浅黄色花瓣大白菜新种质（07-882×abc3-1）2的创制及应用

张德双，辛晓云，李佩荣，张凤兰，余阳俊，于拴仓，赵岫云，汪维红，苏同兵，卢桂香

（北京市农林科学院蔬菜研究所，北京 100097）

大白菜（Brassica rapaL.pekinensis）起源于我国，而我国大白菜种质资源丰富，类型多样。花色作为大白菜的重要性状之一，具有表型易分辨和观察、遗传稳定、受环境影响小等特点，由于花色直观易辨，可以作为标记性状，辅助大白菜育种中去除杂株、鉴定天然异交率等，在提高大白菜杂交种种子纯度和加快大白菜育种效率等方面起到关键作用[1]。花色还可作为吸引昆虫或鸟类的视觉信号，吸引蜜蜂等昆虫授粉，有助于繁衍大白菜后代[2]。另外，花色不同的大白菜花瓣具有不同的营养成分，如菜心橙色花瓣的γ-胡萝卜素含量极显著高于黄色花瓣γ-胡萝卜素含量、黄色花瓣比乳白色花瓣积累更多的类胡萝卜素酯（即叶黄素癸酸酯和紫黄质二月桂酸酯），导致类胡萝卜素积累和随后的黄色色素沉着[3]。颜色为黄色和橙色的花瓣可反射含热量多的红光、橙光、黄光，在一定程度上保护花不被灼伤，从而维持花朵的能量平衡，保护花器官免受强光伤害[4]。依据GB/T 19557.5—2017《植物品种特异性、一致性和稳定性测试指南——大白菜》，大白菜的花瓣颜色可以分为白色、浅黄色、黄色、深黄色和橙黄色。目前，大白菜的花色以黄花为主，其余花色较少，其中大白菜橙色花瓣与大白菜桔红色叶球由同一对隐性单基因控制，为质量性状，富含β-胡萝卜素[5]。

菜薹是十字花科芸薹属蔬菜。广义上讲，凡是以抽生的嫩茎、叶和花蕾为产品器官的蔬菜均可称为菜薹，如甘蓝型油菜薹、白菜薹（大白菜薹，包括早熟的白菜薹、青麻叶白菜薹，也称“龙牙白”；菜心和白菜杂交的白菜薹；各种白菜变种间杂交的白菜薹等）、油菜薹（青梗菜薹、奶白薹、菜心和油菜杂交的油菜薹；各种不结球白菜变种间杂交的油菜薹等）及迟菜薹（小崧菜薹、晚熟的菜心薹）等。由于菜薹普遍在宁夏等冷凉地区种植，因为温差的原因，当地的菜薹容易积累糖分，因此菜薹的口感脆嫩、品质佳，耐贮运，产量高，抗性好，打药少，效益高。菜薹是近几年白菜类蔬菜发展的新方向，也是南方重要的种植蔬菜类型之一。

育种的本质是种质创新，种质资源是大白菜新品种选育的核心，只有掌握了大白菜核心种质，才可能选育出优、新、特、异的大白菜品种。因此，大白菜新种质的创制和应用一直是育种专家探索和攻克的方向，也是育种者关注的焦点话题，并取得了很大进展。在大白菜原有资源材料的基础上，各国育种专家相继采用种间远缘杂交和种内杂交、EMS诱变和自然突变等途径，不断创制出各种优异的大白菜新种质，如利用种间远缘杂交途径，将大白菜与紫色芥菜杂交[6-8]、大白菜与紫甘蓝杂交[9-10]，均可以获得叶片近轴面和远轴面紫色、叶球剖面均匀紫色的紫红色大白菜和深紫色大白菜新种质；利用种内杂交途径，如大白菜与芜菁杂交[11]、大白菜与红菜薹杂交以及大白菜与紫色不结球白菜杂交，均获得叶球剖面不均匀紫色的大白菜。韩国应用创制的特异的紫色大白菜新种质，在全球首次推出“紫裔”和“紫宝”等紫色叶球大白菜品种，这些品种不仅色泽艳丽，而且营养丰富。韩国育种专家探索出了一条利用甘蓝和大白菜远缘杂交创制大白菜种质，并成功应用于育种的可行途径[12]。

本研究以大白菜为母本，芸薹属异源六倍体AABBCC（2n＝6x＝54）CGMCC No.2553的双单倍体DH系“abc3-1”为父本，创制了中熟、合抱类型的大白菜新种质（07-882×abc3-1）2，其球形美观，叶片浅绿色，菜薹白色，花色为浅黄色，并成功应用该亲本选育出19AT4菜薹、20ET9菜薹等新品种，在广州和宁夏等地广泛推广应用，销售和市场看好。

1 种质创新的研究思路

突变和人工选择是创制新种质的重要手段。目前，基因编辑CRISPR/Cas9方法不仅可以验证基因的功能，而且同样可以创制大白菜新种质，一旦获得位点突变的突变系材料，其后代可以稳定遗传突变系的性状，具有快速、高效、准确等优点；但是，由于大白菜转化体系比较难且不稳定，基因编辑技术在大白菜中的应用受到一定限制，急需准确获得新的种质材料。目前，种间、种内杂交以及突变等仍是创制大白菜新种质的重要方法。十字花科芸薹属包括芸薹种A、黑芥B和甘蓝种C这3个基本种，以及由其产生的3个复合种甘蓝型油菜AACC、芥菜AABB和埃塞俄比亚芥BBCC，芸薹属类型丰富。大白菜AA与甘蓝型油菜AACC可以天然杂交，大白菜AA与芥菜AABB天然杂交率极低，但是蕾期杂交结合胚挽救方法，可以获得AA×AABB的F1代。

2 （07-882×abc3-1）2种质创新的过程

2.1 选育过程

母本：大白菜07-882。大白菜07-882为北京新三号秋大白菜的母本832172自交不亲和系，晚熟，叠抱类型，长势旺，叶片颜色深，花瓣黄色。

父本：芸薹属异源六倍体AABBCC（2n＝6x＝54）CGMCC No.2553的双单倍体DH株abc3-1。CGMCC No.2553叶片为裂叶或浅裂叶，叶片大，颜色深，植株高，生长势旺盛，枝条长，花蕾和花瓣大小均小于大白菜07-882，花瓣的颜色比07-882暗淡（封二图1、图2）。abc3-1是以CGMCC No.2553为供体材料，采用游离小孢子培养技术获得的DH系[13-14]。abc3-1叶色深绿，圆形，叶片数少，花瓣为白色且略深。

图1 种质创制及菜薹品种选育技术路线

采用常规杂交方法，即人工蕾期杂交，获得F1代07-882×abc3-1。研究发现，采用常规杂交方法，07-882可以与abc3-1正常杂交，并收获杂交一代F1种子，但F1代种子粒数不多。F1代自交获得F2代，F2代的种子数较多，选择的优良单株自交后代结实正常。从F2代中选择优良单株，并连续自交5代，获得纯合的大白菜材料（07-882×abc3-1）2。大白菜新种质（07-882×abc3-1）2完全正常结实，中熟、合抱类型，叶片颜色浅绿，倒卵形、泡皱，叶柄长，花色为浅黄色。

07-882、abc3-1和（07-882×abc3-1）2的幼苗期比较见封二图3—图5；（07-882×abc3-1）2的叶球见封二图6；（07-882×abc3-1）2的浅黄花与普通大白菜黄花的比较情况见封二图7；（07-882×abc3-1）2新种质的技术路线见图1。

2.2 选育结果

大白菜新种质（07-882×abc3-1）2与07-882以及abc3-1不同，（07-882×abc3-1）2为中熟、合抱类型，叶球筒形，叶片浅绿色，叶面泡皱，具有浅黄色花瓣性状（表1）。（07-882×abc3-1）2的产量比07-882低，但是前者早熟性好，抽出的菜薹白，口感好，以菜薹为产品器官，适合作菜薹育种的亲本材料。而07-882为晚熟的秋大白菜，适于配制晚熟、叠抱的大白菜品种，以叶球为产品器官。

表1 （07-882×abc3-1）2与07-882和abc3-1性状的比较

3 育种应用

由于（07-882×a b c3-1）2具有浅黄色花瓣、叶片颜色浅等易于观测的性状，在以（07-882×abc3-1）2为母本与不同类型大白菜父本杂交获得的F2代中，均以浅黄色花瓣和浅绿色叶片为标记性状，选择优良单株，大大加快了获得具有（07-882×abc3-1）2特征特性种质材料的速度，加快了菜薹类型的白菜类蔬菜的育种进程。

3.1 19AT4菜薹的选育

利用（07-882×abc3-1）2具有中熟、叶片颜色浅的特点，以菜心不育系CMS.益农80天特青11为母本，以（07-882×abc3-1）2为父本进行杂交，配制了杂交F1代，定名为19AT4菜薹（封二图8），并在市场上推广应用。19AT4菜薹为迟熟菜薹品种，从播种至采收75 d左右，植株整齐一致，长势旺，抗性好，适应性广。叶片绿色，菜薹靓绿色，粗壮，顺直，柔嫩多汁，甘甜，品质佳，为市场首选白菜薹品种。

3.2 20ET9菜薹的选育

为了继续创制优异的大白菜种质资源，以（07-882×abc3-1）2为母本，以“小花菜♂”为父本进行杂交，获得F1代“（07-882×abc3-1）2×小花菜♂”，F1代自交获得F2代，从F2中选择优良单株自交，并连续自交5代。目前，已获得纯合、稳定的自交不亲和系“（07-882×abc3-1）2×小花菜♂”新种质。以细胞质雄性不育系“CMS.迟80天10”为母本，以“（07-882×abc3-1）2×小花菜♂”为父本进行杂交，并成功选育出20ET9菜薹新品种（封二图9）。20ET9菜薹为中迟熟菜薹品种，从播种至采收70 d左右，植株整齐一致，长势旺，抗性好，适应性广。叶片绿色，菜薹白，粗壮，顺直，柔嫩甘甜，品质佳。