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引进的日本、韩国春萝卜种质性状鉴定与评价

2018-03-29徐文玲王淑芬刘辰刘贤娴

山东农业科学 2018年2期
关键词:鉴定性状

徐文玲 王淑芬 刘辰 刘贤娴

摘要:针对我国耐抽薹种质缺乏现状,从日、韩引进了12份春萝卜种质。为合理利用这些种质,进行了春季大田田间性状鉴定、人工春化耐抽薹鉴定、春季分期播种耐抽薹性鉴定、花期性状调查及不育种质胞质类型的分子鉴定。结果表明,除了从日本引进的1份种质不耐抽薹,其余11个种质耐抽薹性、早熟性等性状均适合春季播种。该鉴定结果,对合理、有效利用这些引进种质提供了理论依据。

关键词:春萝卜;性状;鉴定;耐抽薹

中图分类号:S631.102.4文献标识号:A文章编号:1001-4942(2018)02-0024-05

Abstract In view of lack of anti-bolting germplasms status in China,twelve spring radish germplasms were introduced from Japan and South Korea. To make better use of them, we carried out the identification and evaluation through agronomic traits in field in spring,anti-bolting after artificial vernalization and sowing at different stages in spring,flowering trait investigation, and cytoplasmic type of male sterile germplasms by molecular marker. The results showed that eleven germplasms which had anti-bolting and earliness trait were suitable for planting in spring expect one germplasm from Japan.The results provided theory basis for scientific and effective utilization of these germplasms.

Keywords Spring radish; Traits; Identification; Anti-bolting

耐抽薹、肉质根膨大快(早熟性好)是筛选春萝卜种质最重要的两个指标。日、韩两个国家一直致力于耐抽薹大白菜、萝卜育种研究,研究历史长,种质资源丰富,目前在春大白菜、萝卜研究方面处于国际领先地位。我国一方面缺乏耐抽薹萝卜种质资源,另一方面耐抽薹萝卜育种研究起步较晚,因此与日、韩相比,我国在萝卜耐抽薹育种方面仍然有较大差距。近十年来我国陆续引进了部分日、韩春萝卜品种在生产中推广使用,但类型较少。为防止生产用种类型单一化导致病虫害爆发,急需丰富春萝卜种质资源。

日本、韩国为提高萝卜品种的杂交率并防止亲本流失,育种中多采用不育系进行杂交育种,因此引进的萝卜材料中有不少种质为雄性不育系。目前,能够利用分子标记鉴定的萝卜不育胞质类型有Ogura、DBRMF 1和DBRMF 2、DCGMS及NWB等几种类型[1-4]。

为扩大耐抽薹春萝卜种质资源基因类型,选育出更多类型的春萝卜新品种,本研究引进了一批耐抽薹的日、韩春萝卜种质,对其进行室内及田间抽薹性、地上叶部及地下肉质根、胞质不育类型等性状的综合鉴定与评价,以期为科学利用耐抽薹与不育材料、加快我国耐抽薹萝卜育种提供数据支持。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试品种为引进的日本、韩国春萝卜种质12份和目前春季生产上常用的韩国白玉春萝卜(CK)。供試种质的基本信息见表1。

1.2 春萝卜种质性状鉴定方法

1.2.1 田间农艺性状调查方法 2015年于泰安市岱岳区、2016年于济南市唐王镇三园种苗基地进行了两次测产试验,并进行生物学性状及抽薹率调查。两次试验播种日期均为3月26日,收获日期为5月31日,均采用地膜覆盖、宽垄双行栽培,株行距30 cm×70 cm。小区面积为3.6 m2,各供试春萝卜种质设置3次重复,每小区为1次重复。

收获时统计各重复的总株数及抽薹株数(以肉眼看到现蕾为抽薹),在3次重复相同栽培位置连续取10株,测叶片重、肉质根重、叶片数、叶色、根长、根粗、入土长等性状,计算抽薹率、666.7m2产量,缩值系数0.9。

666.7m2产量(kg)=小区产量(kg)×666.7m2/小区面积×缩值系数(0.9)

抽薹率(%)=抽薹株数/总株数×100[5]

1.2.2 室内人工春化、春季分期播种抽薹鉴定及冬暖棚花期性状鉴定方法 室内人工春化耐抽薹鉴定:萝卜种子于28℃条件下催芽1 d,至90%以上种子萌芽后,放入4℃冰箱处理21 d[6]。然后播于营养钵中,在温度15~25℃、夜间补光至光周期16 h、光强6 000~8 000 lx条件下培养。播种35 d后,逐株调查现蕾期,调查时间为30 d[7]。

春季分期播种抽薹鉴定:为更加精确检测抽薹特性,2017年于山东省农业科学院蔬菜花卉研究所试验基地进行分期播种,播种时间分别为3月16日、3月26日,分别于5月20日、5月30日进行抽薹调查。小区面积2 m2,3次重复,每小区为1次重复。

冬暖棚花期性状鉴定:秋季11月上旬种株收获后栽到冬暖棚中,观察抽薹开花情况,包括育性、花药低温下发育情况。

1.2.3 不育胞质类型的分子鉴定 鉴定引进萝卜种质雄性不育细胞质类型的引物主要包括 3 对(见表2),为目前常用的鉴定胞质类型的引物[8-11]。

2 结果与分析

2.1 2015、2016年引进春萝卜种质资源的田间农艺性状

由表3可知,所有种质生长期在60 d左右,属于早熟类型,均为白皮白肉萝卜,L-10、L-12有淡绿肩。除L-11叶色为黄绿外,其它种质均为深绿。L-1、L-2、L-7的叶型为浅裂叶,其余均为深裂叶。各种肉质根长在28.8~41.8 cm,根形为长圆筒形,单根重在1.22~1.70 kg之间,其中L-1、L-2、L-7根皮全白,无绿肩,根型漂亮,商品性最好,另外这3份种质早熟性最好,肉质根膨大迅速,55 d即可开始收获,可以比其它品种提前上市,抢占市场。

由表4可知,除L-1、L-2、L-7、L-11有少量单株抽薹外,其余品种均未抽薹。L-1、L-2、L-7、L-11虽然抽薹,但抽薹率很低,不影响商品率。

对所有引进种质进行产量调查,由表5可知,除L-6、L-8、L-9外,其余种质的666.7m2产量均超过 5 000 kg,其中L-1、L-2、L-3、L-5、L-7、L-10、L-12均超过CK。L-1、L-2、L-7 666.7m2产量超过5 400 kg,远远高于对照。

2.2 室内人工春化、春季分期播种的抽薹鉴定及冬暖棚花期性状鉴定

因2015、2016年春季种植着重于肉质根及叶部生物学性状的综合鉴定,对抽薹性状是否因易受年份气温的影响而表现不稳定等因素未进行分析。为更加精确地对引进种质的抽薹特性进行鉴定,本试验又进行了室内人工春化及春季分期播种抽薹调查。由表6可知,在人工春化条件下,L-3、L-5、L-6、L-8、L-10、L-12均未抽薹,CK、L-1、L-2、L-7、L-9、L-11的抽薹率均超过10%。大田3月16日播种, L-1、L-2、L-7、L-11的抽薹率超过10%,CK、L-4的抽薹率在5%以下,其余未抽薹;3月28日播种,只有L-7、L-11超过10%。结合2015、2016两年田间种质抽薹率结果,可以将L-3、L-5、L-6、L-8、L-10、L-12归类为极耐抽薹类型,CK、L-4、L-9为耐抽薹类型,L-1、L-2、L-7为较耐抽薹类型,L-11为不耐抽薹类型。

因为引自日、韩萝卜材料存在对我国环境不适应情况,表现低温条件下花蕾黄化脱落、只抽薹不开花的情况,所以调查了冬季冬暖棚繁育条件下,引进材料在前期低温下的花蕾发育情况及花药的育性。由表6可知,L-1、L-2、L-7、L-11是雄性不育材料。L-3、L-6的花蕾黄化严重,在春季前后气温回升前,花蕾发育到2 mm左右就不再发育,慢慢黄化,最后脱落,无法进行正常的授粉留种;L-8、L-9的花蕾发育也不良,花蕾较瘪,花粉没有活性,也很难进行正常的授粉留种,在2月底3月初气温逐渐回升后,花蕾发育才逐渐正常,但由于前期花蕾脱落较多,此时开花盛期已过,能够结籽的花蕾不多,因此该性状需要改良。其它种质花蕾发育良好,结籽也正常。

2.3 引进春萝卜种质的不育胞质类型鉴定

用3对通用引物对L-1、L-2、L-7、L-11进行PCR鉴定以确定其胞质不育类型。由表7可知,在L-11中扩增出Orf138的特征条带,因此可以确定L-11为Ogura不育胞质类型。在L-1、L-2、L-7中扩增出1 777 bp大小的NWB的特征条带,因此这3份种质为NWB不育胞质类型。

3 讨论与结论

本试验中选用的对照为目前市场常见并且播种面积较广的白玉春萝卜,其抽薹特性、产量等性状非常有代表性。根据2015、2016两年春季大田种植的调查结果,引进的12份种质的抽薹特性、生长期、根型、产量均适合春季种植,由于不同种质间抽薹特性有差异,为防止先期抽薹,在春季播种期选择上,不同种质间也有差异。结合室内人工春化及分期播种的鉴定结果,引进种质L-3、L-5、L-6、L-8、L-10、L-12极耐抽薹,可以在3月中旬到3月底之间分期播种,只需进行简单的地膜覆盖保温即可,另外也可以利用小拱棚覆盖提前到3月初播种。L-4、L-9为耐抽薹类型,可以在3月下旬播种,如果进行小拱棚覆盖,可以提前到3月中旬播种。L-1、L-2、L-7为较耐抽薹类型,3月20日之前不适合播种,可根据当年的气温情况,选择3月下旬播种;这3份种质虽然属于较耐抽薹类型,但是根型漂亮,商品性好,另一方面肉质根膨大速度快,可以快速上市,特别适合早春种植。为降低特殊年份抽薹风险,这些种质可以选择优异株系进行提纯,作为育种材料,与其它耐抽薹种质进行测配组合,提高耐抽薹性,选育出更加耐抽薹的新种质。L-11为不耐抽薹类型,在春季种植有先期抽薹的危险,因此不适宜春季种植。另外该品种虽然不适合春季种植,但春性仍然优于普通秋季萝卜,并且萝卜肉质根性状优良,可以通过抽薹性状的转育,改良抽薹特性。

通过花蕾低温敏感性调查,引进的种质中4份低温下花蕾发育不良,只抽薹不开花,早期不易授粉成功,导致繁种率很低,因此在选育提纯过程中应有目的地选择低温下发育较好的单株,或进行一次杂交改良该性状。引进的种质中有4个雄性不育材料,通过PCR鉴定,确定了其胞质不育类型,可为将来进行不育性的转育提供理论依据。

参 考 文 献:

[1] Nee S H ,Lee H J,Lee S W ,et al.Development of a molecular marker specific to a novel CMS line in radish (Raphanus sativus L.)[J].Theor. Appl. Genet.,2005,111(6):1191-1200.

[2] Sunggil K,Heerae L,Suhyung P,et al. Identification of a novel mitochondrial genome type and development of molecular markers for cytoplasm classification in radish (Raphanus sativus L.) [J].Theor. Appl. Genet.,2007,115:1137-1145.

[3] Lee Y P,Park S, Lim C,et al.Discovery of a novel cytoplasmic male-sterility and its restorer lines in radish (Raphanus sativus L.) [J].Theor. Appl. Genet.,2008,117(6):905-913.

[4] Lee Y P, Kim S, Lim H,et al.Identification of mitochondrial genome rearrangements unique to novel cytoplasmic male sterility in radish (Raphanus sativus L.) [J].Theor. Appl. Genet.,2009,118:719-728.

[5] 王淑芬,徐文玲,郎豐庆,等.赤霉素对耐抽薹萝卜抽薹开花的影响[J].山东农业科学,2002 (6):14-16.

[6] 张素君,邱杨,宋江萍,等.萝卜种质资源耐抽薹性鉴定评价[J].植物遗传资源学报,2014,15(2):262-269.

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[8] 张丽,王庆彪,郑鹏婧.萝卜雄性不育细胞质的鉴定与分类[J].华北农学报,2014,29(5):125-129.

[9] 黄浩.萝卜细胞质雄性不育细胞学与分子标记的初步研究[D].南京:南京师范大学,2004.

[10]马二磊.萝卜雄性不育胞质类型鉴定与分析[D].南京:南京农业大学,2009.

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