十字花科蔬菜雄性不育在雜交育種上的應用

朱云川

蔬菜育種對品質與抗逆性育種十分重視，優秀種質資源的研究與不斷創新成為焦點問題。自身雜交的優勢比較顯著是十字花科作物的主要特點，自交不親和系以及雄性不育系是選育雜種一代的方式。十字花科選取雄性不育系為母本做出雜交育種能夠有效增強雜種優勢的應用范圍，減少種子生產過程中所需要的成本，以確保雜交種子的純度與質量。比較優良的雜種其一袋就可以增加很大的產量，也可以提升其品質。

1、主要十字花科蔬菜雄性不育在雜交育種上的應用

①蘿卜雄性不育應用

相關研究人員通過對其進行改良獲得Ogu CMS，并應用至十字花科蔬菜。國內研究人員曾于美國引入改良品種Ogu CMS材料，通過甘藍自交系與青花菜自交系做出轉育，獲取回交后代，通過轉育獲得回交后代，低溫環境下，葉片不存在黃化現象產生，不育花無異常問題順利開花，雌蕊無異常現象，結實性穩定良好，應用前景廣闊。

全新進行改良的Ogu CMD盡管對黃化與蜜腺問題做出一定的解決，不過對于抗病性、胞質負效應以及種子生產量等方面還存一些問題需要解決，十字花科蔬菜作物并未獲得推廣應用。改良之后的胞質不育性應用至油菜種植，研究人員通過運用原生質體融合技術，針對甘藍型油菜蘿卜，能夠有效解決胞質不育材料存在的遺傳問題。并成功獲得全新優秀品種，并在一定的種植，產量較純系相比提升明顯。國內研究人員通過以特定蘿卜品種當作雄性不育系，采用選定的優良品種當作轉育親本，進行回交轉育，得到不育株率全部的不育系品種，并培育出全新組合品種，位于生產中獲得應用。

②白菜雄性不育應用

白菜屬于異花授粉作物，雜種優勢特點顯著，優良組合較常規品種獲得良好的增長效果，僅需較短時間就可將大部分線性耐病性等基因有效轉接至F1雜種之中，白菜的應用位置為F1的營養器官，無需育性恢復基因即可應用至生產。

甲型當作基礎母本，同乙型進行有效雜交，后代樣本中能夠獲得雄性不育系，培育獲得乙型兩用系，其當作母本，萬泉青幫可育株作本樣本，對其采取測交，培育獲得甲型兩用系，并對兩種全新品種可育株采取測交，培育獲得大白菜細胞質核基因雄性的不育系品種。不育系具備良好的育性，結實無異常，不育株率以及不育度能夠達到十成，基于此培育出的一代雜種成功獲得應用與種植生產。國內研究人員曾引入全新類型的帶有蘿卜胞質的大白菜雄性不育材料，并采取多代回交，培育出不育株狀態無異常現象、帶有蜜腺結構、花器與結籽無異常的不育系。不育系植株成長期無異常，未出現黃化問題，轉育簡單，在雜交育種方面具有良好的應用前景。

③油菜雄性不育應用

甘藍性油菜波里馬，最初源自于蘇聯，不久之后，Pol CMS傳至國外，并通過澳大利亞推廣至其他國家，加、澳、波完成三系配套，應用Pol CMS不育材料培育獲得甘藍型油菜雜交種。國際方面認為其使目前世界范圍內最具潛在應用價值的胞質雄性不育系。對于油菜雄性不育系而言，此不育系應用至選育階段，針對其他十字花科蔬菜，同樣獲得有效應用。

研究人員以此當作母本，用大白菜當作父本，采取雜交方式，獲得F1，之后將F1當作母本，將甘藍當作父本，采取雜交方式，獲得三交中F1，選用三交種F1單株當作母本，將大白菜當作輪回父本，采取連續雜交的方式，并進行定向的選擇方式，來培育并獲得大白菜異源胞質雄性不育系。這樣的不育系會使蘿卜的不育源存在的苗期黃化的問題以及蜜腺退化等問題得到及時有效的解決，不育性則非常良好，不育植株率相對較高，并未出現異源胞質產生的影響。通過此不育系培育獲得大白菜雄不育一代雜種等優秀品種，成功應用至我國大部分地域并獲得種植。

研究人員曾對甘藍型油菜品種采取相互雜交，雜交后代獲得不育株，并通過選育，培育得到三系配套，并培育得到雜一代新品種。此雜交種較常規相對比，獲得良好的增量增產效果。并獲得國家相關鑒定，此雜種性狀較為優秀，穩定性與恢復性良好，增產效果十分顯著，并在國內外獲得廣泛應用與推廣。位于我國黃河流域、長江流域范圍內獲得種植，成為我國種植生產面積較大的首個油菜“三系”雜種。

④甘藍雄性不育應用

研究人員曾于自然環境下的甘藍材料中獲得雄性不育株。采取測交與少量花粉自交，對后代分離現象做出分析觀察，得知材料育性通過一對顯性基因進行控制，且修飾基因同樣發揮一定效果。已成功獲得部分純合顯性不育系，則不育的株率與不育度保持完全，且雌蕊無異常，結實穩定，配合力較好。應用此不育系同優良的甘藍自交系進行雜交而培育的“中甘18”，因其極早熟、品質優等特點，2001年獲得國家發明專利，同樣也成為國內外第一次應用顯性核基因控制雄不育獲得的新品種甘藍。

⑤芥菜雄性不育應用

國外研究人員曾在芥菜品種雜交組合內的F1，獲得雄性不育，通過F1F2以及回交多代進行相關鑒定，為細胞質遺傳。不過保持系存在明顯不足，不育率僅能維持5成至7成，恢復系主要為印度品種。研究人員（Anand）曾獲得芥菜雄性不育，并培育出恢復十分優秀的恢復系，以此培育形成的雜交組合，同對照相比產量提升翻倍，種子含油量與蛋白質含量提升明顯。史華清等人在1975年發現雄性不育的芥菜型油菜，并取名歐新A。歷經10年間不斷的測交轉育，培育獲得三系低芥酸芥菜新品種，在試驗、示范、推廣中同對照相比產量提升十分明顯。

2、綜上，在十字花科蔬菜制種中，種子純度是影響新品種推廣的的首要因素，其次為生產成本。在雄性不育株上采集的雜一代種子純度可達到100%，同時還省去了母本的人工去雜工序，因而利用雄性不育進行雜交制種可有效解決種子純度、生產成本等問題。在利用雄性不育進行十字花科蔬菜制種中，筆者認為還應注意：①加快優質、高產新品種的應用研究。隨著人們生活水平的提高和對健康的需求，優質、營養高、口感好的蔬菜需求量不斷提高，按照市場需要，加快推出適應市場的優特新品種。②加快抗逆育種研究。加快對能適應不同生態環境的蔬菜新品種研究，推出抗逆性好、市場需求量大、全年能均衡上市蔬菜品種。③做好制種基地的培育工作，確保種子生產的安全、穩定和種子質量保障。

（作者單位：617061 四川省攀枝花市仁和區煙葉發展辦公室）