系G11的形态特征为株型紧凑，株高32~34厘米，株幅23~25厘米；薹绿色表面有蜡粉，菜薹重49~51克，薹粗1.5~2.2厘米，薹高21~22厘米；叶色绿，叶片近圆形，叶片长15~16厘米，叶片宽9~11厘米，叶柄长5~6厘米，叶柄宽1.5~2.0厘米，薹叶叶柄与薹夹角小，叶面平展与薹夹角大。所述苏州青类型菜薹自交系G11的来源是我单位从苏州普通白菜菜地中发现的易抽薹的植株，通过多代自交择优选择，获得的主要性状稳定的普通白菜类型菜薹自交系，可用于本地冬季菜薹生产。

4、上述方案中，所述杂交三代种子3F3为不受环境影响的菜薹直立紧凑型种质资源，此时所需要集聚的株型紧凑、叶片直立、始花时侧芽不萌发和适合苏州消费口感等性状已经稳定可以遗传给下代，但此时基因并不纯合，其他重要的农艺性状表现还不一致，可根据需要进一步择优提纯，亦可作为优良性状基因的供体亲本用于杂交选育中。

5、上述方案中，种质是指决定生物遗传性状，并将其遗传信息从亲代传给后代的遗传物质，是客观存在的实体，在遗传学上称为基因。在遗传、育种及生产上有利用价值的一切生物材料均可称之为种质资源，从育种的角度来说种质资源是培育新品种的物质基础，表现形式可以是：地方品种、改良品种、新选育的品种、引进品种、种子、突变体、野生种、近缘植物、人工创造的各种生物类型、无性繁殖器官、单个细胞、单个染色体、单个基因、甚至DNA片段等。

6、上述方案中，回交指的是两个亲本杂交产生杂种再与亲本之一进行杂交。用于多次回交的亲本称为轮回亲本，轮回亲本是接受改良的对象，是有利性状（目标性状）的接受者，又称受体亲本，只有第一次杂交时应用的亲本，它是目标性状的提供者，故称供体亲本。

7、上述方案中，所述菜薹在植物学分类上属于十字花科芸薹属芸薹种不结球白菜亚种菜薹变种，主要包括起源于华南地区的菜心（广东菜心）和湘鄂等地区的红菜薹、白菜薹以及其他地区以采收菜薹为主要目的的地方品种。菜薹可根据薹表面的颜色细分为绿菜薹、红菜薹和白菜薹，本发明所述菜薹均为绿菜薹。菜薹根据薹着生部位可分为主薹和侧薹，主薹为顶芽萌发形成，侧薹为侧芽萌发形成，本发明所述菜薹均为食用主薹的类型。

8、上述方案中，所述普通白菜在植物学分类上属于十字花科芸薹属芸薹种不结球白菜亚种普通白菜变种，本发明中所述普通白菜具体指苏州青类型。

由于上述技术方案的运用，本发明的构思及有益效果为：针对目前菜薹无侧芽直立紧凑型种质资源易受环境影响、优势育种需要不受环境影响的直立紧凑型种质资源以及缺少适合苏州消费口感的菜薹种质资源等技术问题，本发明构思了一种不受环境影响的菜薹直立紧凑型种质资源，将所需优良性状集聚到同一个种质材料中。不同的亲本材料具有各自的优缺点，其中，考虑到苏州青类型普通白菜优点主要是株型紧凑束腰、薹叶叶柄与花茎的夹角较小、叶柄短、叶形近圆形和口感适合苏州地区等，缺点主要是需要低温长日照春化才能抽薹开花、生育期长、薹和叶面常有蜡粉和节距较短等；苏州青类型菜薹优点与苏州青类型普通白菜相似，更容易抽薹，缺点是薹和叶面常有蜡粉，和产自广东的迟菜心相比生长期明显偏长；起源于华南地区的菜心优点是抽薹无需低温长日照，薹色油绿无蜡粉，节长适中，缺点是直立紧凑株型种质少、侧芽或多或少明显萌发且这些性状常易受环境影响。因此，我们利用苏州青类型普通白菜、苏州青类型菜薹和广东菜心作为亲本，采用杂交和回交等常规育种技术以及多种后代选择方法，将株型直立紧凑、始花时侧芽不萌发和适合苏州消费口感等性状集聚在同一个种质材料中，创制了不受环境影响的菜薹无侧芽直立紧凑型种质资源。

经过我们多次田间种植，高温季节与适宜季节作比较，明显可见本发明创制的菜薹种质资源依然保持侧芽不萌发和直立紧凑株型，叶柄和节长均未明显拉长，而传统的菜薹直立紧凑型种质资源在高温下显得株型开展（叶柄与花茎夹角明显变大），叶柄和节间明显拉长，说明本发明创制的菜薹无侧芽直立紧凑型种质资源不受环境影响，同时还集聚了薹色油绿无蜡粉和叶柄较短等优良商品性以及适合苏州消费口感等诸多优良性状基因。

本发明的特色在于人为打破地理隔阂，使得不同生态地区的普通白菜和菜薹基因得以互相融合，创制了一种不受环境影响的菜薹直立紧凑型种质资源，丰富了菜薹种质资源库，开创了一条菜薹种质创新的新路径。

菜薹在植物分类学上属于十字花科芸薹属芸薹种不结球白菜亚种菜薹变种，专门生产以花薹及薹叶为食用组织的蔬菜，其中菜心类型仅广东一省全年播种面积不少于20万公顷，是该省播种面积最大的蔬菜，年需要种子约1500吨，由于大多数是常规种子，产值约3000万元。本发明的菜薹直立紧凑型种质资源同时集聚了株型紧凑、叶片直立、始花时侧芽不萌发、薹色油绿无蜡粉、叶柄较短和适合苏州消费口感等优良性状基因，且这些性状在不同季节种植时田间表现稳定，能够稳定遗传不受环境影响。如果利用本发明创制的优质紧凑型种质资源，再结合优势育种技术，选育杂交一代品种，则市场份额可能会超亿元。随着老百姓从以前吃饱饭向吃得好、吃得稀奇和吃得健康等饮食多样化方向转变以及人口的流动性增强，许多地方特色蔬菜不再仅局限于主产地栽培，被引种到国内外，其中菜薹发展尤其快，消费市场正在不断扩大，国内外对于菜薹优质种子需求会越来越大，因此，本发明的应用前景也会越来越好。

附图说明

附图1是本发明实施例的菜薹无侧芽直立紧凑种质资源的创制流程图；

附图2是本发明实施例的菜薹无侧芽直立紧凑型种质资源田间单株照；

附图3是本发明实施例的菜薹无侧芽直立紧凑型种质资源田间整体照一；

附图4是本发明实施例的菜薹无侧芽直立紧凑型种质资源田间整体照二。

具体实施方式

根据当前菜薹育种需要制定新型种质资源的创制目标。

在以下的描述中，所涉及的亲本材料苏州青类型普通白菜Q2和苏州青类型菜薹G11是本单位自有的育种材料，亲本材料绿宝60天菜心是引自广州的菜心常规品种。

江苏太湖地区农业科学研究所（苏州市农业科学院）于2007年冬季开始进行不受环境影响的菜薹无侧芽直立紧凑型种质资源的创制工作，通过多年的研究填补了此类种质创制方法的空白，参见附图1所示的流程图，具体实施步骤如下：

2007年12月于大棚直播苏州青类型普通白菜自交系Q2，小区面积3平方米，定苗60株；2008年2月于大棚直播广东菜心常规品种绿宝60天菜心（代号G5），小区面积3平方米，定苗100株；2008年4月花期在G5中选择5株生长健壮叶柄短的单株去除雄蕊作为母本，在Q2中选择5株生长健壮的单株作为父本授粉杂交，种子成熟期混合采收获得杂交一代种子1F1。

2008年8月于大棚直播杂交一代种子1F1和G5，小区面积3平方米，定苗100株；10月花期在G5中选择5株生长健壮叶柄短的单株去除雄蕊作为母本，在杂交一代F1中选择5株叶柄短生长健壮的单株作为父本授粉杂交，种子成熟期混合采收获得回交一代的杂交一代种子BC1F1。

2009年2月于大棚直播回交一代的杂交一代种子BC1F1，小区面积3平方米，定苗100株，于齐口期在其中选择10株叶柄短、叶薹色油绿、叶片近圆形和长势健壮生育期相似的单株，其余植株拔除，套袋自交，采收期分别采收，每株取约100粒种子混合均匀获得回交一代的杂交二代种子BC1F2。

2009年8月于大棚直播回交一代的杂交二代种子BC1F2，小区面积9平方米，定苗约300株，于齐口期发现有10余株叶柄特别短、叶薹色油绿和叶片近圆形的单株，总体长势弱于其它植株，拔除其余单株，将上述植株套上防虫网，10月盛花期隔2天单株分别辅助人工授粉2次，种子成熟期分别采收，每株取约50粒种子混合均匀获得回交一代的杂交三代种子BC1F3。

2009年12月于大棚直播苏州青类型菜薹自交系G11，次年2月于大棚直播回交一代的杂交三代种子BC1F3，小区面积均为3平方米，定苗100株，于齐口期从G11内选择5株株型紧凑、叶柄柄角极小且长势健壮的单株待用，其余拔掉，于齐口期从BC1F3中选择10株株型特别紧凑、叶柄特别短、叶薹色油绿、叶片近圆形和长势健壮的单株待用，其余拔除，于4月花期以G11选中的单株为母本和以BC1F3选中的单株为父本去雄授粉杂交，种子成熟期分别采收，每个杂交取约100粒种子均匀混合统一编号获得杂交一代种子2F1。同期将选中的10株BC1F3在进入始花期前用防虫网套上，10月盛花期隔2天单株分别辅助人工授粉2次，种子成熟期分别采收，每株取约50粒种子混合均匀获得回交一代的杂交四代种子BC1F4。

2010年8月于大棚直播杂交一代种子2F1和回交一代的杂交四代种子BC1F4，小区面积3平方米，定苗100株，齐口期从2F1内选择10株株型紧凑、叶柄短柄角小且长势健壮的单株待用，其余拔掉，于齐口期从BC1F4中选择10株株型特别紧凑、叶柄特别短、叶薹色油绿、叶片近圆形和长势健壮的单株待用，其余拔除，于4月花期以2F1选中的单株为母本和以BC1F4选中的单株为父本去雄授粉杂交，种子成熟期分别采收，每个杂交取约50粒种子均匀混合统一编号获得杂交一代种子3F1。

2011年2月于大棚直播杂交一代种子3F1，小区面积9平方米，定苗300株，齐口期从中选择株型紧凑、叶柄较短柄角较小、叶形近圆、叶薹色油绿和生长正常且健壮的单株20株.其余拔除，始花期套上防虫网，10月盛花期隔2天单株分别辅助人工授粉2次，种子成熟后分别采收分别编号获得杂交二代种子3F2。

2011年8月于大棚直播杂交二代种子3F2，每个单株后代独自播一个小区，小区面积3平方米，定苗100株，齐口期发现其中1个小区植株表现为株型特别紧凑、始花时侧芽不萌发、叶柄中短、叶柄柄角极小、叶片直立、叶形近圆形、叶薹色油绿、薹粗壮且生长正常的健壮植株，从中优选20株单株于花期套网留种，从中优选10株结子较好的单株，分别采收分别编号获得杂交三代种子3F3。

2012年2月于大棚直播杂交三代种子3F3，每个单株后代独自播一个小区，小区面积3平方米，定苗100株，齐口期观察每个小区外观相差不明显，再根据植株总体壮况和食用品质，重点选留5个小区，每个小区再选留10株最为优良的单株挂牌，分别套上防虫网，再根据采收期结子等方面的综合表现，择优选留2个小区，每个小区重点选择2个单株种子分别采收分别编号获得杂交四代种子3F4。

2012年8月于大棚直播杂交四代种子3F4，4个单株后代独自播一个小区，小区面积3平方米，定苗100株，齐口期观察小区差异不明显，每个小区选留10株最为优良的单株，其余拔除，分别套上防虫网，每个小区于种子采收期选留2株结子表现优良的单株分别采收，每个单株分别取种子约100粒混合均匀获得杂交五代种子3F5。另外，开展田间种植试验评估待测种质性状及稳定性，分别在7月和10月播种杂交四代种子3F4和传统菜薹直立紧凑型种质资源作为对照，利用128穴盘育苗，苗龄4叶时移栽，种植面积10平方米，株行距为20厘米×25厘米，种植200株，待进入采收期时，田间单株整齐度一般，对这些单株进行观察品尝并前后对比，结果表明直立紧凑株型性状很稳定，侧芽也不萌发，口感也很好，所需优良性状均集聚到同一个种质材料中，初步创制了不受环境影响的菜薹无侧芽直立紧凑型种质资源，此时基因纯合度一般，可根据需要进一步自交纯合。

2013年2月于大棚直播杂交五代种子3F5，小区面积3平方米，定苗100株，齐口期选留20株最为优良的单株，其余拔除，分别套上防虫网，每个小区于种子采收期选留10株结子表现优良的单株分别采收，每个单株分别取种子约50粒混合均匀获得杂交六代种子3F6。

2013年8月于大棚直播杂交六代种子3F6，小区面积3平方米，定苗100株，齐口期选留20株最为优良的单株，其余拔除，分别套上防虫网，每个小区于种子采收期选留10株结子表现优良的单株分别采收，每个单株分别取种子约50粒混合均匀获得杂交七代种子3F7。另外，开展田间种植试验评估待测种质性状及稳定性，分别在7月和10月播种杂交六代种子3F6，利用128穴盘育苗，苗龄4叶时移栽，种植面积10平方米，株行距为20厘米×25厘米，种植200株，待进入采收期时，田间单株整齐度较好，对这些单株进行观察品尝并前后对比，结果表明直立紧凑株型性状很稳定，侧芽也不萌发，口感也很好，所需优良性状均集聚到同一个种质材料中，基本成功创制了不受环境影响的菜薹直立紧凑型种质资源，此时基因纯合度较好，可根据需要进一步自交纯合。

2014年2月于大棚直播杂交七代种子3F7，小区面积3平方米，定苗100株，齐口期选留20株最为优良的单株，其余拔除，分别套上防虫网，每个小区于种子采收期选留10株结子表现优良的单株分别采收，每个单株分别取种子约50粒混合均匀获得杂交八代种子3F8。此时种子纯度已很高，无侧芽直立紧凑型种质已集聚了更多的优良性状。

2014年8月于大棚直播杂交八代种子3F8，小区面积3平方米，定苗100株，齐口期选留20株最为优良的单株，其余拔除，分别套上防虫网，每个小区于种子采收期选留10株结子表现优良的单株分别采收，每个单株分别取种子约50粒混合均匀获得杂交九代种子3F9。另外，开展田间种植试验评估待测种质性状及稳定性，分别在7月和10月播种杂交八代种子3F8和传统菜薹直立紧凑型种质资源（对照），利用128穴盘育苗，苗龄4叶时移栽，种植面积10平方米，株行距为20厘米×25厘米，种植200株，进入采收期时，待测种质田间单株整齐度很好，分别选择20株有代表性单株进行考苗。见表1，结合前后播期的株高、株幅和最大叶叶柄与花茎的夹角数据变化，可见待测种质相较传统直立紧凑型种质资源而言直立紧凑性状变化辐度很小、待测种质在前后播期菜薹始花时侧芽均没有萌发，而对照侧芽萌发率变化辐度高达485.2%，可见待测种质非常稳定不受环境影响，并且叶柄长变化辐度也很小，说明外观品质很稳定。经取样多人品尝口感好适合苏州消费需求，所需的优良性状均集聚到同一个种质材料中，结合前面2年的田间鉴定试验，已经成功创制了不受环境影响的菜薹无侧芽直立凑型种质资源，且基因纯合度很高，见附图2~4。

表12014年夏秋季待测种质部分农艺性状汇总表

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。