优质紫菜薹新品系“申薹紫仙”的选育

朱红芳,李晓锋,奚丹丹,高 璐,沈海斌,朱玉英

(上海市农业科学院设施园艺研究所,上海市设施园艺技术重点实验室,上海 201403)

紫菜薹(Brassica compestrisvar.tsai-taiHort),又名红菜薹,为十字花科蔬菜作物,主要分布在湘、鄂、川等长江流域地区[1]。随着经济的迅速发展,市场的快速流通和种质的引进,近年来紫菜薹产品供应到北京、上海、广州等我国各大城市,并出口至美国、日本等国,受到各地的欢迎[2]。紫菜薹在上海地区深受市民喜爱,种植需求呈现增长趋势,因此,培育富含花青素的紫菜薹新品种,可为上海提供多样化、高营养品质的蔬菜品种,丰富市民的餐桌。

上海市农业科学院设施园艺研究所从2009年起进行紫菜薹种质资源的引进,以湖北、湖南等地的常规菜薹种质资源为基础材料,经过6—7代的自交分离纯化,并利用本课题组已有的萝卜orgua异源胞质雄性不育系[3]为不育源进行转育,获得了性状优良的新品系。本研究将异源胞质雄性不育系CMS12-384的不育性转育到菜薹上,育成了菜薹胞质雄性不育系17-902,进而培育出了菜薹一代杂种新品系,暂定名为“申薹紫仙”。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为上海市农业科学院设施园艺研究所从湖北、湖南、四川和重庆搜集、引进的40余份不同类型的紫菜薹品种资源,包括地方品种、常规品种和F1代品种。同时,结合本课题组现有的种质资源,以本所育成的萝卜异源胞质雄性不育源CMS12-384为不育胞质供体[3],以引自湖北地区的常规菜薹品种‘湖北红菜薹’为转育父本。对照为引自武汉的紫菜薹品种‘紫福’,该品种在武汉地区种植较广,商品性状优良。

1.2 选育过程

1.2.1 不育系17-902和保持系17-473的选育过程

2009年,从湖北地区引进当地的常规紫菜薹品种‘湖北红菜薹’,编号为10-376,经过3代的提纯复壮,筛选农艺性状优良的单株与已有性状优良的orgua雄性不育系材料CMS12-348进行杂交和回交转育。对转育材料进行田间长势、抗病性和菜薹性状等方面的比较鉴定,筛选生长势强、花薹粗壮、薹叶较小、侧薹较多的综合农艺性状优良、抗病性强、无花粉,表现为雄性不育的单株。经过6代的田间筛选,于2017年筛选出1份100%雄性不育系亲本材料,即17-902,其综合抗病能力强,主花薹较粗壮,薹叶较小,侧薹较多,生长势较强。保持系17-473则由10-376经过6代的自交纯化,筛选综合农艺性状优良,抗病性强,且能保持不育系100%不育的单株。

1.2.2 父本17-477的选育过程

2009年,从湖南地区引进当地的杂交紫菜薹品种‘湘红一号’,该品种生长势强,综合农艺性状表现优良。首先进行不同单株间杂交,然后对杂交后代进行自交分离,经过7代的自交分离和田间抗病性、综合农艺性状的鉴定,获得农艺性状优良的材料,编号17-477。

1.3 抗病性鉴定

紫菜薹种质材料及自交系利用田间自然病源对霜霉病、软腐病和黑斑病进行鉴定调查,随机排列,每小区随机调查50株,3次重复,进行病情指数统计分析。

2 结果与分析

2.1 育性表现及花器官特征

紫菜薹胞质雄性不育系17-902从杂交转育开始到转育成功,经过6—8代大量试验材料的转育,虽然在植株形状、花器官、叶形、叶色、花薹等田间表现随着回交转育世代的增加而改变,但始终保持100%的不育度,且在不同转育父本、不同转育世代、不同年份之间无变化。

由图1和表1可见,不育系17-902花蕾短而细,花朵略小,雄蕊退化,花药退化成戟形,无花粉,但蜜腺发育正常。保持系17-473的花蕾比较饱满,花瓣的长、宽均大于其不育系,雄蕊和花药正常,花粉较多,蜜腺发育正常。

图1 紫菜薹不育系与保持系花蕾、花朵的形态比较Fig.1 Comparison of bud and flower morphology between male sterile line and maintainer line of purple-caitai

表1 紫菜薹生长势及熟性比较Table 1 Comparison of growth potential and maturity of purple-caitai

2.2 杂交新品系表型特征

杂交一代新品系“申薹紫仙”叶片椭圆形、绿色,叶柄和叶主脉为紫红色(图2)。菜薹无蜡粉,紫红色有光泽,薹长平均为35 cm,薹粗约为1.2 cm,口感较质嫩、脆甜,薹叶较小呈披针形,综合性状优良。对照‘紫福’菜薹紫色无光泽,有少量蜡粉,薹叶中等大小。

图2 紫菜薹新品系“申薹紫仙”的商品性状Fig.2 Commercial characters of a new purple-caitai line“Shentaizixian”

2.3 生长势及熟性

新品系“申薹紫仙”自播种至采收约81 d,属于中熟性,与对照‘紫福’相比,稍晚1—3 d;新品系“申薹紫仙”的平均株高为46 cm,开展度为55—65 cm,单薹重平均31 g,薹长约34 cm,均比对照有所提高(表1)。

2.4 抗病性

田间病情调查结果显示,2018年和2019年“申薹紫仙”霜霉病、病毒病和软腐病的平均病情指数分别为10.00、6.62和4.90,而‘紫福’的平均病情指数分别为13.10、7.16和6.79,“申薹紫仙”的病情指数均低于对照‘紫福’(表2)。

表2 紫菜薹田间鉴定病情指数比较Table 2 Comparison of disease index in field identification of purple-caitai

2.5 产量表现

2018年和2019年8月分别在上海市农业科学院引种中心基地进行品比试验,并在宝山、闵行和奉贤等区设多点栽培试验。结果表明:“申薹紫仙”不仅园艺性状优良,抗病性强,而且产量较高。两年各试验点“申薹紫仙”的平均产量为25 552.5 kg∕hm2,对照‘紫福’的产量为23 325 kg∕hm2,比对照平均增产9.59%(表3)。

表3 紫菜薹产量比较Table 3 Comparisonof purple-caitai yield

2018年和2019年分别在试验场内进行“申薹紫仙”的品比试验,于8月中旬播种,11月初进行采收,一直到翌年2月底。结果表明:“申薹紫仙”植株生长势强,菜薹紫色带光泽,抗病性强,且产量较高。两年6个试验点“申薹紫仙”平均产量为25 065 kg∕hm2,比对照平均增产7.17%(表4)。

表4 紫菜薹郊区多点试验产量Table 4 Yield of purple-caitai in multi-point experiment in suburb

2.6 杂交新品系的特征特性

杂交一代新品系“申薹紫仙”中晚熟,从播种到始收约81 d,生长旺盛,株高30—45 cm,开展度50—60 cm,基生莲座叶10—12片,叶片椭圆形、绿色,叶柄、叶主脉为紫红色,菜薹无蜡粉,紫红色有光泽,薹粗较质嫩,单薹重约30 g,薹长25—35 cm,薹叶披针形,外观商品性好,综合性状优良,露地8月中旬播种种植,11月初至春节为盛采期,商品薹可采收至翌年3月初,产量25 300 kg∕hm2左右。

2.7 栽培要点

2.7.1 播种、定植及追肥

“申薹紫仙”杂交一代紫菜薹在上海地区的适宜播期为8月中旬至9月中上旬。苗龄20—25 d时进行定植。定植前15—20 d深翻耕地,施足底肥,底肥施有机肥30 000 kg∕hm2,加复合肥600 kg∕hm2。采用深沟高畦,高畦宽120 cm。宜选晴天下午或阴天进行,株距33—35 cm,行距55—60 cm,种植密度48 000—52 500株∕hm2。定植后必须浇透水,第二天进行复水,以保证幼苗成活。定植成活后10 d左右追肥1次,追施尿素150—225 kg∕hm2,抽薹前追肥1次,施复合肥225 kg∕hm2。采收期每采收2—3次菜薹追肥1次,需追肥2—3次。

2.7.2 采收

待薹长25—35 cm,有少量花蕾开放时即可采收,主薹要及时采收,有利于促进侧薹萌发,尽量靠近基部采收菜薹,避免损坏叶子,侧薹、薹基部留2—3个腋芽,采收切口略微倾斜。温度高时每3 d可采收1次,温度低时7—10 d采收1次。

3 讨论

在蔬菜育种中,利用雄性不育系生产一代杂交种,在降低制种成本,提高商品外观、产量、品质和抗逆性等性状上都有良好的表现[4]。目前,利用雄性不育系生产一代杂交种不仅在大田作物上,在蔬菜作物上也应用广泛,特别是在十字花科蔬菜作物的甘蓝、花菜、白菜、萝卜上育有成熟的品种,如中国农业科学院的‘中甘17’‘中甘21’[5]和上海市农业科学院的‘沪甘1号’‘沪甘2号’[6]等甘蓝品种均为利用胞质雄性不育系育成,在国内大面积推广。菜薹上也运用雄性不育系育成了新品种,但品种种类还是较少,“申薹紫仙”的育成将丰富菜薹雄性不育系新品系。

该紫菜薹品系与红菜薹‘鄂红5号’相比,均为中晚熟品种(系),但“申薹紫仙”为雄性不育新品系,且花薹无蜡粉,而‘鄂红5号’有少量蜡粉。红菜苔‘佳红1号’颜色偏红,为早熟品种,而“申薹紫仙”颜色偏紫,且熟性较‘佳红1号’晚。‘五彩红薹1号’的熟性较早,从播种到采收仅需45 d,雄性不育系新品种‘秦薹1号’的不育源是由白菜胞质雄性不育系转育而来的紫菜薹雄性不育系[7],且为早熟一代杂种,而“申薹紫仙”的不育源为萝卜胞质雄性系,不育系的来源不同,熟性较晚。熟性较晚的品种可以在冬春蔬菜品种淡季填补蔬菜品种的空缺。总之,紫菜薹新品系“申薹紫仙”的综合农艺性状优良,商品性好,产量稳定,具有良好的商业应用前景。