大白菜杂种优势分析

原让花 原静云 王晓玲 肖艳 刘学圣 原连庄

摘    要： 利用杂种优势，可以有效提高作物产量、改良作物品质、增强抗性和选育新品种。本试验以自育的1个大白菜优良自交系为母本，采用顶交法组配13个杂交组合，并对13个组合的超中优势、超亲优势以及产量的超标优势进行了分析。结果表明：各性状杂种优势明显不同、差异明显，其中农艺性状的中亲优势在4.18%～22.81%之间，超亲优势在-4.08%～15.45%之间;产量性状中亲优势在32.83%～62.46%之间，超亲优势在8.59%～42.85%之间;品质性状中亲优势在2.44%～59.13%之间，超亲优势在-8.97%～37.62%之间。综合13个组合的产量性状和品质性状杂种优势，无一个组合在各方面均达到全优，但通过杂种优势分析还是能选育出具有较高产量、较高品质以及其他较高优势的杂交新品种，其中1号即‘新科小包26不论是在产量性状和品质性状中较其他组合更具有杂种优势。

关键词： 大白菜;杂种优势;新品种选育;超亲优势;中亲优势

Analysis of heterosis of Chinese cabbage

YUAN Ranghua1，YUAN Jingyun2，WANG Xiaoling1，XIAO Yan1，LIU Xuesheng1，YUAN Lianzhuang1

（1. Xinxiang Academy of Agricultural Sciences，Xinxiang 453003，Henan，China; 2. Xinke Seed Industry Limited Company of Henan Jiushenghe，Xinxiang 453000，Henan，China）

Abstract： Heterosis can effectively improve crop yield and quality， enhance resistance and breed new varieties. In this experiment，13 combinations of Chinese cabbage were crossed by 1 excellent female parent and 13 male parents. The super-middle advantage and super-parent advantage of these 13 combinations were analyzed. The results showed that the heterosis of each agricultural traits was obviously different， and the middle parent advantage of agronomic traits range was from 4.18% to 22.81%，and the range of super-parent advantage was from -4.08 to 15.45. The mid-parent advantage of yield traits range was from 32.83% to 62.46% and the super-parent advantage range was from 8.59% to 42.85%. The mid-parent advantage of quality traits was in the range of 2.44% to 59.13% and the super-parent advantage was in the range of -8.97% to 37.62%. In summary， none of these 13 combinations could achieve total excellent in all aspects. However， the new hybrids with higher yield， higher quality and higher heterosis could be selected， ‘Xinke xiaobao 26 exhibited more superior to other combinations on yield and quality.

Key word： Chinese cabbage; Heterosis; Breeding of new varieties; Super-parent advantage; Middle parent advantage

目前，針对新形势下，加快农业供给侧结构改革，提高供给质量要求，选育丰产、优质、适应性强的大白菜新品种变得尤为重要。中原地区喜食叠抱类型大白菜，目前生产中应用的叠抱类型大白菜主要有‘新乡小包23‘秦白二号‘卞杂九号等品种，但由于应用时间长，抗病、抗逆性降低，需要一批优良品种进行更新换代。大白菜具有明显的杂种优势，多年的育种实践证明，利用杂种优势，是提高作物产量，增强抗病性、抗逆性，改良品质等的有效途径和重要手段[1]。自20世纪70年代初我国开始进行大白菜杂种优势利用研究，育成了一大批在抗病、丰产、品质、类型等各个方面不断得到改进、更新与提高的优良品种，其中以合抱类型品种偏多，其他类型品种偏少，尤其叠抱类型更少[2]。以选育多年的优良自交系为母本，采用顶交法杂交测配组合，通过分析组合主要农艺性状和品质的超中优势、超亲优势以及产量的超标优势研究大白菜农艺性状杂种优势的利用，旨在从理论和实践上提高大白菜杂交优势利用率，为选育叠抱类型大白菜新品种提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

参试母本：‘5201，该自交系是河南省新乡市农业科学院经过多年选育的一个优良自交系。该自交系具有结球紧实、抗病、抗冻、配合力好的优点。

参试父本：‘47858 ‘CQ叠‘D3 ‘石特 ‘1305 ‘Z26松‘早黑叶‘008‘JJ黄春‘NZ秋‘D17‘D19‘96杂-3。

参试组合：采用顶交法组配杂交组合13个，组合编号分别是1号、2号、3号、4号、5号、6号、7号、8号、9号、10号、11号、12号、13号（表1）。其中5号品种名称是‘新乡小包23，目前已是生产上主栽品种，为对照品种。1号定名‘新科小包26，是新乡市农业科学院培育的最新品种。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 2016年8月20日，把14份亲本和13个组合在新乡农业科学院研发中心试验田进行平畦直播，株行距53 cm×53 cm。试验采用随机区组排列，3次重复，每个小区面积11.236 m2，4行区（实质2行区，40株）等行种植，四周均设保护行。试验期间按常规管理。

1.2.2 調查内容与方法 （1）农艺性状和产量性状测定：成熟时每小区随机取样5株测定农艺性状和产量性状。农艺性状主要调查株幅、株高、最大叶长、最大叶宽、叶柄厚、叶柄宽、球叶数7个指标;产量性状主要调查毛重、叶柄质量和单株净重3个项目。（2）品质分析测定：成熟时每小区随机取样3 株，测定可溶性糖含量、维生素C含量和蛋白质含量3个品质性状。可溶性糖含量用蒽酮比色法、维生素C含量用测定2，6-二氯靛酚滴定法;可溶性蛋白质含量用考马斯亮蓝G-250染色法测定[3]。

1.3 数据处理

杂种优势计算采用张天真在作物育种学总论中杂种优势的度量公式[4]：

中亲优势（MP）/% = （F1-双亲平均值） / 双亲平均值×100%;

超亲优势（HP）/% = （F1-高亲值） / 高亲值×100%;

数据统计分析采用Excel 2003进行。

2 结果与分析

2.1 各组合不同性状杂种优势分析

由表2可以看出，13个杂交组合农艺性状、产量性状以及品质性状的中亲优势均为正向，超亲优势除可溶性糖、球叶数和柄宽的超亲优势为负向外，其他性状均为正向。说明可溶性糖、球叶数和柄宽的杂种优势处于中亲值和高亲值之间，有明显的中亲优势，其他性状的杂种优势处于高亲值之上，有明显的超亲优势。

在杂交组合产量性状中，柄质量杂种优势表现最强，其次是单株产量和叶质量;在品质性状中，蛋白质杂种优势最强，其次为维生素C，可溶性糖表现最弱;在农艺性状中，柄厚和最大叶宽杂种优势最强，其次是最大叶宽、株高和株幅，而柄宽和球叶数相对较弱。

从表2也可以看出，13个组合杂种优势变幅较大、差异明显，其中农艺性状的中亲优势在4.18%～22.81%之间，超亲优势在-4.08%～15.45%之间;产量性状中亲优势在32.83%～62.46%之间，超亲优势在8.59%～42.85%之间;品质性状中亲优势在2.44%～59.13%之间，超亲优势在-8.97%～37.62%之间。为利用品种间杂种优势选育优良品种提供了可能。

2.2 各组合的产量性状分析

由表3可以看出，各组合的单株净质量中亲优势范围为15.12%～95.76%，平均值为45.45%;超亲优势为-4.55%～53.18%，平均值为31.05%，除10号为负向超亲优势外，其他均为正向超亲优势。在构成单株产量的2个性状中，13个组合柄质量的中亲优势和超亲优势的平均值分别为62.46%和42.85%，而且均为正向优势;叶质量中亲优势和超亲优势的平均值分别为32.83%和8.59%，其中中亲正向优势有12个、超亲正向优势有7个。这说明在单株净质量产量的构成因素中叶柄质量的杂种优势比较明显。从表3中还可以看出，不同组合单株产量性状的杂种优势存在明显差异，其中12号（5201×D19）和1号（5201×47858）中亲优势明显，分别为95.76%和64.27%。

2.3 各组合的品质性状分析

在本试验中，F1的蛋白质中亲优势范围为-28.65%～178.96%，平均值为59.13%;超亲优势范围为-50.12%～155.54%，平均值为37.62%，各组合间差异较大，其正向优势组合数都为11个，占组合总数的比例为84.6%，这说明蛋白质的杂种优势以正向为主。可溶性糖的中亲优势范围为-19.05%～31.82%，平均值为2.44%，13个组合中正向优势7个;超亲优势范围为-29.17%～20.83%，平均值为-8.97%，只有2个组合的中亲优势和超亲优势为正值，这说明可溶性糖的杂种优势以负向为主。维生素C的中亲优势范围为-21.74%～66.67%，平均值为15.76%，13个组合中正向优势7个、负向优势6个;超亲优势范围为-25.00%～36.36%，平均值为4.67%，其中正向优势6个、负向优势7个，各组合间差异较大。从表4中也可以看出，在所有组合的蛋白质品质性状中，5号（CK）杂种优势最强，其中中亲优势为178.96%、超亲优势为155.54%;其次为7号，分别是113.81%和95.99%;1号位居第3，分别为109.69%和86.99%。在所有组合维生素C品质性状中，4号杂种优势最强，中亲优势和超亲优势分别为66.67%和36.36%;其次为2号，分别是57.89%和36.36%。在所有组合糖品质性状中，3号杂种优势最强，其次为5号，1号则为负向优势。同时，各个组合的各品质性状杂种优势又表现不尽一致，其中5号蛋白质杂种优势最为明显、而可溶性糖较为明显、维生素C表现负向优势; 3号可溶性糖的杂种优势最为明显、而蛋白质和维生素C杂种优势则较为明显;4号维生素C杂种优势最为明显，而蛋白质和可溶性糖的杂种优势较为明显，说明具体到某个组合的每个品质性状中，杂种优势表现又不尽一致。

3 讨论与结论

（1）通过对14个亲本材料和13个组合的田间种植检验和实验室品质分析，可以看出大白菜杂种组合的各性状杂种优势明显不同，其产量性状和可溶性蛋白质含量超亲优势明显，可溶性糖、球叶数和柄宽的超亲优势则表现为弱的负向优势。鲁凡[5]通过对红菜薹的杂交组合进行杂种优势分析，也认为F1各个性状杂种优势明显不同，表现正向或负向优势，其中产量性状的超亲优势最明显，杂交组合中品质性状杂种优势表现差异大，而且无规律。

（2）杂种优势产生的主要原因是基因的显性、上位性等非加性效应，控制性状的基因不同也会导致其杂种优势的差异。产量性状同时受基因的加性效应、上位性和显性效应控制;农艺性状大多以加性效应为主，其次是上位效应[6];品质性状主要取决于基因的加性效应[7]，同时还受生理生化、环境条件等影响因素较大，因此其雜种优势较弱[8]。在育种的初期，应先以品质为育种目标，利用其加性基因效应，通过基因重组和系谱选择，培育出一系列品质优良的亲本。然后以产量为选择目标，利用其非加性基因效应，通过优势育种，选出优良的组合[7]。

（3）在13个杂种组合中，12号（5201×D19）和1号（‘新科小包26）的产量性状杂种优势较强;品质性状中1号（‘新科小包26）蛋白质和维生素C杂种优势明显，都在前3名之列，而12号则不明显。综合上述，说明亲本‘47858与‘5201组配的组合即‘新科小包26不论是在产量上还是在品质上较其他组合更具有优势。在育种的实践工作中，想组配出在各个方面均达到全优的组合难度比较大，要具体情况具体分析，因为自交系的杂种优势表现不尽相同，同一亲本的不同性状亦有优势不等的表现，无一个亲本在各方面均达到全优，但通过杂种优势分析还是能选育出具有较高产量、较高品质以及其他较高优势的杂交新品种[9];另外，通过杂交改良，也可以选育出综合性状综合表现优良的亲本材料。

参考文献

[1] 柯桂兰，中国大白菜育种学[M].北京：中国农业出版社，2010.

[2] 张凤兰，徐家炳.我国白菜育种研究进展[J].中国蔬菜，2005（Z1）：8-10.

[3] 李合生.植物生理生化实验原理和技术[M].北京：高等教育出版社，2006.

[4] 张天真.作物育种学总论[M].北京：中国农业出版社，2003.

[5] 鲁凡.新型红菜薹雄性不育系的杂种优势分析及优良组合的验证[D].武汉：华中农业大学，2012.

[6] 王学芳，张耀文，李殿荣，等.不结球白菜杂种优势及相关分析[J].西北植物学报，2009，29（10）：1974-1979.

[7] 曾国平，曹寿椿.不结球白菜产量与品质性状杂种优势和配合力比较研究[C]//中国园艺学会.园艺学进展：中国科协第3届青年学术年会园艺学卫星会议暨中国园艺学会第2届青年学术讨论会论文集.南京：东南大学出版社，1998：573-577.

[8] 于占东，何启伟，王翠花，等.大白菜主要营养品质性状的遗传效应研究[J].园艺学报，2005，32（2）：244-248.

[9] 鱼昭君，张淑娟，闫芳芳，等.不结球白菜不育系组合产量性状杂种优势分析[J].西北农业学报，2017，26（4）：603-608.