紫菜薹新种质的创制及其比较试验*

朱红芳 李晓锋 奚丹丹 高 璐 沈海斌 朱玉英

（上海市农业科学院园艺研究所，上海市设施园艺技术重点实验室，上海 奉贤 201106）

紫菜薹（Brassica campestrisL.ssp.chinensis var.utilis Tsenet Lee.），又名红菜薹，为十字花科蔬菜作物，原产于我国，主要分布在湘、鄂、川等长江流域[1]。紫菜薹口感甜脆，富含花青素，营养丰富，且具有保健功效，深受广大消费者喜爱。随着市场流通的快速发展和种质的引进，近年来紫菜薹在江浙沪地区越来越受到种植户和消费者的欢迎[2]。目前市场上紫菜薹品种的花薹外表皮、叶脉为紫色，叶柄略带紫色，叶片仍为绿色，其花青素含量不高，急需创制全株紫色、富含花青素的优质新种质服务于高品质菜薹的育种研究。

种质创新可为育种工作提供不同育种方向的良好素材，即将具有某种特异基因的材料应用于蔬菜优异基因的转育[3]。种间或者亚种间进行杂交创制出优异的种质资源，能为育种提供更丰富的育种材料。为得到优质的紫菜薹新种质，为培育紫叶紫菜薹新品种提供优质的种质资源和理论基础，我们将紫色的不结球白菜与普通紫菜薹进行杂交，分离纯化后创制出全株紫色的紫菜薹种质资源，并将其与普通紫菜薹和紫色不结球白菜进行了比较试验。

1 材料与方法

1.1 试验材料

紫色不结球白菜为多年纯化的高代自交系，编号为13-134；普通紫菜薹引自武汉地区的常规品种，编号为Q63-2；创制的紫叶紫菜薹材料编号为19-78。

图1 紫菜薹新种质创制过程

1.2 试验方法

1.2.1 紫菜薹新种质创制过程

2013年用紫菜薹种质资源（Q63-2）和课题组自有的高代纯合紫色不结球白菜（13-134）进行杂交，获得F1代植株群体；在F1代群体中选择叶片紫色、形态特征为菜薹的单株进行自交留种，2014年获得F2代；继续将F2代单株进行自交分离，筛选紫叶紫菜薹单株作F3代；连续自交分离6代后，于2019年获得叶片紫色、性状稳定的紫菜薹单株材料（见图1）。

1.2.2 比较试验

2019年8月～2020年1月，我们在上海市农业科学院华漕引种中心进行了紫菜薹新种质与来源材料紫色不结球白菜和普通紫菜薹主要农艺性状的对比试验。选取每个材料籽粒饱满的种子，播于105孔穴盘中，播后25 d定植于露地。每个材料种植3个小区（3次重复），小区面积4.8 m2，随机区组排列。每小区10行，每行种植4株，株行距均为0.4 m，田间管理措施按常规。

1.3 调查统计方法

2019年12月初，观察和记载紫菜薹新种质、普通紫菜薹和紫色不结球白菜的叶片颜色，成熟期，中心花薹的高度、粗细、颜色、重量、有无蜡粉、分蘖侧薹数目等；用手持叶绿素仪SPAD-Plus和植物花青素（ANTH）酶联免疫分析法测定叶片的叶绿素和花青素含量，试剂盒购于酶联生物科技有限公司；采收时测定小区产量，试验数据用Excel软件制作图表。

采用液质联用的方法测定天竺葵素-3-氯化葡萄糖苷、矢车菊素-3-槐糖苷和飞燕草含量。液相色谱仪器为岛津UPLC，质谱为AB API4000 LC/MS/MS，色谱柱为AgilentPoroshell 120EC-C18（4.6 mm×50 mm，2.7 μm），预柱为Agilent infinitylab Poroshell 120EC-C18（4.6 mm × 5 mm，2.7 μm）。（1）标准品母液制备：精确称取一定量的标准品，加甲醇溶解定容制成浓度为10 μg/mL的标准品母液，然后用甲酸甲醇溶液逐级稀释至所需浓度，并存放于-20℃冰箱，保存7 d。（2）样本待测液制备：精确称取样本0.5000 g，加入1%盐酸甲醇溶液2 mL，4℃避光匀浆1 min，静置12 h后过滤，滤渣用盐酸甲醇溶液2 mL超声振荡提取30 min，重复2次，过滤，洗涤滤渣至无色，合并3次上清液，将其真空干燥后用0.1%甲酸甲醇溶液复溶，过0.22 μm滤膜待测。色谱分离条件为柱温40°C、流速0.40 mL/min，A相为0.6%甲酸甲醇，B相为乙腈，Post Time为10 min，进样量为10 μL，洗脱方式为等度。MS条件为气帘气35 arb、碰撞气7 arb、离子喷雾电压正离子模式+5500V、离子源温度450℃、离子源气体1 40 arb、离子源气体2 50 arb。

1.4 抗病性鉴定

定植后20 d，调查紫菜薹新种质霜霉病、病毒病、软腐病的发生情况。每小区随机调查50株，3次重复。

2 结果与分析

2.1 紫菜薹新种质的叶片性状

定植后15 d，调查各参试材料的叶片性状。如图2所示，与其种质来源相比，紫菜薹新种质（19-78）叶片的形态学特性发生了变化。普通紫菜薹（Q63-2）的叶片为卵形鲜绿色，叶脉为紫色，叶片比紫菜薹新种质（19-78）宽，且带有叶耳；紫色不结球白菜（13-134）的叶片为椭圆形全紫色，叶脉为白绿色；紫菜薹新种质（19-78）的叶片为卵形深紫色，叶脉浅紫色。

图2 紫菜薹新种质及其来源材料的叶片性状

2.2 紫菜薹新种质及其来源材料的花青素含量

紫菜薹新种质及其来源材料的花青素含量见表1。

由表1可知，紫菜薹新种质（19-78）叶绿素SPAD值为32.11，略低于普通紫菜薹（Q63-2）和紫色不结球白菜（13-134），但其花青素含量是普通紫菜薹（Q63-2）的2.04倍，较紫色不结球白菜（13-134）高26.97%。天竺葵素-3-氯化葡萄糖苷、矢车菊素-3-槐糖苷和飞燕草是构成花青素的主要成分，其中紫菜薹新种质（19-78）的天竺葵素-3-氯化葡萄糖苷含量较普通紫菜薹（Q63-2）低36.47%、较紫色不结球白菜（13-134）高45.95%，矢车菊素-3-槐糖苷含量介于普通紫菜薹（Q63-2）和紫色不结球白菜（13-134）之间、飞燕草含量分别较普通紫菜薹（Q63-2）和紫色不结球白菜（13-134）高85.62%和50.04%。

表1 各参试材料的叶绿素和花青素含量

2.3 紫菜薹新种质的花薹性状

紫菜薹新种质的花薹性状见表2。

表2 各参试材料的花薹性状

由表2可知，紫菜薹新种质（19-78）从播种到主花薹长成需93 d，多于普通紫菜薹（Q63-2），少于紫色不结球白菜（13-134），属中晚熟类型；紫菜薹新种质（19-78）主薹薹高、薹粗、单薹重和小区产量分别为35.34 cm、1.24 cm、30.1 g、12.35 kg，均略高或大于普通紫菜薹（Q63-2），分蘖数较普通紫菜薹（Q63-2）略少，菜薹颜色与普通紫菜薹（Q63-2）一样为紫色；紫菜薹新种质（19-78）的菜薹与紫色不结球白菜（13-134）一样有少量蜡粉，普通紫菜薹（Q63-2）无蜡粉。由于紫色不结球白菜（13-134）没有分蘖，只有在外界因素作用下才能在主薹上分枝，因此其主薹高于普通紫菜薹（Q63-2）和紫菜薹新种质（19-78），且薹叶较粗，且进入生殖生长期后花青素运输受阻，致薹色呈绿色。

2.4 紫菜薹新种质的抗病性

紫菜薹新种质的抗病性见表3。

表3 各参试材料的抗病性

由表3可知，紫菜薹新种质（19-78）的霜霉病病情指数为7.76，较普通紫菜薹（Q63-2）低9.45%，较紫色不结球白菜（13-134）高24.96%；其病毒病病情指数为5.34，较普通紫菜薹（Q63-2）低19.46%，较紫色不结球白菜（13-134）高29.61%；其软腐病病情指数为6.03，分别较普通紫菜薹（Q63-2）和紫色不结球白菜（13-134）高15.52%和3.25%。

3 小结与结论

种质资源的收集、评价、利用和创新是育种工作的根本，利用种质资源的特点和育种技术，创制新的种质资源是育种专家的工作目标之一[4]。本研究利用普通绿叶紫菜薹和紫叶不结球白菜进行杂交，通过自交分离创制新的紫菜薹种质资源，获得了优良的紫叶紫菜薹。试验结果表明，紫菜薹新种质的花青素含量高于普通菜薹和紫色不结球白菜，营养价值得到进一步提高；虽然其熟性略晚于普通绿叶紫菜薹，但花薹性状优良，产量较高，具有很高的应用价值。利用紫菜薹新种质配制杂交组合，可选育出紫叶紫菜薹新品种，不仅能丰富白菜类蔬菜和菜薹种类，还能提高菜薹的营养价值，紫菜薹新种质的创制对紫菜薹育种工作和丰富市民“菜篮子”具有重要意义。