Polima CMS生产小白菜F1的制种技术

杨阳，李艳艳，张蜀宁，曹寿根，周鸿章

(南京理想农业科技有限公司，江苏 南京 210014)

十字花科蔬菜主要采用自交不亲和系(SI)和雄性不育系2种方式生产F1杂交种。目前SI制种仍占重要地位[1]，因其亲本选育容易、双向F1产量较高、F1制种成本低，故被广泛利用，但亲本连续自交容易衰退、繁殖成本高，且当双亲性状差异大时F1纯度难以保证。雄性不育系制种可以配制性状差异大的父母本，其中Ogura CMS已在萝卜和甘蓝制种中大规模推广使用[2-5]，其不育株率和不育度均为100%，但利用该雄性不育配制小白菜杂交种不多见，主要原因是其蜜腺小，昆虫授粉工作效率低，导致种子产量很低；Polima CMS蜜腺正常，不育株率100%，种子产量较高，其在甘蓝型油菜、大白菜及紫菜薹制种中成功应用[6-9]，但在普通型小白菜F1实际生产中未见报道。

本文首次报道将Polima胞质雄性不育系成功应用于小白菜杂交种的实际生产制种中，为Polima CMS杂交制种技术在小白菜生产上提供可行性依据。

1 材料与方法

1.1 材料

参试材料有胞质雄性不育系矮脚黄Polima CMS P44(下简称P44)、矮脚黄Ogura CMS G133(下简称G133)，自交系矮脚白S6(下简称S6)，常规种矮脚白G44(由S6扩繁的原种，下简称G44)，自交不亲和系矮脚黄SI H141(下简称H141)、矮脚黄SI H142(下简称H142)。

1.2 方法

大株制种产量构成因素试验。P44×S6、G133×S6大株制种试验，在南京淳化基地进行，根据花期不同2013年9月20—30日分期播种，2014年春以株行距50 cm×50 cm定植于长9.0 m、宽2.4 m、高1.9 m的3个网室中，每网室父母本行比1∶3，计60株，以常规种G44为对照，花期用蜜蜂授粉。花期结束拔除父本。统计不育株率、不育度；成熟期随机取5株测量盛花期株高、主枝加一级分枝数、二级分枝数、三级及以上分枝数、各分枝角果数及其种子产量、角果种子粒数和种子千粒重，重复3次。计算667 m2F1种子产量。

不同行比制种试验。2015—2016年春季在南京淳化基地，P44×S6、G133×S6母父本分别按2∶1、3 ∶1、4∶1、5∶1以株行距45 cm×45 cm定植于网室中，每组合父母本合计60株，蜜蜂授粉，花期结束后拔除父本，统计各组合的种子产量。

中株制种种子产量比较试验。2016—2017年河南济源基地，父母本11月底至12月初分期播种，穴盘育苗，翌年3月初分别定植P44∶S6=4∶1、G133∶S6=3∶1于网室中，父母本株距、母本行距35 cm，父本行距25～30 cm，蜜蜂授粉，成熟期统计相关性状。

中株、中小株天然隔离制种试验。中株制种(及试验)在济源基地，11月底至12月初播种，定植行比P44∶S6=4∶1、G133∶S6=3∶1、H142∶H142=2∶2，定植密度同网室制种。中小株制种(及试验)在甘肃张掖基地，父母本3月20—31日分期直播，行比同中株制种，父母本株距和母本行距30 cm，父本行密植。不同品种(组合)隔离2 000 m以上，天然昆虫授粉。

2 结果与分析

2.1 大株制种种子产量及其构成

各亲本材料花期相遇，G44较P44和G133始花期分别早5和2 d，末花期晚2 和4 d；2个CMS均可达100.0%不育株率，P44不育度为95.8%，G133为100.0%；G44盛花期株高较P44和G133稍高。由表1可见，P44和G133在各级分枝数、各级分枝的角果数、种子千粒重方面均差异不显著；P44各级分枝的种子量均高于G133，差异显著，其中P44三级及以上分枝种子量较G133高281.1%，其占单株总产比例也显著高于G133；P44角果种子粒数较G133多40.5%，差异显著；种子产量P44较G133增产39.2%，平均单株产量较常规种G44高13.2%。

表1 2个不育系大株制种产量及其构成因素的表现

2.2 行比对大株制种产量的影响

表2表明，2 a试验不同行比制种对种子产量的影响趋势一致：P44×S6以行比4∶1栽培时种子产量最高，分别比行比2∶1、3∶1、5∶1增加47.2%、25.2%、12.5%；G133×S6的最佳行比则为3∶1，产量较行比2∶1、4∶1、5∶1增加38.4%、18.3%、34.7%；P44×S6最佳定植行比的产量较G133×S6的高38.0%。

表2 不同行比2个CMS品种大株制种667 m2产量表现

2.3 中株制种产量

试验各组合父母本花期相遇。表3表明，盛花期株高父本稍高于母本，G133不育度100.0%，而P44 在2017年达100.0%，2016年则为99.5%，这与始花期遇气温骤降有关。P44×S6 667 m22 a平均产量99.6 kg，比G133×S6的71.4 kg增产39.5%。

表3 2个CMS品种中株制种667 m2产量表现

2.4 中株、中小株天然隔离制种产量

由表4可见：中株制种组合P44×S6 667 m22 a产量平均106.2 kg，比G133×S6的68.2 kg增产55.7%，与SI组合H141×H142的112.4 kg相近；中小株制种P44×S6平均产量116.6 kg，比其中株产量稍高，较G133×S6的58.8 kg增98.3%。

表4 2个CMS品种中株、中小株制种667 m2产量表现

3 制种技术要点

3.1 母本不育系P44的繁殖

采用大株制种，不育系和保持系按行比3∶1定植，父母本株行距60 cm×60 cm，网室隔离，蜜蜂辅助授粉。始花期及时拔除带微量花粉的母本单株，群体遇低温发生微粉情况则需打掉主薹，不育系花期结束后及时拔除保持系。种子成熟后选择结实率高、抗病性强的单株收获。相应保持系需另设网室或隔离区单独常规采种。

3.2 父本自交系S6的繁殖

大株采种法，严格筛选经济性状，定植株行距50 cm×50 cm，网室隔离，蜜蜂辅助授粉。种子成熟后淘汰结实率低、抗性差的单株。

3.3 P44×S6制种

中株制种(如河南地区)11月底至12月初穴盘育苗，西北地区中小株制种3月下旬直播，父本较母本播期晚7～10 d，667 m2用种量父母本合计25～30 g。定植行比P44∶S6=4∶1，株行距(30～40)cm×(30～35)cm，为增大花粉量可合理密植父本行。花期天然昆虫授粉或蜂群辅助授粉，严格去除周围2 000 m内芸薹属开花作物，主茎抽薹10～15 cm时摘心以促进侧枝发育。母本花期结束后尽早拔除父本。待植株一级、二级分枝的角果由绿变黄时于晴日清晨(或阴天)收获，放置后熟3～7 d脱粒。

制种田块要与非十字花科作物轮作，减轻病虫害发生和自生苗花粉污染。花、果期主要病虫害有霜霉病、菌核病、蚜虫、菜青虫和甜菜夜蛾等。花期用药对传粉昆虫不利，需采取预防为主、综合防治的措施，授粉结束后集中喷药避免果期病虫害对产量的影响。盛花期和果实膨大期需保证肥水供应，减少氮肥、增加磷钾肥用量。

4 小结与讨论

胞质雄性不育系Polima CMS P44河南地区中株制种始花期遇低温易产生少量微粉株(2016年和2019年春始花期遇温度骤降，P44少量单株出现微粉)，存在一定花粉混杂风险，需人工打头或拔除，但因制种要点中提出需对主薹摘心，经观察摘心后新发分枝完全无粉，故未对种子纯度产生影响；西北中小株制种2019年春季始花期也遭遇了低温，P44全部表现无粉，这与此前Polima CMS中小株制种以保证纯度的研究结果一致[10]。

网室放蜂制种产量P44较G133高39.5%，在河南天然授粉中株制种高55.7%、西北中小株高98.3%。天然授粉P44产量与网室放蜂结果无较大差异，因其蜜腺正常，天然授粉条件下昆虫工作效率不受影响；而G133天然授粉的产量较放蜂试验明显降低，因开放条件下昆虫偏向取食蜜源更充足的植物，本试验是小白菜Ogura CMS在实际生产制种中受到限制的又一佐证。经不完全统计，绝大多数Polima CMS的制种产量较同保持系或相近类型的Ogura CMS高，但不同组合间种子产量有较大差异，因此，制种前需选择配合力高的亲本、分析各种子的构成因素，再安排实际生产制种。

在选育Polima CMS时应注意：1)选择不育度较高的品种转育，逐代严格筛选出轻微敏感的单株；2)亲本转育到中、高世代测定配合力，以提高种子产量；3)实际生产制种中需采用中小株制种法，避免微粉现象。

P44×S6组合配制的F1推广试种反应良好，Polima CMS小白菜杂交种 已推广500 hm2。