李梅 张斌 闻凤英 刘晓晖 罗智敏
摘 要:为了促进我国大白菜种业的稳固发展,分别从大白菜品种研发和育种技术两方面概述了天津大白菜育种的现状,并针对大白菜产业发展的动态,确立了未来大白菜商业化育种的发展方向。
关键词:大白菜;育种现状;育种方向
中图分类号:S634.1 文献标识码:A 文章编号:1001-3547(2014)08-0001-05
大白菜(Brassica rapa L. ssp. pekinensis)起源于中国,在我国分布面积广,栽培历史悠久,是我国栽培面积最大的蔬菜作物之一。品种类型丰富,是历代劳动人民长期培育出来的中国特产蔬菜。其产量高,耐贮运,供应期长,营养丰富,食用方法多样,在我国蔬菜生产和日常消费中占首要地位。
随着生产(种植者)和市场(消费者)需求的变化,对大白菜育种事业提出了更高的要求,天津科润蔬菜研究所大白菜育种团队本着与时俱进、开拓创新的精神,紧跟市场需求动态,不断更新育种目标,不断超越自我,相继研发出30个拥有自主知识产权的大白菜品种,播种面积占全国青麻叶类型大白菜的85%以上,新品种每年为全国新增效益4.5亿元以上。
1 天津大白菜育种现状
1.1 品种研发现状
①青麻叶类型品种 青麻叶大白菜是天津四大名菜之一,以其品质优、口感甜脆、味道鲜美闻名遐迩,是天津劳动人民世代选育的结果[1]。主要特点是舒心直筒、球顶花心、叶色深绿、叶面多皱形如核桃纹、叶帮薄、帮色浅绿;其营养价值高,维生素C、蛋白质、糖以及影响风味的谷氨酸等的含量在8大类型大白菜中居首位;口感甜脆柔嫩、粗纤维含量少、熟食易烂;具有很强的抗病性、适应性、抗逆性及耐贮藏性。青麻叶大白菜不仅供应国内市场,而且还是天津鲜菜出口量最大的蔬菜品种。
20世纪80年代中后期,本所领先进行了中小型、中早熟、优质青麻叶系列品种的研究,到目前为止相继培育出秋绿、津白、津秋、珍绿及春绿5个系列20余个品种[2],该系列品种中既有适于鲜食的优质小型早熟品种秋绿55、秋绿60和珍绿55[3],又有适于贮运的中型中熟品种秋绿75、秋绿80、津秋78[4]和珍绿80[5];既有春播专用优质品种耐抽薹春绿1号[6],又有夏播专用品种津白45[7]等;另外还培育出既有青麻叶优良品质又有包头型美观外形的品种津秋606[8]和珍绿6号等。系列品种对满足天津及华北地区乃至全国直筒型大白菜产区不同时期的生产与消费需求、品种的更新换代都起到了极大的促进作用,因此先后获得天津市科技进步一等奖3项,其中6个品种被授予天津农业名牌产品称号。
a.秋绿60。1997年通过天津市品种审定,2000年通过北京市品种认定。作为秋绿津白系列品种之一,1998年获天津市科技进步(成果)一等奖,1999年被天津市政府授予“农业名牌系列产品”称号,2001年获天津市科技进步(推广)一等奖。秋早熟型,可兼作春播,高桩直筒青麻叶类型,是出口专用品种。生育期60~65 d,株高47 cm,球高40 cm,单株质量2.0~2.5 kg,产量为97 500 kg/hm2左右。株型直立、紧凑,外叶少,适宜密植。外叶深绿色,中肋浅绿色,球顶花心,结球紧实,早熟性强,叶纹适中。抗病毒病和霜霉病。品质极佳,商品性状好。该品种已有17 a的栽培历史,在全国大白菜生产中仍占据一定的市场份额,年播种面积达1.2万hm2左右。
b.秋绿75。1997年通过天津市品种审定,2001年通过全国农作物品种审定委员会审定。作为秋绿津白系列品种之一,1998年获天津市科技进步(成果)一等奖,1999年被天津市政府授予“农业名牌系列产品”称号,2001年获天津市科技进步(推广)一等奖。秋中熟品种,生育期75 d左右。为高桩直筒青麻叶类型,株高55 cm,球高50 cm,单株质量3.0~3.5 kg,产量为112 500 kg/hm2左右。株型直立、紧凑,外叶少,叶色深绿,中肋浅绿,球顶花心,叶纹适中。抗霜霉病、软腐病和病毒病。商品品质和口感品质均好,粗纤维含量少,生食口感甜脆,熟食易烂。适应性广,结球性强。该品种每年播种面积达0.8万hm2左右。
c.津秋78。2008年通过国家蔬菜品种鉴定和北京市品种审定。秋中熟品种,生育期78 d左右,株型直立,株高50 cm,球高44 cm,单球质量3.0~3.5 kg,产量为117 000 kg/hm2左右;外叶深绿色,帮浅绿色;叶球顶部舒心,长筒形,心叶黄色,抗霜霉病、软腐病、病毒病;该品种每年播种面积达
0.67万hm2左右。
d.珍绿6号。2010年申请了国家新品种保护权,是利用青麻叶类型资源培育的叠抱型品种的代表。为秋中熟品种,直筒叠抱型,70 d即可成熟采收,80 d不裂球,适收期长。株高52 cm,球高40 cm,单球质量2.8 kg左右,产量为105 000 kg/hm2左右;外叶深绿亮泽,叶面多皱无茸毛,中肋色绿,包球紧实,叶球心叶黄色,球形周正美观,软叶率较高,可达46.9%;中心柱扁圆,不易发生侧芽,耐贮性好。该品种每年播种面积近0.2万hm2。
e.珍绿55。2012年通过国家蔬菜品种鉴定和北京市品种审定。秋早熟类型,生长期为60 d左右,植株直立,株高42.5 cm,球高39.2 cm,单球质量2.0 kg左右,产量为75 000 kg/hm2左右;叶色深绿亮泽,叶面微皱,叶球长筒舒心形,心叶黄色;商品性好,品质优;高抗病毒病,抗霜霉病和黑腐病;适合直筒型大白菜产区栽培。该品种年播种面积近万亩。
②小型结球白菜品种 随着家庭规模的小型化,市场对小型白菜的需求愈来愈迫切,针对这一市场需求预测,我们率先开展了优质小型品种的研究,培育出津秀1号、津秀2号 [9]和津秀3号等品种。其中津秀1号于2012年通过国家春播大白菜品种鉴定和北京市品种审定,并已申请国家新品种保护权;津秀2号和津秀3号作为天津市成果转化项目推广品种,已在天津市及周边地区进行广泛应用,其中津秀2号因其小型优质广受市场欢迎。
津秀2号是针对北方设施春播小株型结球白菜的市场需求,经过近十年的培育和筛选育成的春季设施专用小株型一代杂交种。该品种具有突出的生产及商品性状,耐抽薹性强,适宜春种;早熟性好,定植后45~50 d即可收获,外叶较少,可密植栽培;叶球高20 cm,球径11~13 cm,单球质量0.8~1.0 kg。每667 m2种植5 000株,叶球可长到1.0 kg左右;每667 m2种植8 000株,则可作为娃娃菜上市。津秀2号比一般大白菜上市早10 d,早熟10 d不仅减少了种植者的生产成本,而且抢抓了价格的黄金档。单球质量800 g,恰好是一家三口一顿的用量。其外观好、爽脆,可凉拌、作泡菜、炒、烧、熘、焖、炖等。长期以来,日本、韩国品种一直垄断春季大白菜市场,国产品种是个空白。津秀2号的面市彻底改变了洋品牌一统天下的局面,目前该品种已成为天津及周边地区春季设施大白菜生产的首选品种。
③速生型白菜品种 速生型白菜为苗用白菜和半结球白菜之统称。苗用型白菜俗称小白菜,是指具有8~10片叶的大白菜苗,食用部分为功能叶;半结球白菜俗称快菜,其特征为半结球,食用部分为功能叶和少量球叶。其营养丰富,富含维生素和膳食纤维,食用安全无公害。
速生白菜适应性强,生长速度快,生长周期短,播种后20~30 d即可收获,规避自然风险能力强,适合作轮作倒茬的衔接品种,间作套种或多茬种植均可,既可提高复种指数和单位面积产量,又可作为应急蔬菜在突发自然灾害后快速生产,在保障蔬菜供应、增加农民收入及平衡市场等方面发挥重要作用。由于速生白菜自身的优势,加之大白菜消费模式的变化,该产品越来越受到消费者的喜爱,已成为大众餐桌上的常见菜,生产面积呈逐年增加趋势,目前速生白菜在全国年播种面积达13.33万hm2以上,已成为蔬菜生产和蔬菜种业不容忽视的一大产业。针对这一市场需求,我们育成了苗菜专用品种速生快绿[10]、快菜专用品种30快菜[11]及速生8号等。因这些品种特性恰好符合市场需求,一面市即迅速受到市场欢迎,种子供不应求。
a.速生快绿。2012年通过天津市非主要农作物品种登记。为苗用型白菜专用品种,株型直立、紧凑,外形美观,叶色鲜绿亮泽,叶面平、无茸毛,叶片质地柔糯,长倒卵形,叶柄宽平、绿色;生长势极强,生长期25 d左右,在夏季及早秋高温季节生长18~20 d,达到10片叶即可上市,产量为50 475 kg/hm2左右;适应性广,高抗软腐病和病毒病,抗霜霉病;口感细嫩,品质佳,货架期长。适合全国各地种植,年应用面积达0.47万hm2以上。
b.30快菜。2012年通过天津市非主要农作物品种审定委员会登记。为半结球型白菜专用品种,株型直立,叶片绿色,倒卵形,叶面较平、无茸毛,叶全缘,质地柔软,帮宽、白色,生长速度快,包心早,适宜密植。口感脆甜,品质极佳。株高25 cm,达到10片叶时即可采收。适收期长,从播种到采收25~45 d,产量45 000 kg/hm2左右,适合全国各地种植。目前,该品种已在我国华北、西北、西南、长江流域及以南地区进行推广,年种植面积达400 hm2以上。
1.2 育种技术现状
①雄性不育技术 20世纪90年代,本所即开展了青麻叶结球白菜雄性不育系的转育工作,利用核型雄性不育系3A作为不育源成功获得了青麻叶类型雄性不育系S10,其不育株率和不育度均为100%,蜜腺正常,结籽正常,农艺性状与青麻叶类型结球白菜基本相同[12]。解决了采用自交不亲和系制种存在亲本种子繁育成本高、亲本经多代自交易出现生活力退化、杂交种的杂交率不能达到100%、育种者的知识产权无法得到充分保护等缺点。
随后,对青麻叶大白菜核基因雄性不育性遗传模式进行研究,结果表明,青麻叶类型大白菜核基因雄性不育性的遗传模式符合复等位基因遗传模式,不符合核基因互作遗传模式,简化了转育工作程序,减少了工作量,成功率大大提高[13]。
近年来,胞质型雄性不育系Polima及Ogura等的转育工作也在进行中。
②单倍体育种技术 采用大白菜常规育种方法选育自交系,获得一个纯系的时间平均需要6 a左右,期限长,耗费大量的人力和物力。单倍体育种技术与常规育种技术的有机结合,提高了大白菜育种的效率,开辟了大白菜育种的新途径。利用游离小孢子培养技术选育自交系已经成为我们自交系选育的重要方法之一,并相继育成优良大白菜品种珍绿6号和速生快绿等。
③分子标记辅助育种技术 大白菜商品种种子真实性的鉴定对商业化育种至关重要。传统的田间形态学观察鉴定时间较长且易受环境条件影响。近几年,本所建立了精确、快速、高通量和高度自动化的大白菜种子纯度鉴定方法,利用筛选到的SNP位点和复合SSR位点对10份商品化的大白菜杂交种种子进行纯度鉴定,大大缩短了鉴定时间,提高了鉴定结果的准确性,为加速种子推广和销售提供了保障。
大白菜干烧心病是继大白菜三大病害之后为害较重的一种病害,一般发病率在30%~50%,严重的达80%~90%,并有逐年发展的趋势。大白菜干烧心病性状的分子机理目前尚不十分清楚,本所利用抗感干烧心病材料后代构建了大白菜干烧心病性状相关的永久性群体——DH群体,并利用公开发表的锚定的SSR和InDel标记构建高密度的分子遗传图谱,为该性状基因的精细定位和功能基因的图位克隆奠定基础,同时也为提高育种选择效率和加速育种进程提供保障。
2 大白菜产业发展变化动态
2.1 实现周年生产和周年供应
大白菜为喜凉作物,一般为秋季生产,北方地区主要为秋季露地栽培,过去是冬季的当家菜。随着大白菜抗逆性品种的推出以及栽培设施和栽培技术的完善,反季节生产成为可能,冬春季利用温室或大棚、夏季利用遮阳网或防虫网保障大白菜的安全生产。由单季向多季生产转变,加之南菜北运、北菜南运,我国大白菜已基本达到周年生产和供应。