第一章 大白菜育种

第一章大白菜育种第一节大白菜的种质资源一、概况大白菜是我国北方的主要蔬菜，主栽区为华北、西北、东北、内蒙古等地区，目前在南方的栽培面积也在不断扩大。大白菜自古享有“菜中之王”的尊称，曾经为中国第一大菜，不仅是我国的大宗蔬菜，而且深受世界人民的喜爱。散叶变种半结球变种花心变种结球变种二、大白菜种质资源1、大白菜的杂交起源假说2、大白菜亚种按照进化过程的分类3、按照生态类型进行分类①适应海洋性气候的卵圆形②适应大陆性气候的平头型③适应大陆和海洋交叉气候的直筒型其它5个杂交演化类型，即花心直筒型、花心卵圆型、平头卵圆型、平头直筒型和圆筒型。4、大白菜主要品种类型和名称①丰产型品种②优质型品种③早熟耐热品种④抗病品种⑤耐抽薹品种第二节大白菜的育种目标一、大白菜育种总的目标为优质、丰产、抗病和抗逆二、品质育种1.外观品质：叶球帮与叶身有光泽、脆嫩；叶球紧实、结球形态、株型大小等一致；不易裂球等。2.营养与感官品质：提高维生素C、可溶性糖、蛋白质、干物质含量，降低有机酸和粗纤维含量。三、抗病虫性1.病害主要包括细菌、真菌、病毒病害和生理性病害等25种，其中病毒病、霜霉病和软腐病是大白菜生产危害最大的三大病害2.抗虫经常发生在大白菜叶部和根部的虫害有20余种3.其它农药不合理使用、产品农药残留等四、生育期和生态适应性不同地区由于适宜大白菜生长的季节不同，需要生育期长短不同的品种，即使在同一地区，为了市场和茬口安排，也需要生育期长、中、短不同的品种。五、丰产性和耐贮性丰产仍然是目前大白菜生产的一项重要目标，在稳产中求高产，是指导大白菜生产的核心问题。第三节性状遗传大白菜多数性状属于数量性状，控制遗传的基因对数多，加之大白菜为异交作物，个体杂合性强，目前，主要几种在与叶球商品性密切相关的性状。一、叶球的抱合方式遗传规律大白菜叶球抱合有叠抱、拧抱、皱抱和合抱方式，其中叠抱遗传力较强，各种抱合方式没有典型显隐性关系，后代有时呈现不典型的中间类型。合抱×叠抱合抱或叠抱叠抱×皱抱叠抱或皱抱皱抱×合抱近似皱抱二、球型遗传规律长筒×倒卵长倒卵至近长筒长筒×短筒中间型长筒×矮桩高桩长筒×倒圆锥倒卵至近长筒长筒×短筒近短筒长筒×矮桩长倒卵、高桩、矮倒卵、矮桩倒卵×倒圆锥矮倒卵短筒×矮桩短筒或矮桩短筒×倒圆锥矮倒卵矮桩×倒圆锥倒卵至矮倒卵三、结球性状遗传规律遗传力：散叶花心半接球结球型半接球×花心花心半接球×结球半接球花心×结球花心散叶×其他型散叶四、熟性早熟×晚熟中间偏早熟中熟×晚熟中间熟五、其他性状叶片有茸毛×无毛有毛。茸毛的多少受多基因控制，为数量性状。大白菜花色白花对黄花为隐性遗传。种子黄色种皮受一对隐性基因控制。大白菜更多的性状为数量性状，如:单株重、球重、球高球径、紧实度、球叶数、抗热性、成熟期、抗病性等。六、抗病性霜霉病：显性遗传TuMV：显性或不完全隐性黑腐病：1对隐性等位基因控制白斑病：具数量遗传特点，至少4对以上基因控制，表现部分显性。黑斑病：抗性属数量遗传，由7-10对以上基因控制，符合加性-显性模型。大白菜霜霉病大白菜TuMV大白菜黑腐病大白菜白斑病大白菜黑斑病第四节大白菜育种方法目前大白菜育种的主要方法是利用优势育种，有性杂交已不是选育新品种的主要方法，但是，有性杂交在实现优良基因的重组与分离，优良基因的纯化与稳定，培育优异育种材料方面有不可替代的作用。一、引种三种生态型中直筒高桩型适应性最广，在全国各地生长都比较好。卵圆型适应性狭窄。平头型适应性介于两者之间，引种时生态形似地区之间成功几率大一些。从温差小的地区引入温差大的地区，容易出现秋季抽薹。反之，则引入品种容易出现叶球松散或叶球变小的现象。此外，大白菜引种还必须考虑社会经济因素，各地对叶球形状、叶球大小、叶片抱合方式、叶色、帮色等都有自己的偏爱。二、选种大白菜异花授粉，以前生产上应用的常规品种都是包含多种基因型的混合群体。大白菜群体异交率一般在80%以上，自交后生活力很快衰退，因此选种宜采用混合选择法或混合选择与单株选种相结合的选择方法。当原始群体变异较小时，可采用一次或多次混合选择法。当变异较大时，可采用1-2次单株选择后，进行混合选择。大白菜选种必须处理好杂与纯的相互关系，否则难以获得满意的效果。在保证选择后的群体主要经济性状基本一致的前提下，稳定的杂合性对育成品种的适应性非常有利。株选多采用多次综合评比法，在采收时，分初选、复选和决选三次进行鉴定选择。初选：收获前，根据生长习性、株高、球型、抱合方式以及对霜霉病、黑斑病、黑腐病等抗性进行初选，做好标记。复选：再按较高的综合性状入选标准对初选入选植株进行复选，淘汰其中的一部分植株。决选：拔起复选植株集中在一起，再根据株重、帮色和软腐病危害情况或其他目标性状进行决选。三、杂交育种1、开花授粉习性大白菜第一年进行营养生长，植株在0-10℃的低温条件，10-30天通过春化阶段，第二年抽薹开花。其花薹形成分化是在结球期和休眠期中缓慢进行，形成花薹和花蕾的雏体，到次春栽植时，母株具有短小的花茎和不同大小的花蕾。大白菜为种子萌动春化型。在春化过程中，低温处理的时间越长、处理时植株的年龄越大，花芽分化越早。花序为复总状花序。经春化作用后抽薹、开花，从顶芽抽出的花序为主花序，最先开花，从主茎上发生的每一花序往往再分枝一二次，每一花序上的花总是从下向上陆续开放的。大白菜单株花期30天左右。大白菜为虫媒异花授粉作物，杂交时必须严格隔离，可用纸袋局部隔离花枝，由于大白菜的花序为无限生长，要注意经常松袋。选花枝，应尽量选用一次枝基部及中部的花蕾，每枝保留10-20朵左右，不宜过多。杂交时选用开花前1-2天的花蕾去雄，次日上午10-12时授粉，授粉时田间气温在20-23℃时坐果率较高，24℃以上显著降低。2、亲本的选择与组合选配应着重考虑育成品种在何种生态环境下栽培，需要具有那些抗逆性，生育期多长，商品外观有何要求，使用品质应具备那些特点，单位面积产量要达到何等水平。针对这些指标可选择两类亲本材料。第一类是综合性状好，第二类是有突出优点的材料。应选适应性强，综合性状好的地方品种为母本，针对母本需要改良的性状选择另一材料做父本与其杂交；杂交亲本之间的遗传差异应适当扩大。3、杂交方式大白菜常规育种工作中常用的杂交方式有三种，即成对杂交、复合杂交和回交。成对杂交方式：在双亲优点互补可达到育种目标时，其杂种后代变异谱容易预测，变异较易稳定。复合杂交：当利用两个亲本的优点无法满足育种目标之要求时，可采用三个或更多的亲本先后进行杂交，使多个亲本的优良性状综合在一起。回交：当某一亲本基本性状优良，但还有某一方面缺点时，可与具有某一优良性状的亲本杂交，然后再用基本性状优良的亲本有限或饱和回交方式加以克服。4、杂种后代选择和培育混合选择法母系选择法自交和成对交配选择法：F1采种圃内每一植株都分别自交留种。在第二代母株培育圃内种植的是F1自交株系，淘劣选优。为了避免连续自交引起生活力退化，可以在自交一二代后采取同一自交系内的株间交配，或者从F1开始用表型相似植株的成对交配法。在得到超过对照而又基本定型的系统后，应该把表型相似的系统合并采种，使育成的品种恢复生活力，并具有对环境条件比较广泛的适应性。四、一代杂种的利用1.亲本的选择、选配重视目标性状之间的互补。2.亲本材料纯化方法大白菜为典型的异交作物，群体内异质性强，个体基因型杂合程度高。亲本材料的纯化一般采用单株选择法。3.配合力测定和强优势组合的选配（1）选用亲缘关系较远的亲本配组，比较容易获得强优势的组合（2）注意重要经济性状互补和积加如：利用杂种优势选育抗病大白菜品种由于抗病性表现出的杂种优势，至少有一部分是非加性效应不易在后代固定下来，因此利用杂种一代往往比常规杂交育种易获得较强的抗病性。在品质较好的品种内，通过自交筛选，选育出抗病性较强的自交系，用这些自交系配制一代杂种，往往能获得抗病优质的组合。4．生产一代杂种的途径（1）利用自交不亲和系A.自交不亲和系的繁殖：剥蕾自交，1-2%的食盐水花期喷雾处理（2天喷一次）。B.利用自交不亲和系配制杂交种：一般采用自然杂交的方法。将父母本种株按1：1或1：2间隔种植，任其自然授粉。a．自交不亲和系×自交不亲和系b．自交不亲和系×自交亲和系（2）核雄性不育系制种雄性不育两用系A两用系制种利用两用系制种时，按照一定的行比栽植两用系和父本系，两用系的株距应缩小，使栽植的株数约增加一倍，在开花期拔除两用系的可育株，以后从剩下的不育株上收获的种子就是一代杂种。B两用系的繁殖在繁殖两用系的隔离区播种的是上一代两用系繁殖区内不育株上收获的种子。为了便于采种，应该在初花期每隔一行拔掉相邻3-4行中的可育株，以后只从这3-4行不育株上收获种子。五、其他育种途径1.远源杂交育种2.倍性育种染色体加倍产生四倍体大白菜。小孢子培养：豫白菜7号、豫新1号、豫园50等。3.诱变育种4.分子育种技术分子标记、转基因第五节大白菜良种繁育一、大白菜生殖生长阶段不同发育时期的特点1.种株贮藏及小株育苗2.抽薹前期：种株或种苗定植3.抽薹期：从开始抽薹到始花期4.开花期：由始花到谢花5.结荚期：从谢花到种子收获。二、几种采种方法1.小株采种法阳畦育苗，1月上旬播种，3月中旬定植，密度可适当加大。为提高种子产量，定植后最好进行地膜覆盖。2.半结球采种法（小母株法）秋季适当晚播，种株在越冬时仅有10-20片莲座叶或松散叶球，经冬季贮藏后，笠春定植于采种田。此法种株长势较强，种子产量偏高。缺点是未经结球期，无法严格选留种株，难以保证种子纯度。3.大株采种法（成株采种）第一年秋季培育母株，第二年春栽植采收种子。母株收获时带根拔起，就地晾晒2-3天，然后贮存越冬。南方可直接在露地越冬。早春，当10cm土层的温度达到6-7℃时即可栽植。栽植前30天左右，要把叶球上部切去2/3左右，以利抽薹。问题与展望重视品种育种和出口型品种的选育，参与国际竞争。加大春、夏反季节品种的选育力度。育种资源越来越贫乏、狭窄，要拓宽资源创新和利用途径。重视种子质量研究。加强杂种优势利用研究，特别是雄性不育系的利用。重视游离小孢子培养等单倍体技术的研究及普及应用，提高育种效率。加强分子标记辅助选择研究，尽快实现大白菜分子设计育种。思考题1.如何选育大白菜自交不亲和系？2.已发现的大白菜雄性不育性有那几种类型？如何利用雄性不育系配制一代杂种？3.怎样开展大白菜抗逆性品种的选育工作？