十字花科蔬菜种子生产关键技术

陈颖初 赵秀莲 汪李平

十字花科（Brassicaceae）植物种类繁盛，约有375 属、3 200 多种[1]，世界各地均有分布。其中作为蔬菜进行广泛栽培的主要是两个属的作物：一为芸薹属（Brassica），包含甘蓝类（B.oleracea）的花椰菜、青花菜、结球甘蓝和芥蓝等，白菜类（B.rapa）的大白菜、不结球白菜和芜菁，以及芥菜类（B.juncea）的叶用芥菜、根用芥菜、茎用芥菜和薹用芥菜等；二为萝卜属（RaphanusL.），包含野生萝卜和栽培萝卜[2]。

十字花科蔬菜除可作为蔬菜食用外还能用作油料与饲料，在我国栽培面积大且复种指数高[3]，种子的市场需求量大。因为十字花科蔬菜具有极其重要的经济价值，其种子的生产变得尤为重要。选用高质量的种子能提高蔬菜产品的产量与品质，适宜的种子生产技术对种子的生产、提高种子的质量与产量、增加制种户的收益都有十分深远的影响[4]。

1 良种繁育

十字花科蔬菜良种繁育制度采用的是分级繁殖制度，一般分为四级，分别为原原种、原种、良种和生产种。其中原原种是育种者控制的质量最高的繁育用种；原种是由原原种增殖繁育而来，与原原种亲缘关系最近且质量仅次于其的繁殖用种；良种又可称登记种，是由原种繁育而来用于繁殖生产种的种子；生产种是进行出售用于生产栽培的种子。

针对一些地方特色品种，如湖北随州的泡泡青、安徽舒城的黄心乌塌菜、山东潍坊的绿萝卜等，如不设置专门的种子生产基地进行良种繁育，这些品种的种质就会出现退化或混杂。对于发展地方地理标志优质蔬菜产业，良种繁育有重要意义。良种繁育和种子生产过程中防止品种混杂退化应从以下几方面着手。

1.1 严格执行种子收获调制的技术操作规程

及时收获种子，在加工、清选调制时认真检查用具，在包装、贮藏等过程注明品种名称、纯度等有关情况。这是防止机械混杂的主要措施。

1.2 采取严格隔离措施防止生物学混杂

①机械隔离 采用纸袋、网纱、大棚、网室等机械设施隔离。

②花期隔离 通过分期播种、分期定植、春化和光照处理等措施，使不同品种的花期错开。

③空间隔离 将易发生天然杂交的品种（变种、种）的制种地隔开一定距离。隔离距离视品种类别及其天然杂交率、昆虫活动、自然气候条件（风媒花留种时的风向、风速等）、留种群体的大小、杂交对后代经济性状的影响程度等考虑。不同物种或变种间容易杂交，杂交后杂种几乎完全丧失经济价值的作物，如甘蓝类的变种间隔离距离1 500～2 000 m为宜。异花授粉蔬菜在不同品种间极易杂交，杂交后虽未完全丧失经济价值，但失去了品种的典型性和一致性，如十字花科蔬菜隔离距离1 000 m 左右，有屏障时500 m 左右。

大棚萝卜剥蕾套袋自交留种

1.3 合理选择和留种

以品种的典型性为标准，并注意对综合性状的选择；在制种时保持一定大小的种株群体，同时防止原种种株来自同一亲本系列进行近亲繁殖导致的品种退化。

1.4 利用和创造适合种植的生育条件

在留种栽培上应注意选择适当的留种地，避免轮作，选择适当的播种期，合理管理肥水和防治病虫，避免砧木不良遗传性的影响以及加强田间选择淘汰等。

1.5 建立或健全良种繁育体制

做到原种、良种、生产种的生产体系配套：在生产中应采用重复繁殖路线，即首先进行原原种种子生产，再进行原种种子生产，最后进行生产用种生产，以保证种子质量。

2 常规品种种子生产技术

2.1 留种方法

在种子生产上，目前主要采用的留种方法为3种：成株留种法、半成株留种法、小株留种法。成株留种法可以人工选择具有品种典型经济性状的种株进行留种，有利于保持种性，适合原种生产，但此法占地时间过长，生产成本高。半成株和小株留种法中的种株性状无法表现也就无法选择，种性的保持不稳定，但其占地时间短，制种产量高，适宜大田用种的生产。

2.2 制种田选择与管理

①制种田选择 制种田需设置在地势平坦且地势较高，排水灌溉方便，土壤土质适宜，集中成片，同时上年未种植过十字花科作物的地块上。为防止污染与混杂，制种田应严格进行空间隔离，十字花科蔬菜作为异花授粉作物其品种间自然杂交率高，隔离距离必须超过2 000 m，隔离区内不允许种植其他同期开花的十字花科作物。

②制种田管理 制种田要遵循轮作原则，十字花科不同种、属间不能连作，最好2～3 年内未种植过其他十字花科作物，否则易发生软腐病、病毒病等病害。制种田的水肥管理与菜用栽培时有所不同，菜用栽培田必须水肥充足且多以氮肥为主，而制种田要求在前茬收获后及时深耕整地施足基肥，控制氮肥施用的同时增施磷钾肥，营养生长期少追肥，抽薹后和开花期时追肥1～2 次，达到抑制茎叶徒长并且壮花、壮果的效果，从而保证种子的产量与质量。制种田内的留种蔬菜生长期更长，病虫害较多，特别是在植株生长后期易发生病虫害，对于十字花科蔬菜来说较易发生蚜虫、菜青虫、小菜蛾、软腐病、霜霉病等，其中有些病害还会通过种子传播到下一代，如黑胫病、黑腐病等，必须及时喷药防治。

2.3 育苗与定植

十字花科蔬菜生产用种一般采用小株留种法进行制种，在大棚先穴盘育苗然后定植。以大白菜和不结球白菜为例。十字花科蔬菜中栽培面积最大的大白菜，育苗苗龄60～70 天，幼苗6～8 片叶时选择根系粗、叶片大的植株定植。适时播种对培育壮苗意义重大，各地的定植适期以10 cm 地温稳定在5℃以上为宜，由此向前推算65～70 天为播种适期，天气较为寒冷或育苗设施保温较差时苗期适当延长[5]。大白菜在12 月或翌年1 月上旬于大棚内育苗，3 月中上旬定植，每667 m2栽培5 000～5 500株；不结球白菜占长江中下游各大、中城市蔬菜总复种面积的30%～40%[6]，也是重要的周年供应蔬菜，不结球白菜和大白菜在生产上有相似性，育苗苗龄在70 天左右，2 月下旬3 月上旬定植，向前推算约75 天为播种适期。

2.4 种子采收与贮藏

种子成熟后应及时采收，当种株的主枝和第一、二侧枝上50%以上的角果变黄或种荚内的种子呈褐色时进行采收[7]，且应在湿度较大的清晨采收，根据各自成熟度的不同分批采收，避免种荚过熟开裂使种子散落，对制种产量造成负面影响。种子采收完后，及时晾晒，预防种子发霉。在对种子的处理、收获、晾晒及贮藏等过程中必须认真按照要求严格操作，避免发生人为原因的杂交种子混杂现象。种子贮藏温度应控制在20℃以下，空气相对湿度不宜超过50%，如进行种子的长期贮藏，温度还需更低[8]。

3 杂交一代种子生产技术

3.1 利用自交不亲和系制种

自交不亲和性是指雌雄蕊都有正常的育性，不同基因型株间授粉能正常结实，但花期自交不能结实或结实率极低的现象[9]。十字花科作物中普遍存在自交不亲和性，自交不亲和系花期结实不良但不同自交不亲和系间仍可正常结实，利用此特性可进行杂交一代种子的生产[10]。在利用自交不亲和系制种时可分为两种情况。

①父母本都为自交不亲和系 定植时父母本按照1∶1 的比例隔行种植，任其自然授粉，正反交所得的种子均为杂交一代种。若正反交的种子性状相似无明显优劣差异，则可归置在一起作为制得的种子投入生产应用，若存在优劣差异，则需淘汰劣势杂交种。

大棚芥菜剥蕾套袋自交留种

②父母本只有其中一方为自交不亲和系 以自交不亲和系为母本、另一自交系为父本，只正交所得的杂交一代种子，定植时需加大母本的比例，具体的父母本种植比例视双亲的花朵与花粉数量的多少而定，大多数以父母本1∶3 或1∶4 为宜，花期可采取人工赶粉或周围放养蜜蜂等方法增加花粉传播量从而提高制种产量[11]。

20 世纪70 年代至今，我国在大白菜、不结球白菜、甘蓝等十字花科蔬菜上，利用自交不亲和系解决了大量杂交制种关键问题[12]。但自交不亲和系的自身繁育因具有自交不亲和性需借助人工蕾期剥蕾授粉或其他化学方法才能自交进行繁殖，所以自交不亲和系亲本种子的繁育成本高，不适合大量繁种，因此在生产上逐渐不再倾向利用自交不亲和系生产杂交种。

3.2 利用雄性不育系制种

雄性不育是植物界中普遍存在的特殊生理现象，雄性不育植株的雄蕊的花药高度退化呈线状，短小且无花粉，但雌蕊发育正常，这种现象对于植物本身来说是一种种质退化的不正常性状，但在基础应用和实践生产上却具有较高的研究价值[13]。花器官正常的2 个品种如进行自然杂交，杂交率50%～75%[14]，杂种一代的整齐度和产量较低，但如利用雄性不育系作母本与自交系作父本进行制种，不需人工去雄就可收获高纯度的杂交一代种，纯度最高可达100%，极大程度提升了杂种种子的质量与产量。目前在生产上应用的雄性不育系分为以下两种类型。

露地芥菜剥蕾套袋自交留种

①细胞核不育型（GMS）雄性不育系 又可称为两用系，其株系内不育株与可育株的比例各占50%，整个株系本身既是不育系又是保持系，所以在繁殖不育系时不需另外再选育保持系，系内50%的不育植株发挥雄性不育系的作用，另外50%的可育植株即为保持系。生产杂交一代种子时，雄性不育系为母本，优良的自交系为父本，母本的密度大，父母本按照1∶3 比例种植，行距40 cm，父本株距30～33 cm，母本株距13～16 cm。进入始花期后约1 周的时间，每天上午对母本进行拔除可育株，要求彻底拔除所有可育株，同时打掉早花的不育株的主枝，防止其接受可育株上的花粉形成假杂种，然后使剩下的不育株与父本株自然授粉，收获母本行植株上的种子即为所需的杂交一代种子[15]。

②细胞质不育型（CMS）雄性不育系 系内所有植株的不育率和不育度达到或接近100%，在发现不育株并且进行选育工作的同时选育对应的保持系，保持系最好是自交亲和系。生产杂交一代种时最好以优良自交亲和系为父本，不育系为母本，按照一定比例种植，每667 m2的制种田中不育系的种植株数一般是父本系的4 倍左右，母本株上收获的种子为所需的杂交种，父本株上收获的种子为父本的自交种。利用细胞质雄性不育系配制杂交一代种子是如今更为普遍的方法，OguCMS 和PolCMS是十字花科中应用广泛的细胞质雄性不育材料[16，17]。

3.3 亲本繁育

杂交一代种子的生产技术概括起来主要包括两部分：杂交一代种的配制和亲本繁育。

在利用自交不亲和系生产杂交一代种子的方法中，蕾期人工剥蕾授粉可克服自交不亲和性，所以一般采用人工蕾期授粉的方式进行自交不亲和系亲本的繁育。人工剥蕾授粉是一个精细且繁琐的工作，不论在哪种制种方法里都是至关重要的，极影响种子生产的质量，所以应十分注意整个操作过程的规范性，如对父本株系及时进行套袋防止污染，保证花粉纯度；开花前3 天左右的花蕾是最佳的剥蕾授粉对象，花蕾过于临近开放可能已有自交不亲和性，选择此类花蕾授粉的结籽率低；采取当天刚刚开放、花药饱满且已经散粉的健康新鲜花朵，在晴天温度和湿度适宜的时间段进行授粉，剥花蕾时使柱头完全但不过分露出，涂抹花粉时动作要轻，务必小心操作避免损伤到柱头，保证授粉的成功率；使用的工具和双手在完成一株植株授粉后，在下一株植株授粉前，用75%的酒精充分消毒，避免花粉传播发生异交，保证种子纯度。在利用雄性不育系生产杂交一代种子的方法中，用雄性不育系与保持系进行回交繁育不育系亲本，父本系和保持系的繁育则通过系内自交进行繁育。这些亲本的繁殖田同样也都需进行空间隔离，满足不与其他十字花科作物连作且距离其他十字花科作物种植田至少2 000 m 的隔离条件。

紫色小白菜自交亲和系纱网隔离留种

3.4 花期调整

花期不遇是十字花科蔬菜杂交一代种子生产上的一个普遍性问题，父母本花期如相差在2～3 天内则问题不大，但如超过了5 天则影响明显，不仅会影响到杂交率也会影响杂交一代种子的产量[18]。所以，必须采取一些措施调整父母本的花期使其相遇。

①调整播期 错期播种，依据父母本在相同时间播种时其盛花期的相差天数，确定错期播种所需提前或延后的具体天数，开花早的晚播，开花晚的早播。

②植株调整 通过摘心、整枝等方法促进侧芽萌发，延迟早开花亲本的开花时间，使双亲花期相遇。花期相差不超过1 周，可对早开花亲本的主薹进行摘心处理；花期相差超过1 周，除摘心外还需要额外整枝打掉一部分分枝。

③温度调节 针对晚开花亲本，可进行低温春化处理诱导提早开花，或利用小拱棚覆盖等保温措施促进提早抽薹开花。