專利名稱：一種紫心大白菜新種質(zhì)的選育方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)的植物種質(zhì)資源與育種領(lǐng)域，涉及一種大白菜新種質(zhì)的選育方法，特別是一種紫心大白菜新種質(zhì)的選育方法。
背景技術(shù)：
大白菜是十字花禾斗蕓薹屬(5rasw'ca cam/jas/n's L. ssp. Peh'"era7's (Lour.)Olsson)中最重要的蔬菜作物之一，原產(chǎn)中國(guó)，是我國(guó)乃至世界性大宗蔬菜。我國(guó)種質(zhì)資源豐富，品種類型多樣。因其營(yíng)養(yǎng)豐富、產(chǎn)量高、耐貯運(yùn)等諸多優(yōu)點(diǎn)，深受我國(guó)人民的喜愛。據(jù)農(nóng)業(yè)部2006年統(tǒng)計(jì)，全國(guó)大白菜播種面積為3935萬(wàn)畝，占蔬菜總播種面積的14. 4%，栽培面積和產(chǎn)量居各種蔬菜作物之首，其生產(chǎn)在蔬菜種植業(yè)中占有主導(dǎo)地位，在國(guó)內(nèi)蔬菜周年供應(yīng)以及出口貿(mào)易中占有重要地位。在世界上很多國(guó)家如日本、韓國(guó)、朝鮮及東南亞等國(guó)家種植面積也很大。目前白菜已發(fā)展成為世界上普遍栽培的蔬菜。
隨著社會(huì)的發(fā)展、進(jìn)步和人民生活水平的提高，大白菜商品性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值日益受到消費(fèi)者的重視。球色育種(黃心、桔紅心、紫心和其他花色品種的選育)可同時(shí)改進(jìn)大白菜的商品品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，已經(jīng)成為新、奇、特大白菜新品種選育的新方向。
大白菜品質(zhì)包括商品品質(zhì)、風(fēng)味品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。商品品質(zhì)指外觀形態(tài)、色澤、包球方式、個(gè)體大小、整齊度與葉球緊實(shí)度等；風(fēng)味品質(zhì)包括生食脆嫩、味甜、熟食味鮮、易煮爛；營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)則主要是指營(yíng)養(yǎng)成分的多少，如糖、氨基酸、蛋白質(zhì)、維生素、纖維素(膳食纖維)、礦物元素等。隨著商品經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，商品品質(zhì)的重要性將與日俱增。風(fēng)味品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)對(duì)消費(fèi)者食用更具實(shí)際意義，隨著人民生活水平的提高，人們對(duì)其要求也會(huì)愈來愈高。作物的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高低一般遵循顏色由深到淺的規(guī)律，顏色愈深其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值愈高。所以，各色食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值按順序排列為黑色、紫色、綠色、紅色、黃色、白色等。然而，我國(guó)開展大白菜品質(zhì)育種的時(shí)間并不長(zhǎng)，彩色大白菜的育種資源相對(duì)較少，高營(yíng)養(yǎng)、高品質(zhì)的品種更是稀少。西北農(nóng)林科技大學(xué)
自1993年就開始進(jìn)行彩色大白菜選育工作，并于1996年育成黃心大白菜種質(zhì)資源，于2002年育成彩色大白菜新品種，目前國(guó)內(nèi)許多育種單位先后育成了橙色、橘紅心、黃心大白菜品種。經(jīng)營(yíng)養(yǎng)分析表明(陜西省質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站測(cè)定)，橙色大白菜新品種"金冠1號(hào)"的球葉類胡蘿卜素、VC、可溶性糖、粗蛋白含量分別為優(yōu)質(zhì)普通白菜秦白2號(hào)的3.12倍、1.30倍、1.15倍和1. 26倍，纖維素減少18. 5%，干物質(zhì)提高11. 73%。"金冠2號(hào)"大白菜的球葉類胡蘿卜素、VC、可溶性糖、粗蛋白含量為優(yōu)質(zhì)普通白菜秦白2號(hào)的3. 47倍、1. 44倍、1. 36倍和1. 18倍，纖維素減少26. 0%，干物質(zhì)提高11. 73%。張德雙等比較了桔紅心、黃心、白心和紫色大白菜的營(yíng)養(yǎng)成分，結(jié)果表明桔紅心品種的Vc (30.6mg/100g)、 e -胡蘿卜素(O. 26mg/100g鮮菜)、粗纖維、Ca、 Fe和硫氰酸根等含量在4種類型中最高，而黃心品種的P-胡蘿卜素、粗纖維、Ca、 Fe和硫氰酸根等含量高于白心品種，白心品種除了Vc含量顯著高于黃心品種外，其余營(yíng)養(yǎng)成分均最低。因此，在大白菜品質(zhì)育種中，應(yīng)該以選育橙色、桔紅心品種為主或者以桔紅心的骨干親本為輪回親本進(jìn)行雜交和多代的回交轉(zhuǎn)育工作，富集和轉(zhuǎn)育桔紅心材料的高營(yíng)養(yǎng)成分。
國(guó)內(nèi)紫色白菜的選育比較晚，西北農(nóng)林科技大學(xué)科技工作者于1999年開始創(chuàng)制紫色大白菜，在國(guó)家十五"863"計(jì)劃"主要蔬菜分子育種技術(shù)和新品種選育"(2003M207120)的資助下，于2004年育成外葉紫色的大白菜種質(zhì)資源。孫日飛等(2006)通過大白菜與紫色芥菜雜交、連續(xù)回交，獲得了紫紅色大白菜新種質(zhì)，并認(rèn)為控制紫色性狀的基因?yàn)轱@性，有助于紫色大白菜雜交種的選育，這種紫紅色成分是由花青素類物質(zhì)所致，因此，
4紫紅色大白菜不但顏色誘人，而且因?yàn)榛ㄇ嗨仡愇镔|(zhì)的抗氧化作用使其具
有一定的保健作用。張德雙等(2007)通過大白菜與國(guó)外紫色小白菜品種"紫羅蘭"雜交，其后代的不育度、不育株率均為100%，且初花期花蕾存在死蕾現(xiàn)象。研究者進(jìn)一步采用多代回交轉(zhuǎn)育的方法，得到2份紫色大白菜中間材料，但研究發(fā)現(xiàn)從回交一代開始，隨著回交代數(shù)的增加，雖然每代都選擇紫色的材料為轉(zhuǎn)育母本，但是轉(zhuǎn)育后代的紫色性狀均發(fā)生不同程度的分離，結(jié)果轉(zhuǎn)育后代中紫色的個(gè)體越來越少，同時(shí)，紫色個(gè)體中葉片紫色程度也存在差異，變化很大。研究者認(rèn)為控制大白菜紫色性狀的基因?yàn)椴糠诛@性，這類型的紫色材料可以在小白菜、半包球大白菜，如快菜類型和娃娃菜等紫色品種中應(yīng)用。胡天華等2002年秋于浙江淳安一農(nóng)家腌白菜田間發(fā)現(xiàn)2株葉片紫色的白菜單株，對(duì)其進(jìn)行自交純化獲得一系列紫色深淺不一的株系，選擇色彩較深的株系進(jìn)一步自交純化，于2004年獲得基本穩(wěn)定的紫色白菜材料4個(gè)，命名為淳安紫白菜。進(jìn)一步以青梗白菜胞質(zhì)雄性不育系7092311A為不育源為母本，用淳安紫白菜為轉(zhuǎn)育父本，通過回交轉(zhuǎn)育，獲得回交3代的紫色白菜雄性不育系紫A。研究表明，紫色白菜胞質(zhì)雄性不育系紫A的VC含量為283. 2mg/kg，對(duì)照品種為227. 2mg/kg，比對(duì)照提高24. 65%。
2008年韓國(guó)株式會(huì)社多農(nóng)在山東青島成立了 "中國(guó)多農(nóng)"，銷售韓國(guó)的"紫葉春娃娃菜"大白菜和"紫圣青梗菜"小白菜。"紫葉春娃娃菜"外葉紫色，內(nèi)葉黃色，紫色葉子含有豐富的營(yíng)養(yǎng)，商品性佳。"紫圣青梗菜"小白菜葉子紫色，葉柄綠色，胡蘿卜素含量高，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富。
紫心品種的選育有利于豐富大白菜品種的花樣和特色。但目前報(bào)道的紫色白菜的表現(xiàn)都是外葉表現(xiàn)為不同的紫色"多農(nóng)紫葉白菜"為抗病抗抽薹，結(jié)球緊實(shí)，球形整齊。內(nèi)葉深綠，外葉深紫，葉數(shù)多，葉片薄。球形為H形，疊抱，球重2.5-3公斤。"紫葉春娃娃菜種子"外葉紫色，內(nèi)葉黃，抗病強(qiáng)，早熟，豐產(chǎn)。疊抱圓筒型，結(jié)球緊，抗抽薹，紫色葉子含有豐富的營(yíng)養(yǎng)，商品性佳。"紫葉春青梗菜"葉面色紫，外背色綠，抗抽薹，植株生
長(zhǎng)快速，整齊度好，低溫期節(jié)間伸長(zhǎng)少，30 40天采收。胡天華等于2004年獲得基本穩(wěn)定的紫色白菜材料4個(gè)，命名為淳安紫白菜，其外葉為紫色。孫曰飛等(2006)通過大白菜與紫色芥菜雜交選育的紫色大白菜，雖然沒有結(jié)球，但葉片表現(xiàn)為紫色。張德雙等以"紫羅蘭"為紫色供體選育的紫色大白菜最外葉片正面為紫色，反面為綠色，正反面光澤度不同；紫色大白菜剖面沒有表現(xiàn)完全紫色，而是多種顏色相間排列，具有紫色、白色(白色為葉柄的顏色)和黃色，球內(nèi)葉片的正面表現(xiàn)為紫色，顏色比見光的葉片要淺，反面為綠色，而心部表現(xiàn)黃色。由于小白菜食用器官是外葉，沒有結(jié)球的要求、所以上述的材料可以用于小白菜紫色育種。對(duì)于大白菜，由于食用器官是葉球，因此必要育成球葉紫色的材料，上述的材料不能直接在大白菜中應(yīng)用，而且為了不影響植株正常生長(zhǎng)，外葉最好為綠色，目前還沒有相關(guān)的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
為了能夠育成球葉紫色的材料，育成更多顏色、抗病性、產(chǎn)量、品質(zhì)都優(yōu)于國(guó)外同類品種的大白菜新品種，并得到廣泛利用，提高我國(guó)大白菜育種水平，本發(fā)明的目的在于，提供一種紫心大白菜新種質(zhì)的選育方法，該方法育成的紫心大白菜新種質(zhì)，其外葉和球葉外層葉片為綠色，葉球內(nèi)層葉片由淺紫到心葉的深紫色，葉柄為白色。
為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案一種紫心大白菜新種質(zhì)的選育方法，其特征在于，至少包括下列步驟將大白菜親本系94S17-1-1與紫菜薹自交系95T2-5雜交，獲得其正反交
種植220個(gè)F,株，通過表型觀察，全部單株自交留種，然后采用單粒傳方法構(gòu)建重組自交系；與此同時(shí)，從3個(gè)F2群體各取200粒組成一個(gè)F2大群體，觀測(cè)統(tǒng)計(jì)紫色性狀，明確大白菜紫色性狀遺傳特點(diǎn)；從重組自交系的自交3代(R3)群體中選擇紫色、具有大白菜形態(tài)的植株與另一橙色大白菜自交系02S597測(cè)交，然后單株自交、從其后代中選擇紫色的大白菜植株連續(xù)自交5代，獲得紫心大白菜種質(zhì)08S276。
所述用于雜交的大白菜自交系94S17-卜l的植株特征為外葉淺綠色，葉柄白色，有葉翼，結(jié)球較緊實(shí)，花薹綠色，花蕾綠色， 一級(jí)分枝數(shù)平均io個(gè)，果莢綠色，果喙較短。
所述用于雜交的紫菜薹自交系95T2-5的植株外形為外葉綠色，葉面
略帶紫色，葉柄淺紫色，有1對(duì)葉翅，花薹紫色，花蕾紫色， 一級(jí)分枝數(shù)平均7個(gè)，果莢紫色，果喙較長(zhǎng)。
所述的紫心大白菜選育中，紫色、具有大白菜形態(tài)植株的繁殖，采取母株自交純化及定向選擇的方法，具體步驟為于秋季大白菜收獲前，嚴(yán)格按照選擇標(biāo)準(zhǔn)選留中間材料，進(jìn)行假植，安全越冬，于翌年3月初定植到40目紗網(wǎng)棚內(nèi)，定植密度為行距60cm，株距40cm，花期套袋并固定專人授粉，花謝后及時(shí)噴藥防治病蟲害，并打掉新發(fā)的花枝，種株黃熟期采收。
本發(fā)明的方法所選育的紫心大白菜種質(zhì)材料，顏色美觀、抗病性強(qiáng)，品質(zhì)優(yōu)秀，產(chǎn)量穩(wěn)定，不僅豐富了大白菜育種材料，而且為紫心大白菜新品種選育奠定了基礎(chǔ)。開辟了紫心大白菜材料創(chuàng)新的新途徑，解決了紫心大白菜材料的創(chuàng)制中僅僅使葉球部分呈現(xiàn)紫色的難題。


圖l是本發(fā)明的選育流程圖；圖2是實(shí)施例的選育流程圖3是紫心大白菜新種質(zhì)08S276的圖片，其外葉和球葉外層葉片綠色，葉球內(nèi)層葉片由淺紫到心葉的深紫色。紫心大白菜葉球剖面表現(xiàn)為外層葉片淡紫色，心葉完全紫色，見光后紫色加深，完成了結(jié)球性、球葉葉色兩個(gè)性狀的完美結(jié)合。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
具體實(shí)施例方式
首先在明確大白菜紫色性狀不同部位分布和遺傳規(guī)律的基礎(chǔ)上，探索出一條穩(wěn)妥的紫心的大白菜育種材料的培育方法。
在以下的描述中，所涉及的種質(zhì)材料是本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠得到的，例
如
大白菜自交系94S17-1-1是1994年從臺(tái)灣AVRDC引入的M-77材料中，
經(jīng)多代單株自交分離、純化，選育而成的早熟自交不親和系。
紫菜薹95T2-5為當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)紫菜薹經(jīng)單株自交分離、純化，選育而成的
自交系。
大白菜自交系02S597是01S1024 (西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2007， 16 (1) :204 206)的姊妹系。
這里需要說明的是，本發(fā)明中涉及的大白菜自交系94S17-1-1、紫菜薹95T2-5和大白菜自交系02S597種質(zhì)材料為西北農(nóng)林科技大學(xué)白菜研究室自育材料，申請(qǐng)人給出一份西北農(nóng)林科技大學(xué)的聲明，在本申請(qǐng)之日起20年內(nèi)上述材料可以提供給公眾。
西北農(nóng)林科技大學(xué)大白菜育種室于1999年開始著手進(jìn)行紫色大白菜新品種的選育工作，通過大白菜與紫菜薹種間雜交和連續(xù)自交，通過仔細(xì)觀察分析研究紫色性狀為數(shù)量性狀，采用多個(gè)大白菜自交系測(cè)交、自交等方式增加遺傳交換、基因重組的機(jī)會(huì)，經(jīng)過10代選育，獲得紫心包球大白菜新種質(zhì)，具體步驟參見圖2:
1. 1999年，以大白菜自交系94S17-1-1作為受體(母本)，紫菜薹自交系95T2-5為供體(父本)，雜交產(chǎn)生Fi。2. 2000年 2003年，從R開始，采取單粒傳方法，構(gòu)建大白菜與紫菜 薹的重組自交系，得到自交3代的01R 后代群體。從中選擇具有大白菜形 態(tài)特征、心葉紫色的01R -4植株與橙色大白菜自交系02S597進(jìn)行測(cè)交，獲 得其Fu即03YS12-3。
3. 在OOR 代，隨機(jī)抽取3個(gè)F2群體各200粒種子形成一個(gè)大的F2群 體，觀測(cè)統(tǒng)計(jì)雙親、Ft和F2的紫色性狀，研究紫色性狀遺傳規(guī)律。分析表明， 紫色性狀呈不完全顯性，為一對(duì)主基因控制，并受微效基因和環(huán)境條件的修 飾或影響。
4. 2004年 2008年，在測(cè)交后代中，選擇具有大白菜形態(tài)、心葉紫色 的植株連續(xù)自交、選擇，即通過03YS12-3得到04S1296-l、繼而得到 05S1235-3、 06S984-3、 07S440-l、 08S276,經(jīng)連續(xù)5代自交選擇，育成了 紫心大白菜新種質(zhì)08S276 (圖3)。其中前3代主要針對(duì)心葉紫色性狀進(jìn)行 選擇，后2代則兼顧紫心大白菜的包球特性選擇。
該紫心大白菜新種質(zhì)，其外葉和球葉外層葉片綠色，葉球內(nèi)層葉片由淺 紫到心葉的深紫色。紫心大白菜葉球剖面表現(xiàn)為外層葉片淡紫色，心葉完全 紫色，見光后紫色加深，完成了結(jié)球性、球葉葉色兩個(gè)性狀的完美結(jié)合，豐 富了大白菜種質(zhì)資源，為培養(yǎng)紫心大白菜新品種奠定了基礎(chǔ)。
9
權(quán)利要求
1、一種紫心大白菜新種質(zhì)的選育方法，其特征在于，至少包括下列步驟將大白菜親本系94S17-1-1與紫菜薹自交系95T2-5雜交，獲得其正反交F1；種植220個(gè)F1植株，通過表型觀察，全部單株自交留種，然后采用單粒傳方法構(gòu)建重組自交系；與此同時(shí)，從3個(gè)F2群體各取200粒組成一個(gè)F2大群體，觀測(cè)統(tǒng)計(jì)紫色性狀，明確大白菜紫色性狀遺傳特點(diǎn)；從重組自交系的自交3代(R3)群體中選擇紫色、具有大白菜形態(tài)的植株與另一橙色大白菜自交系02S597測(cè)交，然后單株自交、從其后代中選擇紫色的大白菜植株連續(xù)自交5代，獲得紫心大白菜新種質(zhì)08S276。
2、 如權(quán)利要求1所述的選育方法，其特征在于，所述大白菜自交系 94S17-1-1的植株特征為外葉淺綠色，葉柄白色，有葉翼，結(jié)球較緊實(shí)， 花薹綠色，花蕾綠色， 一級(jí)分枝數(shù)平均10個(gè)，果莢綠色，果喙較短。
3、 如權(quán)利要求1所述的選育方法，其特征在于，所述的紫菜薹自交系 95T2-5的植株外形為外葉綠色，葉面略帶紫色，葉柄淺紫色，有1對(duì)葉翅， 花薹紫色，花蕾紫色， 一級(jí)分枝數(shù)平均7個(gè)，果莢紫色，果喙較長(zhǎng)。
4、 如權(quán)利要求1所述的選育方法，其特征在于，所述的紫心大白菜選 育中，紫色、具有大白菜形態(tài)植株的繁殖，采取母株自交純化及定向選擇的 方法，具體步驟為于秋季大白菜收獲前，嚴(yán)格按照選擇標(biāo)準(zhǔn)選留中間材料， 進(jìn)行假植，安全越冬，于翌年3月初定植到40目紗網(wǎng)棚內(nèi)，定植密度為行 距60cm，株距40cm，花期套袋并固定專人授粉，花謝后及時(shí)噴藥防治病蟲 害，并打掉新發(fā)的花枝，種株黃熟期采收。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種紫心大白菜新種質(zhì)的選育方法，該方法以大白菜白心自交系95S17-1-1為母本，以紫菜薹自交系95T2-5為父本雜交，通過單株連續(xù)自交三代后，用橙色大白菜自交系02S597測(cè)交、繼續(xù)單株自交，再經(jīng)過5代即可育成外葉為綠色、球葉為紫色的紫心大白菜新種質(zhì)。該方法不僅豐富了大白菜育種材料，而且為紫心大白菜新品種選育奠定了基礎(chǔ)。開辟了紫心大白菜材料創(chuàng)新新途徑，解決了紫心大白菜材料創(chuàng)制中僅僅使葉球部分呈現(xiàn)紫色的難題。
文檔編號(hào)A01H1/02GK101480164SQ20091002116
公開日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2009年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月18日
發(fā)明者張明科, 張魯剛, 惠麥俠 申請(qǐng)人:西北農(nóng)林科技大學(xué)