甘蓝育种

甘蓝育种何长征湖南农业大学园艺园林学院Tel：13974998962Email:[e-mail]概述甘蓝（Brassicaoleraceavar.capitataL.），2n＝18，结球甘蓝的简称。属于十字花科芸薹属甘蓝种的一个变种，是由不结球的一年生野生甘蓝，经长期栽培演化而来。原产于地中海沿岸，以后传至欧洲西北部及北部。到17世纪末期由俄国传入我国黑龙江及新疆等地。主要内容第1节种质资源与育种工作概况第2节育种目标及主要经济性状遗传第3节丰产性育种及杂种优势的利用第4节其他方向的育种第5节我国甘蓝遗传育种的发展趋势第1节种质资源与育种工作概况一．甘蓝的变种及类型二．结球甘蓝的类型和品种三．甘蓝的生产现状与育种工作概况一、甘蓝的变种及类型1.以叶球为养分贮藏器官2.以短缩茎为养分贮藏器官3.以短缩肥厚的花轴为养分贮藏器官4.不形成特殊的养分贮藏器官1.以叶球为养分贮藏器官皱叶甘蓝：顶叶形成大的叶球，但叶面皱缩结球甘蓝：顶叶形成大的叶球，但叶面平滑抱子甘蓝：侧芽能形成许多小的叶球2.以短缩茎为养分贮藏器官球茎甘蓝：茎部短缩膨大成为球状肉质茎3.以短缩肥厚的花轴为养分贮藏器官花椰菜：植株顶部花轴肥厚青花菜：植株顶端及叶芽间花轴短缩肥厚4.不形成特殊的养分贮藏器官芥兰：以嫩叶和花薹供食用羽衣甘蓝：叶常带红紫等彩色，多呈皱缩状，以能叶供食或观赏二、结球甘蓝的类型和品种㈠尖头类型㈡圆头类型㈢平头类型㈠尖头类型叶球较小，形状似心脏，外叶较直立，开展度较小耐寒，冬性一般较强，不易先期抽薹。多为早熟品种。尖头类型品种鸡心长江中下游地区地方品种。外叶深绿色，单球重0.5Kg左右，早熟，结球较紧，品质中等。牛心长江中下游地区地方品种。外叶深绿色，植株较鸡心开展，外叶较多，单球重1Kg左右。㈡圆头类型叶球圆球形或近圆球形。多为早熟或中熟品种。叶球紧实，球叶脆嫩，品质较好。但冬性较弱，在我国南方春季栽培易先期抽薹，故栽培较少。圆头型甘蓝品种金早生原辽宁省蔬菜试验站于1955年从大连市金县农家品种中选出。早熟，叶深绿，叶球圆球形，间或牛心形，单球重0.5～1Kg。北京早熟中国农业科学院蔬菜研究所1966年从加拿大引进，是目前国内最早熟的圆球形甘蓝品种，叶浅绿，单球重0.4～0.5Kg。狄特马尔斯克50年代由波兰引进，植株生长势略强于北京早熟，早熟，叶绿色，单球重0.7～1Kg。丹京早熟50年代由丹麦引进，叶绿色，单球重1.5～3Kg。㈢平头型甘蓝植株较大，叶片开张，叶球扁圆形，中柱缩短。产量高，一般为晚熟种，在南方各省栽培的结球甘蓝类型中占主要地位。平头型甘蓝品种黑叶小平头为上海地方品种。叶灰绿色，蜡粉多，单球重1.5Kg左右，结球紧实，质地较硬，品质中等，早中熟，耐热，可在夏季栽培，对病害有较高的抗性。黄苗最初由日本大阪引进，外叶黄绿色，蜡粉少，单球重2Kg左右，结球紧实，质地柔嫩，品质好，中晚熟，春化阶段长，不易抽薹，但抗病力较弱。洗村早椰菜为广州市郊农家品种。从黄苗中选出的一个早熟品种，叶绿色带黄，结球紧实，单球重1～1.5Kg，耐热，品质好，较耐贮藏，迟播或迟收均易抽薹或裂球。楠木叶重庆市郊农家品种。外叶深绿色，单球重2～3Kg，晚熟，耐热、抗虫力较强，作春甘蓝栽培不易发生未熟抽薹现象，但品质较差。此外，还有小楠木叶，植株形状似楠木叶，但较小而早熟。大平头原名成功甘蓝（Succession），1926年从欧州引进栽培，外叶绿色，结球紧实，单球重2.5～3Kg，大者可达5Kg以上，产量高，品质好，为晚熟品种。红旗磨盘黑龙江省地方品种。单株重达5Kg，晚熟，耐贮藏。三、甘蓝的生产现状与育种概况甘蓝的生产现状甘蓝遗传育种的研究进展1.甘蓝的生产现状栽培季节上南方地区前几年以秋甘蓝为主，栽培面积最大，春甘蓝次之，夏甘蓝面积最小。近几年南方地区逐渐以春甘蓝为主，秋甘蓝面积逐渐向春甘蓝转移。春甘蓝未熟抽薹现象夏季甘蓝的病虫害防治2.甘蓝遗传育种的研究进展50年代以来，我国已两次大规模组织包括甘蓝在内的蔬菜遗传资源的搜集和保存工作。自50年代中期以来，我国甘蓝育种主要经历了①地方品种的挖掘与常规品种的选育、②杂种优势的利用、③多抗、丰产、优质新品种选育3个时期。50到60年代中期从地方品种中选育出约50个常规甘蓝品种并在生产中大面积推广种植。70年代初开展了杂种优势利用的研究并取得突破性进展，甘蓝杂种优势利用在近十余年中得到了迅速的发展，目前一代杂种在我国甘蓝生产中应用面积已占总栽培面积的90％以上。80年代以来，甘蓝多抗、丰产、优质新品种选育列入国家“六五”～“九五”重点科技攻关项目，育成可抗2～3种病害的抗源材料12份，育成抗1～3种以上病害的甘蓝品种10余个，丰产、优质、耐先期抽薹的春甘蓝新品种10余个，并已在生产中得到广泛利用。随着甘蓝遗传育种工作的深入发展，自交不亲和系的选育、繁殖、鉴定技术也获得了突破和广泛利用。雄性不育系的选育也取得了一些成绩。此外，还初步开展了原生质体培养、花茎培养、远缘杂交等工作。在应用基础理论研究方面，对甘蓝抗TuMV、抗黑腐病及主要性状的遗传和相关进行了分析。第二节育种目标及主要经济性状遗传一．育种目标二．主要经济性状的遗传一、育种目标1.丰产性育种2.优质育种3.不易先期抽苔的春甘蓝品种的选育4.抗病品种的选育5.抗高温品种的选育6.早熟性选育⒈丰产性育种根据目前我国甘蓝的生产现状，丰产性仍然是甘蓝育种的重要目标之一。杂优利用是提高产量的有效途径。⒉优质育种甘蓝优质主要包括以下几个方面：叶球外观要符合市场需求，国内大部分地区要求圆球形和扁圆形品种；叶球紧实致密；球内中心柱短，中心柱的高度不超过叶球高度的1/2；叶质脆嫩多汁，味稍甜，帮叶比在30％以下；维生素C含量较高，纤维素含量在0.8％左右。⒊不易先期抽苔的春甘蓝品种的选育春甘蓝栽培面积逐年扩大。先期抽苔是春甘蓝栽培中存在的主要问题。⒋抗病品种的选育病害对甘蓝，特别是夏秋甘蓝的危害日益严重。目前国内危害甘蓝的病害主要有黑腐病、病毒病等，南方还有根肿病。⒌抗高温品种的选育夏甘蓝和早秋甘蓝的生产必须选用抗高温的品种，目前这类品种非常缺乏，上海农科院园艺所育成的耐热夏甘蓝新品种夏光（黑叶小平头自交不亲和系×60天早椰菜）已成为南方地区夏甘蓝主栽品种，但产量不高。甘蓝蜡粉加厚是适应高温的特性。⒍早熟品种的选育早熟而耐高温的秋甘蓝早熟而不易先期抽薹的春甘蓝二、主要经济性状的遗传㈠几个主要数量性状的遗传力㈡叶片性状的遗传㈢结球性的遗传㈣熟性和冬性的遗传㈤品质性状的遗传㈤抗病性的遗传㈠几个主要数量性状的遗传V.Swarup（1964）、中国农业科学院蔬菜研究所（1981、1982）等利用不同的研究方法对几个主要数量性状的遗传力进行了估算，其具体数值不尽一致，但估算结果的总趋势是一致的：外叶数、开展度、中心柱长、叶球紧实度的遗传力较高(0.50以上)；全株重、单球重的遗传力较低。㈡叶片性状的遗传1.叶色甘蓝的叶色有深绿、绿、黄绿、黄、紫红等。绿×黄，F1为绿色；深绿×绿或深绿×黄绿，F1为中间型偏深绿色；紫红×绿，F1为淡紫红色。2.叶面皱叶×平叶，F1为中间型偏皱叶；3.叶宽宽叶×窄叶，F1为宽叶，F2呈3:1分离。4.外叶数外叶多×外叶少，F1外叶数为中间偏少；㈢结球性的遗传1.结球性结球性受隐性基因控制，同时受肥、水、温度等环境条件的影响较大。2.球形尖头形×圆头形或扁圆形，F1为尖头形，尖头为显性，F2出现各种类型分离（钝尖、三角形、圆球形等）；圆球形×扁圆形，F1为近圆球形；3.中心柱长长心柱对短心柱为显性。中国农业科学院蔬菜研究所调查了279个杂交组合，结果是192个组合F1的中心柱长超过了长柱亲本，60个组合F1的中心柱为中间偏长，仅17个组合F1中心柱为中间偏短。4.裂球性受多对基因控制，早开裂为不完全显性。㈣熟性和冬性的遗传1.熟性早熟×早熟，F1成熟期为早熟或提早。中熟（晚熟）×早熟，F1成熟期多为中间型偏早。2.冬性弱冬性×强冬性，F1冬性多表现为中间型偏弱。㈤品质性状的遗传1.营养成分甘蓝的主要营养成分，如蛋白质、糖、维生素C等，F1的含量一般介于双亲之间。2.球叶品质球叶质地、叶脉粗细，在F1一般表现为双亲的中间型。㈥抗病性的遗传在我国危害甘蓝的病害，目前主要有黑腐病和病毒病。病毒病的种群中，以芜菁花叶病毒(TuMV)为主。对这两种病害的抗性，F1代常表现为部分显性。第三节丰产性的选育及杂种优势利用一．产量的构成因素二．杂交后代的选择方法三．杂种优势的利用一、产量的构成因素1.单位面积株数2.结球率3.叶球平均重量⒈单位面积株数单位面积内种植的株数与植株的株幅有关。株幅与植株的大小和株态有关。植株大小一般是晚熟品种大于中熟品种，中熟品种大于早熟品种，但在熟期相似的品种间也存在差异。两个外叶长度、植株大小相似的品种，可能由于株态不同而实际株幅不同。甘蓝植株的株态可分为开展、半开展和近直立三类。为了利于密植，至少亲本之一应该有近直立或半开展的株态。株幅小虽有利于密植，但叶球大小与株幅大小有一定程度的相关。⒉叶球重量叶球的重量决定于球叶数和平均球叶重。在叶数相近的品种间有叶重的差异，在叶重相近的品种间有叶数的差异，具体的叶数和叶重受环境条件影响较大，但是品种间的相对差异还是能遗传的。通过剥叶观察叶数或叶重，只适用于对品种的鉴定，不能用于鉴定单株，因为一经鉴定，植株即毁。也不能以叶球大小为标准，因为还有一个充实度的因素，一般根据带根球重的比较鉴定结果进行选择。二、杂交后代的选择方法甘蓝属于雌雄同花但自交结实率较低的异花授粉植物，因而在品种群体中，各个体大都是杂合性的，亲本与后代之间以及同一亲本的后代各个体之间的性状也都差异较大，变异较多。无论采用单株选择法还是混合选择法，都需要进行多次选择，才能获得比较一致的系统。多次单株选择强制自交易导致后代生活力衰退，自交可能不亲和，以及隔离等措施麻烦等缺点；多次混合选择虽后代生活力不易衰退，但选择效果不高。甘蓝的杂交育种主要采用从两种基本选择法中衍生出来的集团选择法或母系选择法。三、杂种优势利用㈠亲本的选择选配㈡优良自交不亲和系的选育㈠亲本的选择选配亲本系球形不同的组合，以及球形虽相似而叶色深浅、蜡粉多少等性状有一定差异的组合，往往产量优势明显。为选育丰产的杂种一代，F1的双亲在球形、叶色、蜡粉多少等性状上要有一定差异。在实际育种工作中，不同球形的杂交组合虽然有很强的产量优势，但是，这类组合的双亲开花期常常不一致，制种时调整双亲的花期很费时、费力，制种产量受到影响，增加了制种成本和风险。选配球形相似，而叶色深浅、蜡粉多少等性状有一定差异的组合。在进行丰产性育种时，要注意选择丰产性好、自交退化慢的系统作为杂交组合的亲本。㈡优良自交不亲和系的选育1.自交不亲和系的概念2.优良自交不亲和系应具备的条件3.自交不亲和系的选育4.利用自交不亲和系制种5.自交不亲和系的繁育⒈自交不亲和系的概念自交不亲和性：是指雌雄二性配子均有正常的受精能力，在不同基因型的株间授粉能正常结籽，但花期自交不能结籽或结籽率极低的特性。自交不亲和系：具有自交不亲和性的植株经多代自交选择后其自交不亲和性能稳定遗传，同一株系后代株间相互授粉亦不亲和，这样的系统称为自交不亲和系。利用自交不亲和系生产一代杂种很方便，将两个系统隔行种植任其相互授粉即可得到杂种一代种子，正反交都可利用。⒉优良自交不亲和系应具备的条件花期系内株间交配或自交表现高度不亲和性，而且相当稳定；蕾期授粉有较高的亲和指数（结子数/授粉花数），以降低生产自交不亲和系原种的成本；自交多代后生活力衰退不显著；具有整齐一致和良好的性状；有较强的配合力；胚珠和花粉生活力正常。⒊自交不亲和系的选育①在配合力强的亲本品种中选择若干优良植株的健壮花序套袋，②花期人