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大白菜育種園藝林學(xué)學(xué)院蔬菜系田振東
Tel:872869392023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東12023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東2種質(zhì)資源大白菜主要性狀遺傳現(xiàn)代育種目標(biāo)主要育種方法重要育種目標(biāo)的選育方法種子生產(chǎn)主要授課內(nèi)容
我國的白菜類蔬菜包括大白菜、小白菜、烏塌菜和菜薹等四種蔬菜。
白菜類蔬菜是我國主栽的最重要蔬菜種類之一,產(chǎn)地遍及全國,白菜類蔬菜的生產(chǎn)情況直接影響全國蔬菜市場的供應(yīng),特別是在我國東北、華北、西北和內(nèi)蒙古等地,大白菜是秋冬春三季極為重要的蔬菜,它的豐收或歉收對上述廣大地區(qū)蔬菜市場供應(yīng)的影響更大。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東32023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東4
大白菜(BrassicacampestrisLssp.pekinensis)起源于中國。白菜原產(chǎn)中國。在西安新石器時代半坡遺址中出土的一個陶罐里有白菜籽,有6000多年的歷史。
白菜古時稱“菘”,春秋戰(zhàn)國時期已有栽培,最早得名于漢代。唐代出現(xiàn)了白菘、紫菘和牛肚菘等不同的品種。宋代陸佃的《埤雅》中說:“菘性凌冬不凋,四時常見,有松之操,故其字會意,而本草以為耐霜雪也”。元朝時民間開始稱其為“白菜”。
明朝中醫(yī)學(xué)家李時珍在《本草綱目》中記載:“菘性凌冬晚凋,四時常見,有松之操,故曰菘。今俗之白菜,其色清白?!?/p>
宋代詩人范成大在《田園雜興》里寫道:“撥雪挑來塌地菘,味如蜜藕更肥濃。朱門酒肉無風(fēng)味,只作尋常菜把供”。蘇東坡也有:“白菘類羔豚,冒土出熊蹯”的詩句。民間還有“立冬白菜賽羊肉”、“百菜不如白菜”
“冬日白菜美如筍”的諺語。大白菜富含維生素、礦物質(zhì)和膳食纖維,具有很高的營養(yǎng)價值。大白菜質(zhì)地柔軟、易熟、口味清香鮮嫩。烹飪方式多樣,葷素皆宜,可炒、燴、熘、炸、燉、燜、煨、泡、腌、漬、涼拌皆宜;“白菜可做百樣菜”,可作每餐必食的家常菜,也可登上大雅之堂,作國宴佳肴,因此,大白菜自古享有“菜中之王”的尊稱。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東52023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東6大白菜,又稱為“結(jié)球白菜”、“黃芽菜”或“窩心白菜”等,是我國的原產(chǎn)和特產(chǎn)蔬菜,全國各地普遍栽培,以華北地區(qū)為主要產(chǎn)區(qū),栽培面積和消費量居各類蔬菜之首。
我國大白菜種植面積達(dá)250-280萬公頃,占蔬菜播種總面積的12.8%,總產(chǎn)量11009多萬噸,占蔬菜總產(chǎn)量的15.5%。地理標(biāo)志產(chǎn)品有:焉耆大白菜、玉田包尖白菜、武隆高山白菜、理縣大白菜、膠州大白菜、唐王道口大白菜、北京黃芽白、天津麻桿青等。一種質(zhì)資源
大白菜Brassicacampestrisssp.pekinensisOlsson)屬于十字花科(Cruciferae)蕓苔BrassicacampestrisL.的一個亞種。
1.白菜亞種
普通白菜變種(manisTsenetLee)
烏塌菜變種(var.rosularisTsenetLee)
菜薹變種(var.utilisTsenetLee)
(一)大白菜植物分類學(xué)地位2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東7
2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東82.大白菜亞種大白菜的食用器官是由頂芽發(fā)育而成的,食用器官是一個儲藏養(yǎng)分和水分的巨大頂芽。
散葉大白菜:(var.dissolutaLi)
植株頂芽不發(fā)達(dá),完全不形成葉球。是結(jié)球白菜的原始類型,葉片披張,不形成葉球。抗逆性強(qiáng),纖維較多,品質(zhì)差,以幼苗期或蓮座期的中生葉作為產(chǎn)品。已漸淘汰。代表品種為山東中部地區(qū)的“面白菜”和分布于魯南的“擘白菜"
2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東9半結(jié)球大白菜(var.infarctaLi)
頂芽發(fā)達(dá),僅外層頂生葉抱合成球,因內(nèi)層頂生葉不發(fā)達(dá)而葉球內(nèi)部空虛,球頂葉片也不抱合,呈半結(jié)球狀態(tài)。蓮座葉長形,葉柄部分半抱合。一般以葉球及部分蓮座葉同為產(chǎn)品,品質(zhì)粗糙。這一變種耐寒性強(qiáng),適宜于東北及西北高寒地區(qū)栽培,為寒冷氣候生態(tài)型。遼寧的大矬菜及山西的大毛邊和桶子白菜等都是這一變種的代表品種。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東10花心大白菜(var.laxaTsenetLee)
由半結(jié)球白菜進(jìn)一步加強(qiáng)頂生葉抱合而來,頂生葉的葉片以皺褶的方式抱合,但葉的先端向外翻轉(zhuǎn),翻轉(zhuǎn)的部分葉色呈黃、淡黃、白色,構(gòu)成‘花心’狀態(tài)。
耐熱性較強(qiáng),生長期短,不耐貯藏,多用于夏秋早熟栽培。如北京的翻心白和翻心黃,濟(jì)南的小白心,青島的花心菜等也都是代表性品種。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東11結(jié)球大白菜(var.cephatataTsenetLee)
頂芽發(fā)達(dá),頂生葉全部抱合,先端不向外翻轉(zhuǎn),球頂抱合嚴(yán)密。是大白菜進(jìn)化的高級類型,球葉抱合形成堅實的葉球,球頂鈍尖或圓,閉合或近于閉合。一般僅以葉球為產(chǎn)品。栽培普遍,要求較高的肥水條件和精細(xì)管理,產(chǎn)量高,品質(zhì)好,耐貯藏。這一變種可以根據(jù)葉球形狀、主產(chǎn)區(qū)及適宜生態(tài)條件分為直筒、卵圓和平頭三個基本的品種群。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東122023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東133.蕪菁亞種(BrassicarapaL.
蕪菁亞種能形成肉質(zhì)根的二年生草本植物。肥大肉質(zhì)根供食用,肉質(zhì)根柔嫩、致密,供炒食、煮食或腌漬。
(二)起源與進(jìn)化
雜交起源說小白菜與蕪菁通過自然雜交的雜種(李家文)。分化起源說小白菜在由南方向北方傳播分化產(chǎn)生。散葉大白菜(唐、宋朝)半接球大白菜花心大白菜(明朝)接球大白菜(清朝)譚其猛李家文2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東142023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東15(三)結(jié)球大白菜的三個基本類型1.卵圓型(“海洋性氣候生態(tài)型”)葉球卵圓形,葉球抱合方式為褶抱或合抱。球形指數(shù)(葉球高/直徑)1.5。栽培的中心地區(qū)為中國的山東半島。主要分布于膠東半島、遼東半島、江浙沿海以及四川、云南、貴州等省。這一類型品種要求氣候溫和、濕潤、變化不劇烈的環(huán)境。適應(yīng)范圍較窄,不耐熱,不抗寒,不抗旱,抗病性較弱,需充足肥水供應(yīng),品質(zhì)較好。如:魯白6號、山東福山包頭、膠縣白菜。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東162023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東172.平頭型(“大陸性氣候生態(tài)型”)
葉球倒圓錐形,球形指數(shù)近于1,球頂平,完全合閉,疊抱。要求氣候溫和、晝夜溫差較大、陽光充足的環(huán)境,對氣溫變化劇烈和空氣干燥有一定的適應(yīng)性。
栽培中心地區(qū)為河南中部及山東西南部、陜西、山西河北南部。如:魯白8號、河南洛陽包頭、山東冠縣包頭、山西太原包頭、甘肅的甘谷包頭。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東18
2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東193.直筒型(“交叉性氣候生態(tài)型”)
葉球細(xì)長圓筒形,球形指數(shù)約為4,近于閉合擰抱。球葉長倒卵形。大多生育期較短。栽培的中心地區(qū)為河北東部近渤海灣地區(qū),為溫和海洋性氣候和大陸性氣候交叉型,使該生態(tài)型對氣候適應(yīng)性強(qiáng),大多抗病、耐旱性較強(qiáng)。如:小雜56、天津青麻葉、河北玉田包尖、遼寧河頭白菜等。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東202023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東21
大白菜分類和進(jìn)化過程示意圖(李家文,1979)2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東22(四)結(jié)球大白菜優(yōu)異種質(zhì)資源豐產(chǎn)型品種:天津青麻葉、山東4號、大核桃紋、山東福山包頭、大青口、城陽青、萊蕪包頭等。
2.優(yōu)質(zhì)型品種:青麻葉、黃芽白、城陽青、核桃紋、冀白菜4號、玉青、魯白4號、魯白6號、龍白1號、遼白1號、通雜1號、雙青156等。3.早熟耐熱品種:熱抗45、小雜55、小雜56、冠夏豐、夏珍白、小白口、早熟5號、夏陽、連早、魯白4號、魯白6號、伏寶、白陽、早皇白等。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東234.抗病品種:大青口、小白口、城陽青、核桃紋、魯白8號、綠寶、冀菜1號、玉青、吉研3、4號、豐抗70、山東4號、佳白2號、豫白1號、秦白1號、早熟5號、夏陽、膠白8號高抗病毒病和霜霉病,抗軟腐病。津秋王品種高抗病毒病,兼抗軟腐病和霜霉病。
5.耐抽薹:
日喀則1號、黃點心2號、魯春白1號、小白口、強(qiáng)勢、四季王、無雙、優(yōu)質(zhì)1號。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東242023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東25二大白菜主要性狀遺傳
大白菜多數(shù)性狀屬數(shù)量性狀,控制遺傳的基因?qū)?shù)多,加之大白菜為異交作物,個體雜合性強(qiáng),品種內(nèi)株間差異大,從而使大白菜性狀遺傳研究難度大,目前深入研究的性狀數(shù)量不多,主要集中在與葉球商品性密切相關(guān)的性狀。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東262023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東27葉片性狀:葉片有茸毛為為顯性,無毛為隱性,一對基因控制。
毛的多少受多基因控制,為數(shù)量遺傳。
綠幫×白幫→
F1中間偏母
葉色深綠×淡綠→F1中間偏母
葉片闊倒卵形×長倒卵形→F1倒卵形
蓮座葉直立×平展→F1中間偏直立2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東28
大白菜葉球抱合有疊抱、擰抱、皺抱和合抱方式,其中疊抱遺傳力較強(qiáng),各種抱合方式?jīng)]有典型顯隱性關(guān)系,后代有時呈現(xiàn)不典型的中間類型。合抱×疊抱→合抱或疊抱疊抱×皺抱→疊抱或皺抱皺抱×合抱→近似皺抱球抱合方式:2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東29球型遺傳規(guī)律:
長筒×倒卵→長倒卵至近長筒長筒×短筒→中間型長筒×矮樁→高樁長筒×倒圓錐→倒卵至近長筒長筒×短筒→近短筒倒卵×矮樁→長倒卵、高樁、矮倒卵、矮樁倒卵×倒圓錐→矮倒卵短筒×矮樁→短筒或矮樁短筒×倒圓錐→矮倒卵矮樁×倒圓錐→倒卵至矮倒卵2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東30結(jié)球性狀遺傳規(guī)律:
結(jié)球、半結(jié)球和花心三個變種比較,花心遺傳力最強(qiáng),半結(jié)球次之,結(jié)球型遺傳力最差。半結(jié)球×花心→花心半結(jié)球×結(jié)球→半結(jié)球花心×結(jié)球→花心散葉×其他型→散葉2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東312023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東32大白菜花色白花對黃花為隱性遺傳(蔣希文,1993),種子黃色種皮受一對隱性基因控制,花粉粒外壁受一對隱性基因。大白菜更多的植物學(xué)性狀為數(shù)量遺傳,如:單株重、球重、球高球徑、緊實度、球葉數(shù)、葉長寬、幫重及軟葉重、幫長寬厚(孫日飛,1984)、抗熱性、成熟期等。品質(zhì)性狀一般多基因控制。
大白菜抗病性多屬數(shù)量遺傳。有些受多基因或寡基因控制。三育種目標(biāo)
大白菜早期的育種注重產(chǎn)量和耐貯藏性,隨著人民生活水平的不斷提高,大白菜品質(zhì)顯得愈為重要。大白菜易受病毒和多種病蟲害侵襲,成為影響大白菜穩(wěn)產(chǎn)性的主要障礙,抗病蟲育種也是提高大白菜品質(zhì)的極為重要的環(huán)節(jié)。大白菜育種不僅要培育豐產(chǎn)抗病品種,同時要注重品質(zhì)育種,培育出具有高營養(yǎng)價值、高品質(zhì)的球葉,并具有白色、綠色和黃色的,也要注重專用,例如淹漬加工等品種的選育。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東33從我國大白菜生產(chǎn)實際來看,豐產(chǎn)仍然是一項重要育種目標(biāo),在穩(wěn)產(chǎn)中求高產(chǎn),是指導(dǎo)大白菜生產(chǎn)的核心問題,但是豐產(chǎn)性選育已非最主要育種目標(biāo)。
1.株型和高光效2.凈菜率菜球重占株重的百分率。3.一致性4.耐肥和耐瘠性(一)豐產(chǎn)性2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東34(二)品質(zhì)性狀1.外觀品質(zhì):葉球形狀:球葉抱合方式與結(jié)球形態(tài)的不同,形成多種形狀,與消費者習(xí)慣有密切關(guān)系;鮮度與潔度:葉球幫與葉身有光澤、脆嫩,外葉干凈整齊;色澤:一般認(rèn)為葉色偏綠者營養(yǎng)價值高,耐貯性好。有些消費者偏好幫白、葉色淡的品種;整齊度:菜球緊實度、結(jié)球形態(tài)、株型大小等一致;病蟲害和機(jī)械損傷情況;側(cè)芽和主苔的萌動
萌發(fā)容易造成裂球、品質(zhì)下降。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東352.營養(yǎng)和感官品質(zhì):
大白菜品質(zhì)的好壞與葉球中所含營養(yǎng)物質(zhì)的含量和種類有關(guān)。同時它還與風(fēng)味、質(zhì)地、渣量、甜味等感官品質(zhì)有密切關(guān)系。大白菜風(fēng)味品質(zhì)與體內(nèi)所含的營養(yǎng)成分、特殊風(fēng)味物質(zhì)及其組織結(jié)構(gòu)有關(guān),氨基酸含量特別是谷氨基酸含量高則鮮香性好,軟葉率高、組織柔軟脆嫩,纖維細(xì)致無粗絲,嚼而無渣,則適口性好??傊?,提高Vc、可溶性糖、蛋白質(zhì)、干物質(zhì)的含量和降低有機(jī)酸和粗纖維含量是大白菜優(yōu)質(zhì)育種的主要目標(biāo)性狀。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東363.攜帶殘毒物質(zhì)數(shù)量:
硝酸鹽含量低、農(nóng)藥等污染物殘留少。另外,商品品質(zhì)的優(yōu)劣標(biāo)準(zhǔn)常常存在著地區(qū)性差異,它決定于各地經(jīng)濟(jì)、文化和歷史發(fā)展情況,還有一些說不清的社會因素。
如:天津視葉色和幫色深綠、直筒形品種為上品,北京則喜歡白幫、高樁花心品種,到了膠東半島幾乎都是白幫卵圓型品種。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東372023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東38(三)抗病蟲性
上世紀(jì)60年代后期到70年代初期,病毒病、霜霉病和軟腐病是對大白菜生產(chǎn)為害最大的三大病害。
80年代后,黑斑病、黑腐病普遍加重,白斑病、炭疽病、根腫病以及干燒心病在一些地區(qū)也變得越來越嚴(yán)重,隨著抗病品種的推廣,病毒病、霜霉病有明顯減輕,但是還有許多病害還無法有效防治,病害問題仍然是制約大白菜豐產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)的重要因素。經(jīng)常發(fā)生的大白菜葉部和根部及蟲害也有20余種。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東39霜霉病軟腐病病毒病白斑病黑腐病黑斑病2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東40(四)耐熱性和抗寒性
適宜溫度10-22℃正常結(jié)球。25℃生長不良,30℃不能適應(yīng),10℃緩慢生長,5℃以下停止生長。
在我國的大部分地區(qū),秋大白菜品種在生長的前期和結(jié)球期經(jīng)常受到高溫的危害,導(dǎo)致心葉不能抱合,而不能結(jié)球,即使結(jié)球也比較松散,致使產(chǎn)量和品質(zhì)下降。秋大白菜在收獲之前往往遇霜凍造成減產(chǎn),受冬后嚴(yán)重影響貯運(yùn)性。南方往往由于高溫限制只能在晚秋和冬季栽培,露地越冬時也容易遭受凍害。因此,選育耐熱和抗寒大白菜是擴(kuò)大栽培區(qū)域,延長栽培時間,提高單位面積產(chǎn)量,保證穩(wěn)產(chǎn)的重要措施。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東41(五)生育期和生態(tài)適應(yīng)性
生育期是指從播種到葉球充實所需的天數(shù)。生育期長短通過影響葉球充實度而影響產(chǎn)量和凈菜率。三個基本的生態(tài)型,適宜于不同的生態(tài)條件。
在結(jié)球白菜三種基本生態(tài)型品種中,卵圓型品種花芽分化較晚、冬性較強(qiáng)、不易抽薹,而直筒型較易抽薹。
2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東422023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東43秋冬大白菜需要早熟、有一定耐熱性、抗病能力強(qiáng),耐儲存、耐運(yùn)輸;越冬大白菜需要耐低溫、冬性強(qiáng)、耐抽薹。春大白菜需要耐低溫、生育期短、冬性強(qiáng)、耐抽薹、結(jié)球快、成熟早的品種。春結(jié)球白菜還需具備一定的高溫結(jié)球性。夏大白菜要求耐熱性、耐雨水,抗病能力強(qiáng)、結(jié)球性好、生長好,早熟的品種。“變成了一年四季都可以享用的常態(tài)菜”(六)耐藏性
可貯期長,損耗率低,長期保存良好的食用品質(zhì)。
作為一種重要的貯藏蔬菜,大白菜的耐藏性在育種時也是需要重要的一個目標(biāo),特別是在我國北方地區(qū),大白菜的貯藏供應(yīng)期長達(dá)5-6個月。耐貯藏性育種需要考慮貯運(yùn)過程中葉片脫落少、腐爛率低、損耗率低、腋芽不易萌發(fā)、保水性強(qiáng)、葉片不變色,貯藏期間營養(yǎng)成分損失較少,長期保存能夠保持良好的食用品質(zhì)。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東44優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)白菜育種技術(shù)研究及新品種選育建立白菜高效育種技術(shù)體系,創(chuàng)新特異育種材料18份,目標(biāo)性狀突出,綜合性狀優(yōu)良;培育春播晚抽薹大白菜品種2個,耐抽薹性達(dá)到國外同類品種水平,在12oC條件下生長不抽薹,抗主要病害,增產(chǎn)10%以上。選育優(yōu)質(zhì)、抗病、抗干燒心、耐貯運(yùn)大白菜新品種4個,生育期80~90天,較同類品種增產(chǎn)10%以上,抗三種以上主要病害。選育秋早熟優(yōu)質(zhì)抗病出口大白菜新品種3個,抗三種以上主要病害,生育期60-70天,較同類品種增產(chǎn)10%以上。“十一五”國家科技支撐計劃項目2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東45
20世紀(jì)90年代以來,大白菜的生產(chǎn)和消費模式已經(jīng)發(fā)生了很大的變化,過去白菜生產(chǎn)以秋季生產(chǎn)、秋冬季消費為主,現(xiàn)在發(fā)展成一年四季皆有生產(chǎn)、周年供應(yīng);過去白菜品種以追求大球型、高產(chǎn)耐儲藏品種為主,現(xiàn)在逐漸轉(zhuǎn)變成大、中、小球均有需求,并逐漸出現(xiàn)了小型白菜、娃娃菜、苗用白菜(快菜)等多種產(chǎn)品形式。
品種和類型的不斷變化,大白菜華麗轉(zhuǎn)身。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東462023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東47苗用大白菜:以30-35天左右的大白菜苗上市。如北京新一號。早熟五號,京研快菜。娃娃菜:小型白菜,高密栽培,一般150-200g,便于包裝。主產(chǎn)區(qū)在云南,甘肅,河北張家口壩等地區(qū)。小型白菜:0.5-1.0kg。
小型化大白菜2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東482023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東49新型彩色大白菜
橙黃色的大白菜品種叫“北京桔紅心”和“北京桔紅2號”紫色大白菜富含花青素,花青素具有消除活性氧的強(qiáng)抗氧化作用,具有抵抗肌膚衰老、提高人體免疫力的強(qiáng)力效果,紫色大白菜將成為蔬菜中的美容先鋒。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東50“金冠1號”和“金冠2號”總胡蘿卜素含量比普通大白菜要高出約5倍,維生素C含量也要較普通大白菜高出約60%。
四主要育種方法
(一)引種與選種
1.引種三種生態(tài)型中直筒高樁型適應(yīng)性最廣,在全國各地生長都比較好。卵圓型適應(yīng)性狹窄。平頭型適應(yīng)性介于兩者之間。從溫差小的地區(qū)引入溫差大的地區(qū),容易出現(xiàn)秋季抽薹現(xiàn)象,相反,引入品種容易出現(xiàn)葉球松散或葉球變小的現(xiàn)象。
此外,大白菜引種還必須考慮社會經(jīng)濟(jì)因素,各地對葉球形狀、葉球大小、葉片抱合方式、葉色、幫色等都有自己的偏愛。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東512.選種
大白菜異花授粉,生產(chǎn)上應(yīng)用的常規(guī)品種都是包含多種基因型的混合群體,國內(nèi)外大白菜育種實踐證明,選種是大白菜品種改良的一條經(jīng)濟(jì)有效的育種途徑。大白菜自然傳粉群體的異交率一般在80%以上,強(qiáng)制自交后生活力很快衰退,因此選種宜采用混合選擇法或混合選擇與單株選擇相結(jié)合的選擇方法。當(dāng)原始群體的變異較小時,可采用一次或多次混合選擇法;當(dāng)變異較大時,可采用1-2次的單株選擇后,進(jìn)行混合選擇。既要注意選擇提高純度的作用,又不能使生活力過度衰退。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東52
大白菜選種必須處理好雜與純的相互關(guān)系:一般群體的異交都比較充分,如果混合選擇的群體夠大,具有多種基因型的混合群體的雜合性有一定的穩(wěn)定性。在保證選擇后的群體主要經(jīng)濟(jì)性狀基本一致的前提下,這種穩(wěn)定的雜合性對育成品種的適應(yīng)性非常有利。株選多采用多次綜合評比法,在采收時,分初選、復(fù)選和決選三次進(jìn)行鑒定選擇。收獲前,先按生長習(xí)性、株高、球粗、球形、抱合方式、葉型葉色,以及對病毒病、霜霉病、黑斑病腐病抗等初選作好標(biāo)記。然后,再按較高的綜合性狀入選標(biāo)準(zhǔn)對初選入選植株進(jìn)行復(fù)選,淘汰其中的一部分植株。拔起復(fù)選植株集中在一起,再根據(jù)株重、幫色、地蛆和軟腐病為害情況或其它目標(biāo)性狀進(jìn)行決選。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東53(二)雜交育種
1、開花授粉習(xí)性大白菜的植株在0-10℃的低溫條件,10-30天通過春化階段。正常栽培情況下,大白菜第一年進(jìn)行營養(yǎng)生長,第二年抽苔、開花和結(jié)實,其花芽分化是在結(jié)球期和休眠期緩慢進(jìn)行,形成花苔和花蕾的雛體,到次春栽植時,母株具有短小的花莖和不同大小的花蕾。大白菜為種子萌動春化型,生產(chǎn)用種采用小株采種。種子在萌動狀態(tài)下,于0℃左右的冰箱里,20-30天就完全通過了春化階段。在春化過程中,低溫處理的時間越長、處理時植株的年齡越大,花芽分化越早。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東54
花序為復(fù)總狀花序。經(jīng)春化作用后抽薹、開花,從頂芽抽出的花序為主花序,最先開花,從主莖上發(fā)生的每一花序往往再分枝一二次,每一花序上的花是從下向上陸續(xù)開放的。隨著花的開放和凋謝,花枝和花柄逐漸伸長。株花期30天左右。大白菜為蟲媒異花授粉,雜交時必須嚴(yán)格隔離,可用紙袋局部隔離花枝,由于大白菜的花序為無限生長,要注意經(jīng)常提袋。
選花枝,應(yīng)盡量選用一次枝基部及中部的花蕾,每枝保留10朵左右,不宜過多。雜交時選用開花前1-2天的花蕾去雄,次日上午10-12時授粉,授粉時田間氣溫在20-23℃時座果率最高,24℃以上顯著降低。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東552023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東562、親本的選擇與組合選配應(yīng)著重考慮育成品種在何種生態(tài)環(huán)境下栽培,需要具有哪些抗逆性,生育期多長,商品外觀有何要求,食用品質(zhì)應(yīng)具備那些特點,單位面積產(chǎn)量要達(dá)到何等水平。針對這些指標(biāo)可選擇兩類親本材料。第一類是綜合性狀良好,即多數(shù)性狀符合或接近育種目標(biāo)的材料。第二類是有突出優(yōu)點的材料。即雖然綜合性狀與育種目標(biāo)相距較遠(yuǎn),但某一性狀符合育種目標(biāo),具有突出優(yōu)點。應(yīng)選適應(yīng)性強(qiáng),綜合性狀好的地方品種為母本,針對母本需要改良的性狀選擇另一材料作父本與其雜交;雜交親本之間的遺傳差異應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東573、雜交方式
在雙親優(yōu)點互補(bǔ)可達(dá)到育種目標(biāo)要求時可采用成對雜交方式,其雜種后代變異譜容易預(yù)測,變異較易穩(wěn)定。當(dāng)利用兩個親本的優(yōu)點無法滿足育種目標(biāo)要求時可采用復(fù)合雜交,即用三個或更多的親本先后進(jìn)行雜交,使多個親本的優(yōu)良性狀綜合在一起。當(dāng)某一親本基本性狀優(yōu)良,但還有某一方面缺點時,可與具有某一優(yōu)良性狀的親本雜交,然后再用基本性狀優(yōu)良的親本有限或飽和回交方式加以克服。
2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東58
4、雜種后代選擇和培育
混合選擇法:母系選擇法:自交和成對交配選擇法:
F1采種圃內(nèi)每一植株都分別自交留種。在第二代母株培育圃內(nèi)種植的是F1自交株系,淘汰不良自交株系后在入選自交株系內(nèi)繼續(xù)選優(yōu)良株再按上一代方法進(jìn)行。為了避免連續(xù)自交引起生活力退化,在自交一二代后采取同一自交系內(nèi)的株間交配,或者從F1開始用表型相似植株的成對交配法。得到超過對照而又基本定型的系統(tǒng)后,表型相似的系統(tǒng)合并采種,使育成的品種恢復(fù)生活力,并具有對環(huán)境條件比較廣泛的適應(yīng)性。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東59(三)F1代雜種的利用我國大白菜雜種優(yōu)勢利用研究始于60年代初。青島市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所最早開始進(jìn)行大白菜自交不親和系的選育,于1968年育成福山包頭自交不親和系,并育成大白菜一代雜種‘青雜早豐’。
70年代初中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所與沈陽農(nóng)學(xué)院首先開展了大白菜核雄性不育系的研究。選育出了一批大白菜雄性不育兩用系用于制種。沈陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所于1990年又育成了不育度和不育株率均達(dá)到100%的大白菜核基因互作雄性不育系(張書芳,1990)。
1992年,柯桂蘭成功地把甘藍(lán)型油菜的不育胞質(zhì)基因?qū)氪蟀撞?,育成了世界上第一個具有直接利用價值的大白菜異源胞質(zhì)雄性不育系。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東601.親本材料純化方法
大白菜為典型的異交作物,群體內(nèi)異質(zhì)性強(qiáng),個體基因型雜合程度高。因此,品種或未經(jīng)特殊純化的單株不宜作為雜交親本應(yīng)用。大白菜親本材料的純化一般采用單株選擇法。2.配合力測定和強(qiáng)優(yōu)勢組合的選配
1)選用親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的親本配組,比較容易獲得強(qiáng)優(yōu)勢的組合。2)注意重要經(jīng)濟(jì)性狀互補(bǔ)和積加。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東612023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東622023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東63自交不親和系核雄性不育系(兩用系)核基因互作雄性不育系異源胞質(zhì)雄性不育系大白菜溫敏型雄性不育
2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東64自交不親和系2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東65大白菜細(xì)胞核基因互作雄性不育系選育繁殖制種技術(shù)申請日期1989年1月27日優(yōu)先權(quán)日1989年1月27日發(fā)明者:張書芳,宋兆華,趙雪云申請人:沈陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東66×SpspmsmsSpSpmsmsSpSpMsmsSpSpmsmsSpSpMsms×父本spspmsmsspspmsms×F1×Sp代表顯性不育基因,Ms代表顯性上位可育基因,Sp位點與MS位點呈獨立遺傳關(guān)系spspmsms個體表現(xiàn)可育。甲型兩用系乙型可育株2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東67
溫敏型大白菜雄性不育系沈農(nóng)超級3號大白菜
沈農(nóng)超級4號大白菜高溫不育,低溫可育(12-16度轉(zhuǎn)換)田間自然低溫誘導(dǎo)條件下,均在開花后就出現(xiàn)育性恢復(fù)轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。大白菜溫敏型雄性不育
(四)其他育種途徑
遠(yuǎn)緣雜交育種:甘藍(lán)型油菜×大白菜,阿比西尼亞油菜×大白菜回交轉(zhuǎn)育,育成了油六和阿白兩個大白菜雄性不育“兩用系”。王兆紅蘿卜×白菜”遠(yuǎn)緣雜交,回交育成的134大白菜胞質(zhì)不育的育種材料。
“油六×60天還家”和“阿白×小白口”,已在生產(chǎn)上大面積推廣種植。這兩份遠(yuǎn)緣雜種材料配制的雜種一代,具有早熟、耐熱、抗病和生長旺盛等特點,是大白菜育種十分寶貴的材料。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東68倍性育種:
染色體加倍產(chǎn)生四倍體大白菜。小孢子培養(yǎng):豫白菜7號豫新1號
利用游離小孢子單倍性原理,在培養(yǎng)條件下誘導(dǎo)出胚狀體,且胚狀體100%來自小孢子,經(jīng)自然加倍易獲得純合雙單倍體。一年即可獲得優(yōu)良純系,二年可選育出新品系,縮短育種年限5-7年。(一般10-12年)2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東69大白菜游離小孢子培養(yǎng)技術(shù)體系的創(chuàng)建及其應(yīng)用
2006年度國家科技進(jìn)步二等獎河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所國審豫新5號國審豫新1號豫新50(國鑒)豫新60(國鑒)新綠1號豫新552023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東72誘變育種
用60Coγ輻照,已先后育成了一批優(yōu)良的自交系和龍白9號、龍白1號、龍輻二牛心三個常規(guī)品種和輻射誘變與雜種一代優(yōu)勢利用相結(jié)合育成的大白菜新品種龍白3號和龍協(xié)白3號。分子育種技術(shù)
分子標(biāo)記轉(zhuǎn)基因2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東73(一)豐產(chǎn)性選育
大白菜的產(chǎn)量=單位面積株數(shù)×株重×凈菜率
1.單位面積株數(shù)株幅(葉長和葉片開展度)
2.株重單株葉片數(shù)平均單葉重(葉長、葉寬、葉厚,幫葉比)
3.凈菜率葉球大小充實率2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東74五、重要育種目標(biāo)的選育方法
大白菜的產(chǎn)量是一個復(fù)合性狀,受畝株數(shù)、單株重和凈菜率(菜球重占株重的百分率)的共同影響。大白菜的商品產(chǎn)量只是葉球產(chǎn)量,一個畝產(chǎn)10000kg,凈菜率為60%的品種,從商品性考慮,還不如一個畝產(chǎn)8000kg,凈菜率為80%的品種,因此豐產(chǎn)性選育必須考慮提高凈菜率。株型和高光效
大白菜有多種株型,各地栽培高產(chǎn)記錄品種主要是一些植株高大、開張度小的直筒和高樁型品種,這些品種適合密植,單位面積對光能的利用率高。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東75(二)抗病品種的選育
以霜霉病為害最重,分布也最為普遍;軟腐病發(fā)生也較重,其為害程度僅次于霜霉?。缓诎卟∫延纱我『ι仙秊橹饕『?,成為僅次于軟腐病的第三大病害;病毒病仍為大白菜的重要病害;白斑病在長城以北地區(qū)為害較重;黑腐病近年來發(fā)展也較快,已遍及全國各大白菜產(chǎn)區(qū),成為第六大病害。目前,大白菜生長期至少有“六大病害”,為害程度依次為霜霉病、軟腐病、黑斑病、病毒病、白斑病和黑腐病。鑒定篩選方法不夠完善,對抗病性的遺傳變異規(guī)律研究不深入,因此抗病育種比較困難。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東762023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東77幾種可行的育種方法:A.系統(tǒng)選擇法由于我國不少大白菜地方品種都是多年來任其自然授粉繁殖的,遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)極為豐富、變異幅度較大的復(fù)合群體,它的主要經(jīng)濟(jì)性狀都符合當(dāng)?shù)叵M習(xí)慣。因此,一般都可以通過系統(tǒng)選擇,淘汰抗病性較差的單株或系統(tǒng),選育出抗病品種。近幾年的試驗報告來看,單株自交系統(tǒng)選擇效果較好。
2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東78B.雜交育種從現(xiàn)有品種的抗病性來看,同時抗多種病害的品種不多,如天津青麻葉不少系統(tǒng)抗病毒病能力較強(qiáng),但大多數(shù)抗霜霉病能力較弱;而青幫河頭、小白口等品種抗霜霉病能力較強(qiáng),但抗病毒病能力強(qiáng)弱群體內(nèi)差異較大,有的系統(tǒng)則較弱。為了選育出同時抗多種病害的品種,則需采用有性雜交的辦法把分散在不同品種中的抗性綜合到同一品種中來,育成多抗品種。
2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東79C.利用雜種一代由于抗病性表現(xiàn)出的雜種優(yōu)勢,至少有一部分是非加性效應(yīng)不易在后代固定下來,因此利用雜種一代往往比常規(guī)雜交育種易獲得較強(qiáng)的抗病性。在品質(zhì)較好的品種內(nèi),通過自交篩選,選育出抗病性較強(qiáng)的自交系,用這些自交系配制一代雜種,往往能獲得抗病優(yōu)質(zhì)的組合。如果要引入強(qiáng)的抗原作為親本之一應(yīng)把抗病基因?qū)雰?yōu)良自交系后,再用該自交系進(jìn)行配組。在對品質(zhì)性狀要求不高的地區(qū),直接利用抗源材料同品質(zhì)優(yōu)良的自交系配組,也可能獲得品質(zhì)方面基本滿足需要,抗病性強(qiáng)的組合。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東80(三)品質(zhì)育種同食味品質(zhì)關(guān)系最密切的是還原糖含量和粗纖維比值,蛋白質(zhì)尤其是氨基酸的種類有密切關(guān)系。粗纖維含量受3對以上基因控制,糖和蛋白質(zhì)受一對以上基因控制。遺傳力在50%左右,分離過程多呈數(shù)量遺傳,趨中性較強(qiáng)。食味品質(zhì)與葉片細(xì)胞結(jié)果關(guān)系密切,細(xì)胞較小,排列緊密者品質(zhì)一般較優(yōu)。
通過自交分離系統(tǒng)選擇或常規(guī)雜交育種較為適宜。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東81(四)耐貯性的選育耐貯品種一般表現(xiàn)腐爛速度慢,不易脫幫,裂球少,萎蔫失重和可溶性固形物含量下降速度較慢,而不耐貯品種則相反。在選擇親本時,應(yīng)注意選擇耐貯性性狀較多的試材作親本,使這些性狀互補(bǔ)。系統(tǒng)選擇較為適宜。(五)生育期長短的選育
早熟品種:早熟×早熟早熟×中熟中熟品種:中熟×中熟早熟×中晚熟晚熟品種:晚熟×晚熟晚熟×中晚熟2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東82
六種子生產(chǎn)(一)常規(guī)品種生產(chǎn)
頭年秋冬季培育健壯種株使其長成葉球,第二年春季使種株抽苔開花結(jié)種子。在商品成熟期,進(jìn)行種株選擇,選擇那些具有該品種典型性狀且生長健壯、無病蟲害、外葉少、結(jié)球緊密的植株留作種株。1.大株采種法(成株采種)
采用成株采種時,秋播可比菜用栽培晚5~10天2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東83
母株收獲時帶根拔起,就地晾曬2-3天,然后貯存。立春后,栽植前30天左右,要把葉球上部切去2/3左右,以利抽苔,有條件可以先假植以促進(jìn)發(fā)根。早切球的種株生長健壯,分枝粗而壯,種子質(zhì)量高
早春,當(dāng)10cm土層的溫度達(dá)到6-7℃時即可栽植。在不受凍害的前提下,盡量早栽,以利發(fā)根及后期種株的生長發(fā)育。
抽苔、開花授粉,結(jié)夾,種子收獲。隔離與放養(yǎng)蜜蜂。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東84
播種期比成株采種法稍晚(通常晚7~15天),冬前植株呈半結(jié)球狀態(tài)。
2.半結(jié)球采種法(小母株法)2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東853.小株采種法
母株未經(jīng)結(jié)球就直接抽苔開花而采收種子的方法。
陽畦育苗者,1月上旬播種,出苗后注意給予一定時間的低溫,以有利于通過春化階段和提高抗寒力,3月中旬定植。為提高種子產(chǎn)量,定植后最好進(jìn)行地膜覆蓋,加強(qiáng)水肥管理。2023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東862023/2/16蔬菜育種學(xué)田振東87
秋季露地直播越冬采種者,9月下旬播種,7-8片葉時越冬,冬前用有機(jī)肥或馬糞或麥糠等覆蓋。春季直播采種者,1月下一2月上播種,播前先將種手在0--4℃處理15-30天。每畝留苗8000-9000株。白菜種子冰箱春化處理采種法,是將種子放人45℃溫水中浸泡2小時后,再置于25℃下催芽,經(jīng)20-40小時種子萌動后裝入一尺見方的紗布袋中,置0℃±2℃的冰箱中,將袋攤平,處理25-30天。每臺冰箱可處理3-10kg種子,繁種面積可達(dá)20-30畝,抽苔
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