中国西兰花育种研究进展

2018年以来,随着农业农村部“国家西兰花育种联合攻关”工作的实施,我国西兰花育种研究取得了重要进展。自主培育的西兰花品种在花球颜色、球形等重要性状方面取得了突破,自主培育品种的市场占有率由2018年的不足5%提升至2023年的35%左右,单倍体诱导技术广泛应用于育种实践,遗传转化和基因编辑技术取得突破,基因组与分子标记辅助育种技术在育种工作中发挥着重要作用。文章介绍了近年来我国在西兰花花球重要商品性状、育种技术、新品种选育等方面取得的重要进展。基于我国自主培育品种和对照品种的系统发育进化树分析结果,并结合主栽品种的历史更替,将我国西兰花品种分为3个历史阶段和17个进化群(簇),浙青、碧绿、美奥、台绿等最新育成品种位于进化树顶端。近几年西兰花育种主攻方向仍是早中熟、广适性品种,未来育种的方向是抗病、抗逆、适宜机械化生产,同时应从外观品质转向鲜食加工品质和功能营养品质。

花椰菜“坐球高度”性状的主基因+多基因遗传分析

“坐球高度”是评价花椰菜品种是否适合机械化采收的重要农艺性状之一。为了解析花椰菜“坐球高度”性状的遗传规律,使用早熟、紧实型花椰菜F 7代自交系ZAASC4101与芥蓝F_(6)代自交系ZAASJ1401为亲本构建了包括P_(1)、P_(2)、F_(1)、F_(2)、B_(1)、B_(2)的6个联合世代群体,利用主茎高度(六世代群体)和叶痕间距(F_(2)群体)两个指标来锚定“坐球高度”性状。研究结果表明,F_(2)群体中主茎高度与叶痕间距数值呈极显著相关(相关系数为0.652),并且这两个指标均为连续性的近似正态分布,符合数量遗传的特征;主茎高度的六世代群体遗传分析和叶痕间距的F_(2)群体遗传分析结果均表明,花椰菜“坐球高度”性状的最适遗传模型为:两对加性显性上位性主基因+加性显性上位性多基因遗传模型,表明该性状主要受两对主基因+多个微效基因的控制,并且遗传率达到97.84%。因此,可以利用连锁分子标记在早期世代对花椰菜“坐球高度”性状进行辅助选择和遗传改良。综上,本研究结果为进一步定位和挖掘控制花椰菜“坐球高度”性状的关键基因,最终利用生物技术手段育成适宜机械化采收的花椰菜新品种奠定了前期研究基础。

西兰花浙青80的高效制种与纯度鉴定技术

浙青80是西兰花F 1代杂交种,于2019年通过浙江省农作物委员会认定。研究了播种时间、父母本比例、疏球方式等因素对产量及产量相关性状的影响,发现了播种时间和疏球整枝方式对枝条数和角果数均有不同程度的影响,总结出杭州地区适宜浙青80大棚制种条件为:播种期8月25日,保留主球2个小花球;发现父母本比例为2∶3时每667 m^(2)产量达33.35 kg,父母本比例为1∶4时产量每667 m^(2)为31.02 kg。另外,通过对大量种质资源的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)筛选,开发了基于3个SNP的9条竞争性等位基因特异性PCR(kompetitive allele specific PCR,KASP)引物用于浙青80纯度鉴定,实现了对浙青80杂交种高通量、低成本的快速检测。

晚熟青花菜新品种浙青100的选育

浙青100是利用常规育种技术和Ogura雄性不育系技术选育的晚熟青花菜杂交品种,适合在长江中下游、云南等地秋冬季栽培。从定植到收获100 d左右。株型中等,长势较强。叶片羽叶,颜色绿,蜡粉中等,叶缘波状。花球紧实、圆球形,蕾粒均匀、中细,蕾色绿,低温不易发紫。球茎较粗,花梗短,不易空心。花球球径约14.2 cm,单球质量566 g。该品种田间表现耐低温性好,花球保持性和外观商品性佳,于2022年通过浙江省农作物品种认定委员会现场考察。

中晚熟松散型花椰菜新品种浙农松花85的选育

浙农松花85是以ogura雄性不育系4309-10BS作母本,自交系4428作父本配制而成的花球全松型中晚熟松花菜杂交品种。该品种从移栽至花球收获生育期约为90 d,株型较开展,株高约69 cm,开展度约88 cm;花球圆整、乳白、松散,花梗淡绿;球横径23 cm左右,单球重约1.23 kg,2020年和2021年每667 m^(2)平均产量为2115.3 kg。该品种综合抗性良好,花球保持性好,商品性优,适合春、秋两季种植。于2022年11月通过浙江省农作物品种认定委员会现场考察。

利用CRISPR/Cas9技术靶向编辑青花菜BoZDS

胡萝卜素脱氢酶(ζ-carotene desaturase,ZDS)是类胡萝卜素合成的限速酶。本试验以青花菜多代自交系‘ZN09’为试材,以BoZDS为目标基因,在其第1个外显子上选取2个靶位点,分别构建CRISPR/Cas9载体进行稳定遗传转化。1号靶位点转化效率为0.80%,突变率为15.79%,共获得3株突变体,均为杂合突变;2号靶位点转化效率为0.84%,突变率为36.84%,共获得7株突变体,其中纯合突变2株,杂合突变2株,嵌合突变3株。突变体均出现白化或斑驳表型,突变体L*值和a*值均显著高于野生型植株,b*值均下降。本试验建立了青花菜CRISPR/Cas9基因编辑稳定遗传体系,并对BoZDS基因进行有效编辑,研究结果为利用基因编辑技术进行青花菜基因功能研究与优异性状材料创制提供了技术支撑。

基于SSR标记的花椰菜和青花菜遗传多样性分析

选用30对SSR引物,利用毛细管电泳荧光检测技术对收集和引进的花椰菜、青花菜、宝塔菜(又叫罗马花椰菜)和近缘野生种及地方种共计187份材料的遗传多样性进行分析,进一步明确了花椰菜、青花菜、地方种和近缘野生种与如今栽培种间的遗传差异和亲缘关系,可为优异种质创新和新品种选育提供参考。研究结果表明:30对SSR引物在187份材料的DNA样品中共扩增出313个等位位点,平均每对引物为10.4333个。依据材料的花球性状,将其分为4个类群即花椰菜(类群1,P1~P81)、青花菜(类群2,P82~P147)、宝塔菜(类群3,P148~P154)、近缘野生种及地方种(类群4,P155~P187)。总体来说,类群1、2和3之间的遗传多样性差异较小,类群4的遗传多样性最丰富。系统发育树和群体结构分析较为统一的将187份材料分为了3大组,花椰菜(G1)和青花菜(G2)被清晰地分到了两个极端,而宝塔菜与野生种聚在了一起,和地方种一起归为第3组(G3)。

十字花科植物黑斑病的研究进展

十字花科植物黑斑病是由死体营养型致病菌链格孢属(Alternaria spp.)真菌侵染引起的重要病害之一。链格孢菌侵染植物的过程,首先通过释放毒素诱导侵染处植物细胞的程序性死亡,再通过细胞壁降解酶分解死亡的细胞。同时,植物也会通过激发先天性免疫反应,调节植物内源激素和植物抗毒素等分子抵御病菌的侵染。本文重点综述了链格孢菌侵染十字花科植物过程中,双方在基因组(致病和抗病基因)、转录组(调控因子)、代谢组(毒素和抗毒素)和蛋白组(酶类)等方面的相关变化及其作用机制,以期为培育抗黑斑病的十字花科蔬菜提供有价值的参考。

花椰菜花球发育相关基因BoCAL的KASP标记开发和应用

BoCAL基因是控制花椰菜花球发生的关键基因之一。为了提高对花椰菜BoCAL基因型鉴定效率,根据该基因第5个外显子中第16个碱基(Ex5+16)G-T的功能性单核苷酸多态性(SNP)突变,开发了竞争性等位基因特异性PCR(KASP)标记(BoCAL-KASP1)。利用该标记对甘蓝类7个变种的蔬菜作物与野生种共计86份材料进行了BoCAL等位基因的分型,发现共有36份材料的基因型是T:T,包括28份花椰菜、6份青花菜与2份引进的地方种材料;43份材料的基因型是G:G,包括2份花椰菜、9份青花菜、6份结球甘蓝、5份芥蓝、3份苤蓝、7份羽衣甘蓝、2份抱子甘蓝、4份引进的地方种与5份甘蓝野生种材料;7份材料显示杂合基因型T:G,包括2份青花菜、2份羽衣甘蓝和3份引进的地方种材料。这86份材料的BoCAL基因型KASP鉴定结果和酶切扩增多态性标记(BoCAL-CAPS1)的鉴定结果完全一致。以上结果说明,BoCAL-KASP1标记可以高效准确地鉴定BoCAL基因目标位点的基因型,从而为花椰菜花球发育研究和分子育种提供可靠的功能性标记。

早熟青花菜新品种浙青60的选育

浙青60是利用小孢子培养技术和Ogura雄性不育系技术选育的早熟青花菜杂交品种,适合夏种秋收。移栽至收获60 d左右,株型较开展,株高约64 cm,开展度83 cm。花球较紧实,圆球形,球径13.8 cm,单球质量约520 g。花蕾蓝绿色,蕾粒匀细,遇冷不易发紫;花梗较长、色绿;球茎不易空心。该品种早熟性突出、花蕾蓝绿、花梗绿、商品性好、中抗黑腐病,2019年通过浙江省农作物品种认定委员会现场考察。

青花菜新品种浙青80的选育

青花菜浙青80是利用萝卜质(ogura)雄性不育系技术选育的杂交品种,适合夏种秋冬收,从移栽至收获80 d左右。株型中等,较直立,株高约70 cm,开展度约70 cm;叶色深绿,侧枝少;花球紧实、颜色绿,遇低温不发紫,花蕾匀细,花球表面不易满天星,球茎不易空心,商品性好,球径15 cm左右,单球质量570 g左右。于2018年通过浙江省农作物品种认定委员会认定。

松花菜浙农松花80天的选育及特征特性

浙农松花80天是由浙江省农业科学院蔬菜研究所新选育的松花菜杂交品种。该品种综合抗性良好,适应性广,生长势强,适合我国绝大部分松花菜产区春秋2季种植,秋季定植后80～85 d收获,春露地种植定植后60 d左右收获。秋季种植株高约48 cm,开展度约80 cm;花球半松,半圆球形,球面洁白细腻,花梗淡青,球径约23.7 cm,单球重平均1.47 kg,每667 m^2产量2 600 kg以上。

松花菜新品种浙农松花88天

花椰菜(Brassica oleracea var.botrytis L.)是我国人民日常蔬菜主要品类之一,种植区域几乎覆盖全国各地,常年播种面积已达45万hm^2,约占全球总种植面积的40%(http://www.fao.org/faostat/)。近年来我国花椰菜品种在适应性、抗逆性、品质、营养等方面不断改良,品种和生态区的合理搭配使得花椰菜周年供应的生产格局日益成熟。消费需求的增长和栽培品种的改良极大带动了花椰菜种植、加工产业的迅速发展,对促进农业增效、农民增收起到重要作用。其中,松花菜是我国目前花椰菜种植和消费的主要类型,其品种的持续改良对花椰菜产业可持续健康发展具有重要意义。

浙江省西兰花产业未来发展的思考

分析浙江省西兰花30 a来产业发展的背景、地位与现状,总结浙江省西兰花产业的优势,指出目前该产业发展存在的主要问题,对产业未来发提出如创建国家西兰花研究中心、打造浙江西兰花种业硅谷、创新发展全产业链的前瞻性对策思考,为浙江西兰花百亿级产业跨越式发展和特色优势产业重要窗口建设提供借鉴。

花球全松型松花菜新品种浙农松花88天的选育

浙农松花88天是以雄性不育系4309-10BS作母本,自交系4297作父本配制而成的花球全松型松花菜杂交品种。该品种株型中等,株高47 cm,开展度78 cm;花球乳白色、半圆球形,表面松散圆整,散开均匀;平均花球径23.4 cm,单球质量1.39 kg,每667 m^2产量平均2372.9 kg。品质优,综合抗性优良,中晚熟,适合春、秋两季种植。

松花菜有机栽培技术规程及应用

松花菜是浙江省重要的优势特色蔬菜作物之一,有机松花菜是产业发展的必然方向。但是,目前浙江省松花菜有机栽培的技术规范缺乏,也没有相关的地方标准供参考,大大制约了浙江省有机松花菜产业的健康发展。本文参考国家相关标准,根据浙江省松花菜产业实际情况,结合生产实践,总结了浙江省松花菜有机栽培关键技术措施,包括产地环境要求、栽培技术措施和病虫害防治措施等。同时,将这一技术规范应用到松花菜有机种植基地,与常规种植相比,有机种植的松花菜花球具有更高的可溶性总糖、总芥子油苷和3-甲基硫氧丙基芥子油苷含量,但是单球重和产量相比较低。

中熟青花菜新品种浙青75的选育

浙青75是利用小孢子培养技术和ogura雄性不育系技术选育的中熟青花菜杂交种,适合夏种秋收。移栽至收获77 d左右,株型中等、较开展。长势强,侧枝中等。羽叶,叶面蜡粉较多。花球蘑菇形、较紧实,花蕾绿色,蕾粒较匀,遇冷不易发紫。一级花梗较长、色绿,球茎不易空心。球径14 cm左右,单球质量约500 g,商品性佳,于2020年通过浙江省农作物品种认定委员会现场考察和认定。

橙色松花菜新品种浙橙松100的选育

浙橙松100是浙江省农业科学院蔬菜研究所选育的橙色松花菜杂交新品种。该品种秋季定植后100 d左右收获,春露地定植后70 d左右收获。秋季种植株高约48 cm,开展度约91 cm;花球半松,花梗较细、色淡青,球面橙色,富含β-胡萝卜素,球径24 cm左右,单球质量1.4 kg左右。该品种综合抗性良好,丰产性好,适应性较广;因花球橙色,不用遮叶盖球,对松花菜省工栽培有较大意义。

西兰花浙青80生产技术

西兰花新品种浙青80由浙江省农业科学院蔬菜研究所育成,具有花球产量高、花蕾绿、商品性好等优点。中熟、下胚轴和花球不发紫、花球紧实、生长速度快。为新品种的示范和推广,研究团队探索出适宜播种期、集约化育苗、机械化移栽、病虫害防治、及时采收贮运等关键生产技术。

浙北地区冬季保护地栽培松花菜品种比较试验

在浙北松花菜保护地越冬产区进行松花菜品种比较试验,以期为浙北地区松花菜冬季保护地栽培提供一定技术参考。试验结果表明,参试各品种均适合在浙北地区冬季保护地栽培,与对照白玉80相比,浙农松花88天成熟期早、商品性好,但产量相对偏低;庆农S100、青梗松花108成熟期迟,但产量较高。