單籽鑒定法篩選辣椒黃綠苗胞質雄性不育系YBM-A6恢復系

孫國勝，孫春青，戴忠良，馬志虎

（江蘇丘陵地區鎮江農業科學研究所，江蘇 句容 212400）

雜種優勢現象是生物界的普遍現象，田淑芳[1]經2年觀察測定45個辣椒雜交組合得出結論，辣椒雜交1代的產量優勢是普遍而明顯的，由于辣椒雜交1代具有增產顯著、抗逆抗病性強、整齊度高等優點，在辣椒育種過程中居重要地位。

常規辣椒雜交育種中，采用人工去雄、授粉的技術生產辣椒雜交種子，不僅生產成本高，而且種子純度難以保障；采用雄性不育兩用系配種雖然省去人工去雄，但是增加了要拔除50%可育株的步驟，增加了制種成本；利用辣椒胞質雄性不育系、保持系及恢復系（CMS）三系配套制種可以完美克服上述困難，省去人工去雄，簡化良種配置過程，省時省工，而且能保證雜種1代的純度[2-6]。目前CMS三系配套不能應用于大規模辣椒制種的限制因素是沒有用于胞質雄性不育系配套的優良恢復系，所以篩選獲得與之產生最強雜交優勢的優良恢復系是雄性不育系利用的技術瓶頸和關鍵[7]。

雄性不育現象在自然界中普遍發生。辣椒黃綠苗胞質雄性不育系YBM-A6是帶形態標記的辣椒雄性不育系，是由辣椒黃綠苗突變體與H97643自交分離世代中的胞質雄性不育株98-1A、98-3A不育源雜交、自交、回交等工作中獲得[8]。辣椒黃綠苗胞質雄性不育系在辣椒育種過程中，葉色突變可作為標記性狀，簡化良種繁育[9]，也為辣椒遺傳育種提供了優良的種質資源[10]。

試驗采用上述辣椒黃綠苗胞質雄性不育系為母本，自由與自交系（全國各地搜集的210份辣椒（甜椒）自交系資源）進行雜交，收獲F1雜交種子，從每個組合中各隨機挑選2粒飽滿的種子在當年秋季播種于穴盤進行優良恢復系篩選，旨在提供1種快速篩選恢復系的方法及篩選出1批配套的優良恢復系，加速利用帶有葉色標記的辣椒進行CMS三系配套制種工作。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試材料YBM-A6為辣椒黃綠苗胞質雄性不育系，屬于無花粉雄性不育系，不育株率為100%，不育性穩定，雜交親和力極高，極易坐果，其苗期為黃色，成株黃綠色，頂端新生葉為黃色，其他性狀與其野生型相同；辣椒自交系為江蘇鎮江農科所自有及從全國各地搜集的共計210份辣椒（甜椒）穩定材料，編號CR01—CR210。

1.2 試驗方法

雜交試驗于2017年春天在江蘇丘陵地區鎮江農業科學研究所行香試驗基地進行。2017年1月16日采用地熱線加溫育苗；3月5日定植，沿大棚走向起壟，自交系與YBM-A6不育系間隔種植，每個自交系定植4株，YBM-A6不育系定植2株，株行距均為50 cm（圖1）。4月下旬—5月上中旬進行雜交，采用每個不育株與1個自交系雜交的方法，標記在不育株主稈，并用橡皮圈套花標記已雜交花朵，每個雜交做4～5朵花。自交系進行自交留種。F1雜交果實成熟后，收獲并編號SR01—SR210。

圖1 雜交試驗定植圖

1.2.1 單籽鑒定法

2017年7月25日待所有種子收獲后，從210份雜交組合F1種子中各隨機選取2粒飽滿的種子，分為A、B兩組，每組1粒，每穴播1粒于72孔穴盤，待出苗后常溫狀態管理20 d。

為了防止篩選到的恢復材料中存在溫敏型材料，將A組辣椒苗置于21 ℃光照12 h、17 ℃黑暗12 h條件下的光照培養箱中，B組置于27 ℃光照12 h、21 ℃黑暗12 h條件下的光照培養箱中，培養20 d后取出正常管理。

待出3朵花后，開始鑒定其育性。鑒定內容：a.花是否正常開放；b.是否有花粉及花粉活力（TTC染色法）；c.坐果情況[11]。整個過程在穴盤中進行。調查完上述項目后，將具有恢復能力的組合移栽花盆，無恢復能力的組合拔除。

單籽鑒定法種子于2017年7月25日播種，于10月17日全部調查結束。

1.2.2 田間鑒定法

田間鑒定安排在2018年春季，2017年12月27日播種210份F1雜交種，2月28日定植，株距為50 cm，行距為60 cm，每組合定植2株（僅鑒定1株，另外1株作為備用株），210份材料共定植420株，占地180 m2，至2018年5月份辣椒開花坐果后鑒定結束。鑒定內容與單籽鑒定法相同。

2 結果與分析

2.1 單籽鑒定結果

秋季穴盤單籽鑒定結果表明，2組中均能正常開花，有花粉且通過TTC染色花粉著色好，能正常坐果的可育株均為52個；部分花具有育性或者2組材料表現不同的（如一組表現可育，另一組表現不可育或者部分可育），其中A組有11個，B組有13個；表現為全不育的，A組147個，B組145個。2組試驗中通過單籽鑒定法篩選出的恢復系材料均占試驗材料的24.8%（表1）。

2.2 大田鑒定結果

大田鑒定結果表明，表現為能正常開花，有花粉且通過TTC染色花粉著色好，能正常坐果的可育株為51個；部分花具有育性的有20個；表現為全不育的為139個。具有恢復能力的材料占總試驗材料的24.3%（表2）。

2.3 單籽鑒定與大田鑒定對比

通過表3可見，2種鑒定方法在用地量和所用時間上差異很大，單籽鑒定法僅使用8個72孔穴盤即可將恢復系篩選出來，用時約3個月；而大田鑒定法需要用到約180 m2的簡易大棚，用時約1年時間。而恢復系篩選占比卻相差不大，2種鑒定方法準確性一致。

3 結論與討論

雄性不育恢復系是能使不育系恢復正常結實的品系（種）。恢復系雌雄蕊正常，能自交結實。雄性不育恢復系恢復力的高低和其他性狀的好壞，直接影響著三系在雜種優勢利用上的價值。在雜交育種中，雄性不育系、雄性不育保持系和雄性不育恢復系必須配套使用；因此雄性不育恢復系的篩選具有十分重要的意義，傳統篩選過程一般都在大田中進行，容易受到天氣的影響，溫度不受控制，篩選過程較長。

表1 單籽栽培組合育性調查結果

表2 大田組合育性調查結果

表3 單籽鑒定和大田鑒定對比

對辣椒胞質雄性不育系恢復系的篩選，前人做過較多研究，王恒明等[2，4]、王蘭蘭等[3，5]、劉金兵等[11]對恢復系的篩選均采用第1年雜交，第2年春天鑒定的方法，這種鑒定方法大大加大了工作量。本試驗在2017年上半年進行雜交，下半年采用單籽法鑒定其育性，大大減少了工作量。單籽鑒定法省時，按此方法進行恢復系篩選與傳統篩選方法相比可節省時間200 d左右；省地，試驗在穴盤中進行，只需少量土地；省費用，若種子存在溫敏型雄性不育系情況，大田鑒定則需要春秋兩季進行，而單籽鑒定法在光照培養箱中即可進行，省掉秋季大田鑒定的費用。單籽鑒定法與大田鑒定法2種方法在鑒定結果上吻合，篩選到的恢復系占比均超過24%。單籽鑒定法鑒定恢復系是較為嚴苛的鑒定方法，其隨機播種1粒種子，若其為全可育，則認為這個組合里面存在不可育的種子的情況可以忽略不計；若播種的1粒種子開花后存在無花粉或不可育情況，則認為即使其他種子存在可育情況，這個組合也非100%可育，則不具有利用價值。

尋找CMS三系配套育種的恢復系是長期工作，利用現有或已經找到的恢復系配制的雜交種得不到市場認可，需要繼續尋找具有利用價值的恢復系。單籽鑒定法鑒定恢復系能大量節省篩選時間，為致力于研究CMS三系配套的科研人員提供了很大的便利。