青花菜小孢子供体与DH群体性状相关性初步研究

2012-04-29姚星伟,江汉民,文正华,单晓政,刘莉莉,牛国保,吴峰,孙德岭

天津农业科学 2012年2期

姚星伟,江汉民,文正华,单晓政,刘莉莉,牛国保,吴峰,孙德岭

摘要：比较了青花菜小孢子培养不同供体的DH群的性状表现，结果发现，供体双亲的性状决定了后代群体性状分离的程度，双亲差异程度越大，DH植株分离类型越多，并且具有明显的超亲优势。因此，在小孢子培养DH群体中，要想培养出类型多样的优良再生株系，供体的选择十分重要。

关键词：青花菜；小孢子培养；DH群体；相关性；供体

中图分类号：S635.3文献标识码：ADOI编码：10.3969/j.issn.1006－6500.2012.02.001

Preliminary Study on the Correlation Between Microspore Culture Donator and Character of DH Population of Brassica oleracea L.var. italica Plench

YAO Xing-wei，JIANG Han-min，WEN Zheng-hua，SHAN Xiao-zheng，LIU Li-li，NIU Guo-bao，WU Feng，SUN De-ling

（Tianjin Kernel Vegetable Research Institute, Tianjin 300384，China）

Ａｂｓｔｒａｃｔ: The article studied the correlation between microspore culture donator and character of DH population of Brassica oleracea L.var. italica Plench. The results showed that character of parents donor decided the separated types in the DH populations. The more variation of the parents differences,the more segregation of the DH population。So if you want to get all kinds of fine DH population, it is very important to select the microspore culture donor of Brassica oleracea L.var. italica Plench.

Key words: Brassica oleracea L．var．italica Plench;microspore culture;DH populations; correlation ; donor

青花菜(Brassica oleracea L.var. itallica P.)别名绿菜花、木立花椰菜、西兰花，属于十字花科芸薹属甘蓝种的一个变种，被誉为十字花科植物之王[1-2]。青花菜质地脆嫩、风味清香、营养丰富，还具有较强的保健功能，被列入抗癌保健食品。由于青花菜丰富的营养和独特的保健功能，深受消费者的喜爱[3]。

我国青花菜育种研究起步较晚，20世纪70年代初开始引进青花菜资源进行杂种优势利用研究，利用自交不亲和系还是青花菜育种的主要手段，目前也有个别单位开展了青花菜雄性不育选育工作[4]，但是两种选育方法都需要经过6～8年才能获得纯合自交系，新品种选育费时费力。日益成熟的游离小孢子培养技术不但可以缩短育种年限，提高育种效率，还可以使隐性遗传性状得到充分表达，获得各种性状有明显分离的纯系，创新种质资源，因此，小孢子培养技术受到国内外遗传育种学家的高度重视，这也是国内外研究单位纷纷开展此项工作的原因所在[5]。我国青花菜小孢子培养技术研究始于20世纪90年代，并且已经成功获得了DH群体（即双单倍体群体），然而，DH群体并没有真正应用于实际育种当中，其中DH群体中优良变异株率低，实际应用价值不高，是限制青花菜小孢子培养技术应用的主要原因之一。本研究试图通过筛选适合的小孢子供体提高青花菜DH群体中不同表型分离频率，获得表型各异的青花菜优良新种质资源，实现资源快速创新，为进一步进行青花菜新品种选育提供育种材料。

1 材料和方法

1.1 青花菜小孢子培养供体F1差异双亲和相似双亲的筛选

2009年7月20日于河北省玉田县播种青花菜高代纯合亲本材料50份,即LM-1～LM-50。8月25日定植于露地，每份材料定植16株，株行距40 cm×50 cm。正常田间管理。莲座期测量青花菜各亲本株高、株展原始数据，设3次重复。同时对株型、叶色、叶型以及有无侧枝等性状进行田间观察。花球采收前对花球成熟期、单球质量、花蕾大小和花蕾颜色进行田间观察。通过表型观察初步筛选出青花菜差异亲本材料和相似亲本材料。进一步利用测量获得的原始数据，通过方差分析，确定青花菜亲本材料差异显著性，进一步明确青花菜差异亲本材料和相似亲本材料。

1.2青花菜DH植株的获得

试验选取原先配制的青花菜差异双亲F1代材料51份、相似双亲F1代材料33份和相应自交系28份。2009年11月15日将青花菜杂交组合和亲本材料播种于河北省玉田县菜花种源基地温室内，2010年1月3日定植于温室内。正常田间管理，3月份当花序接近开花时，每次从花序上随机选取处于小孢子单核晚期为主的花蕾（一般长3.5 mm)，进行青花菜小孢子培养，共获得青花菜小孢子组培苗289株。

1.3青花菜小孢子供体与DH群体表型相关关系的确立

由于青花菜供体材料基因型不同，DH植株再生能力存在较大差别，少则2～5株，多则20～30株。DH植株过少无法进行统计学分析。通过计算表明，差异双亲09LM-12×09LM-13配制的F1作为供体获得DH植株有25株，相似双亲09LM-45×09LM-46配制的F1为供体获得DH植株有21株，纯合自交系09LM-7获得的DH植株有10株，共选择上述56株DH再生植株进行植物学性状观察，通过计算各群体的变异系数比较不同DH株系间的表型和性状分离差异程度。2010年7月15日将上述56株DH 再生植株定植于田间，正常田间管理，9—11月调查植株性状。

2结果与分析

2.1 区分相似双亲和差异双亲

供试的50份青花菜亲本试验材料，其中LM-15未出苗；LM-25、LM-29、LM-34、LM-37田间性状表现不一致；LM-39、LM-40、LM-41、LM-42、LM-43受10月底11月初大风降温天气影响，植株抗寒性差，绝大部分受冻害死亡。受到以上因素影响，实际获得40份青花菜亲本材料完整原始数据。对获得的40份青花菜亲本材料的株展、成熟期、株高分别进行单因素完全随机方差分析并进行多重比较。

从单因素方差分析的前提检验结果（表1）可以看出：株展处理间自由度为39，处理内自由度为80，相伴概率为0.088，大于显著性水平0.05，认为符合方差分析的条件，可以对数据进一步进行多重比较分析。株高处理间自由度为39，处理内自由度为80，相伴概率为0.563，大于显著性水平0.05，认为符合方差分析的条件，可以对数据进一步进行多重比较分析。而成熟期不适合进行单因素方差分析。

因此，本项目主要依据株展、株高和田间综合性状表现评价青花菜亲本差异与相似程度。对株高、株展进行方差分析，试验结果如表2。株展和株高方差检验的F值分别为82.34和128.527，大于F0.05，拒绝零假设，说明处理间存在显著差异，可以进一步进行多重比较分析。

多重比较具体结果由于数据庞大未能导入。多重差异比较可以得出结论：40份青花菜亲本材料按照株展共分为7类，组间材料存在显著差异，组内各材料之间没有显著差异。按照株高共分为9类，组间材料存在显著差异，组内各材料之间没有显著差异。综合株高、株展和田间性状观察结果，筛选出6种类型相似亲本，具体结果如下：类型1有LM-13、LM-14、LM-16、LM-35和LM-36；类型2有LM-7、LM-8、LM-9和LM-11；类型3有LM-1、LM-4、LM-20、LM-23、LM-26和LM-32；类型4有LM-6、LM-12、LM-21、LM-27、LM-38、LM-44、LM-48和LM-49；类型5有LM-45、LM-46和LM-47；类型6有LM-18和LM-19。其余各号LM-2、LM-3、LM-5、LM-10、LM-17、LM-22、LM-24、LM-28、LM-30、LM-31、LM-33、LM-34、LM-37、LM-39、LM-40、LM-41、LM-42、LM-43、LM-50在株高、株展和田间综合性状表现上各有差异。

2.2确立青花菜小孢子供体与DH群体表型相关关系

研究结果表明（表3）：以差异双亲为小孢子供体所获得的DH群体的成熟期、株高、株展以及单球质量、变异系数都远远高于相似双亲和纯合自交系为供体获得的DH群体，说明供体，尤其是供体双亲的性状基本决定了后代群体性状分离的程度。因此，选择差异双亲F1供体，培养出变异比例尽量高的再生株系，对小孢子培养获得纯系十分重要。

3讨论

对于各种作物双单倍体培养后代单株、供体、供体双亲的性状调查国内有一些报道[6-9]。张树根[10]利用花培法进行辣椒DH群体的构建后，与F2群体比较，分离类型明显增大。陈斌[11]对所获的辣椒花培品系的主要植物学性状的观察结果表明：双亲差异越大的供体，其DH再生个体性状分离程度越大，此项结果与本研究结果相吻合。缪体云[12]采用游离小孢子培养方法构建了甘蓝F1的群体，利用该群体重复试验数据建立了结球甘蓝主要农艺性状的数量性状主基因多基因混合遗传模型。

本次试验表明：供体双亲的性状决定了后代群体性状分离的程度，双亲差异程度越大，DH植株分离类型越多。对于育种家而言, 提高株系中选率是加快育种速度、提高选育速度的关键之一。而提高株系中选率，需要培养出优良变异比例尽量高的再生株系。因此，对供体的选择，即对供体和供体双亲的了解对于利用青花菜小孢子培养获得纯系进行育种十分重要。此外，我们还发现植物学性状分类结果与RAPD聚类分析结果不相符，考虑原因认为RAPD是在基因水平进行分类，与植物学性状表现相比更加精确。

参考文献：

[1] 詹玉丝，杨南方.夏栽青花菜品种筛选试验[J].河南农业科学，1999（2）：27-28.

[2] 刘维彬，周立朴，刘杰才，等.绿菜花蕾期授粉制种技术[J].内蒙古农业科技，2003（S2）:173-174.

[3] 孙德岭. 青花菜栽培与病虫害防治[J].天津：天津科技翻译出版公司,2011.

[4] 苏恩平，陈红辉，盛明峰，等. 青花菜新品种申绿二号的选育与栽培要点[J].上海蔬菜，2006（3）：21-22.

[5] 刘运霞，王晓武. 我国花椰菜种质资源及育种研究现状[J].北方园艺，2010，19:218-220.

[6] 张德双.白菜类蔬菜小孢子培养胚胎发生及再生株基因型分离比率[J].长江蔬菜，2004（2）:28-39.

[7] 陈广凤，宋广芝.小麦DH群体面粉色泽（白度）的遗传变异及其与主要品质性状的相关性分析[J].山东农业科学，2007（5）:8-11.

[8] 顾丽香，刘志增.玉米DH系产量及其构成因素一般配合力相关性分析[J].玉米科学，2008,16（2）：36-38.

[9] 李梅，孙德岭.甘蓝类蔬菜游离小孢子培养研究回顾与展望[J].天津农业科学，2004,10（1）：41-44.

[10] 张树根. 辣椒DH群体果实性状的分离及与F2群体的比较[J].中国农学通报，2006，12(22)：232-235.

[11] 陈斌，耿三省. 辣椒花药培养再生株后代性状分离的观察与研究[J].辣椒杂志，2006（1）：16-19.