我国蔬菜种质资源有哪些创新和利用?
我国从20世纪50年代开始研究甘蓝自交不亲和系,60年代初,原中国农业科学院江苏分院和上海市农科院园艺研究所分别选育了陈光大平头和黑叶小平自交不亲和系,获得自交不亲和系103和105。70年代初,中国农业科学院蔬菜花卉研究所等单位系统开展了甘蓝自交不亲和系和杂种优势利用的研究。通过连续自交、分离鉴定、定向选择,育成7224-5-3等不同熟期、不同类型的自交不亲和系10和京丰1等7个甘蓝杂交种,为我国第一代蔬菜杂交种所用。此外,我国独有的甘蓝显性核不育系研究取得重要进展。2001获得专利,育成了01-216MS等5个不同成熟度、不同类型的实用显性雄性不育系,为甘蓝杂交制种开辟了一条新路。以这些不育系为母本,育成中甘16、17、18、19和21五个杂交种,经审定后在生产上推广应用(方志远,2002)。大白菜和小白菜原产于中国,种质资源丰富。经过长期的改良,它们形成了各种不同成熟度、不同类型的种类和品种。近20年来,大白菜育成了一大批整齐、抗病、高产的新组合。制种的主要途径是选育自交不亲和系、高世代自交系和雄性不育系。在已育成的200多个组合中,自交系55个,自交不亲和系212个,雄性不育系21个。雄性不育系的选育已育成雄性不育两用系(单基因雄性不育)、核基因互作雄性不育系、甘蓝型油菜雄性不育系等。,进一步丰富了亲本种质资源的类型(徐,,2002)。在大白菜亲本改良方面,南京农业大学、上海、广东等省(市)农科院从当地优良地方品种中选育出一批自交系或雄性不育两用系,并已配制出一代杂交矮秆系列、矮抗系列、黑叶大白菜17、夏冬青等品种,在生产中得到广泛应用。我国辣椒种质资源丰富,类型多样,有利于种质资源的改良和创新。张吉人(1980)从湖南地方品种中筛选出衡阳福地尖椒等7个优良地方品种和道县早泡椒等10品种。江苏省农科院蔬菜研究所从地方品种中筛选出南京黑壳等优良地方品种,进而选育出一批新的亲本材料。中国农业科学院蔬菜花卉研究所以对TMV和CMV抗性强的二福头、登龙椒、栾川椒两个辣椒品种为亲本,以经济性状好的切门、同丰37号甜椒为亲本,通过杂交分离、多代回交、抗病性鉴定等方法,筛选出90-109、90-1165438。北京、沈阳、天津等其他相关研究所也筛选出了一批优良的亲本材料。并形成了中交、项燕、苏交、天杂、神交、辽交、哈交、金角、海花等一系列在国内生产中颇具影响力的优良品种。与辣椒相似,我国拥有丰富的黄瓜种质资源,大量各种类型的地方品种经过育种家的改良和创新,已经成为生产上广泛使用的杂交种的重要亲本材料。如以天津市黄瓜研究所选育的抗性较好的地方品种天津棒槌黄瓜和唐山秋黄瓜为材料,进行杂交选育。又如华北的京棘、长棘、新泰棘、宁阳棘等地方品种,华南的安徽小白宝、成都二枣子、广州青皮黄瓜、广州大庆黄瓜等,为选育现有的各种系列杂交种提供了丰富的种质资源(风后,1999)。目前如天津黄瓜研究所的津绿、津春、津优系列,中国农科院蔬菜花卉研究所的中农系列,北京农科院蔬菜研究中心的北京系列、mini系列,广东农科院的越秀黄瓜等。,都包含了华北、华南和国外温室黄瓜的亲缘关系。
我国利用国外种质材料改良和选育蔬菜新品种的例子很多,尤其是番茄和辣(甜)椒。20世纪70年代,从日本引进的番茄品种“强力瘦”不仅直接在生产上推广应用,还被选作自交系,在中国农业科学院蔬菜花卉研究所育成的中国蔬菜系列番茄品种中用作亲本材料。20世纪70年代从美国引进的番茄种质Manaper Tm-2v是番茄对烟草花叶病毒的抗源,其中含有抗病基因Tm-2v。该品种具有苗期生长缓慢、叶片黄化、开花晚、果少果小的特点。根据育种目标,中国农科院蔬菜研究所、江苏、Xi安、北京等蔬菜研究所先后培育出粉果、限长、大果等不同类型的含有抗病基因Tm-2v的材料,并以此为亲本,育成中国蔬菜、中杂、红杂、苏康、嘉粉、嘉红、喜粉、普红、浙红、浙粉、东红。据不完全统计,上述单位培育的含Tm-2v基因的一代杂交种,年制种产量超过65438+万kg,约占全国商品番茄种子消费总量的50%,累计推广面积约66.7万km,大大降低了全国烟草花叶病毒(TMV)的危害程度,改善了市场供应,具有显著的社会效益和经济效益。再比如俄亥俄-MR9,是从美国引进的,含有一系列抗叶霉病的基因。改良后转化为抗病材料,在露地和保护地培育出大量番茄品种。此外,从日本引进的由英国温室作物研究所筛选出的6个基因不同的番茄品种组成的番茄,作为番茄上TMV菌株的鉴别寄主谱,为查明我国番茄烟草花叶病毒(TMV)的危害发挥了重要作用(李树德,冯,1995)。在引进国外辣(甜)椒优良种质资源的基础上,如中国农业科学院蔬菜花卉研究所从法国引进的优良抗病材料、、CI、PRIMOR等抗白粉病材料和2个抗疫病的商品品种,通过系谱选择法筛选出6个优于茄属的品系,其中4个品系对黄瓜花叶病毒(CMV)和烟草花叶病毒(TMV)中等抗性。中国农业科学院蔬菜花卉研究所创新的黄瓜新种质“G5224”结合了北京倒刺鲃、欧洲品种和美国品种的优点,表现为全雌、极早熟、耐低温、高抗角斑病、枯萎病、黑星病、白粉病和霜霉病,实现了不同血缘的抗病基因源聚合。新种质“1613”来源于欧洲温室黄瓜与华北刺瓜杂交系,表现强雌,极早熟,耐低温,高抗角斑病和枯萎病、黑星病、白粉病、霜霉病。此外,利用具有野生血缘关系的优良加工抗病品系S452和优良油炸片加工品种大西洋的优势,创造了马铃薯新种质“中薯9408-1”。油炸片色泽为2.5(美国快餐协会标准1 ~ 10,以1为最佳),相对密度(.室内接种鉴定表明,抗马铃薯X病毒,高抗马铃薯Y病毒;马铃薯晚疫病抗性田间鉴定。这将对改变国内马铃薯市场加工品种被国外品种垄断的局面起到重要作用。以上结果表明,利用常规杂交、分离、回交和选择等方法进行蔬菜种质资源的改良和创新仍是目前采用的主要方法,且效果显著。
除上述方法外,近年来还通过花药和游离小孢子培养技术培育出了优良的亲本材料。花药和花粉培养是快速获得优良纯系的有效方法。与常规多代自交相比,具有周期短、效率高、纯系稳定的特点。游离小孢子培养还具有单细胞单倍体、群体大、自然分散性好、不受受体细胞干扰、遗传操作方便等优点,可以快速获得高纯度的双单倍体材料。河南省生物技术研究所在过去的65,438+00年里成功培育和繁殖了8个大白菜品种,推广面积达20万公里。这是小孢子培养技术在蔬菜种质资源创新和遗传育种中的成功范例。此外,连续培养芸苔属、芥菜属、大白菜、大白菜、甘蓝和芜菁的游离小孢子,并获得再生植株(姜武生等,2002)。中国第一个花培甜椒品种海花3号,是海淀植物组织培养技术实验室用日本引进的平安荣光品种通过花药培养育种育成的。辣椒海花1是以保加利亚辣椒为材料,采用花培法选育而成,以花培系为亲本,进一步选育出10多个海丰系列杂交种,在生产上大面积推广。此外,张家口市蔬菜研究所经过多年研究,培育出花卉栽培品种“赛华”,并在生产中推广应用(邹、蒋,2002)。游离小孢子培养和花药培养技术在细胞水平上为蔬菜种质资源的改良、创新和遗传育种开辟了新的途径。
近年来,原生质体培养和体细胞杂交技术也被用于蔬菜种质资源的改良和创新。通过7个融合组合的胡萝卜原生质体融合获得再生植株,并在1个融合组合中成功转育出胡萝卜花瓣状雄性不育系。通过原生质体融合获得了6个优良茄子品种和2个野生茄子远缘种的体细胞杂种植株,并将野生茄子中的抗病基因转移到普通茄子中(李希祥等,2006)。
此外,植物基因工程在蔬菜种质改良和创新方面也取得了一些新进展,如成功控制了蔬菜果实中成熟基因的利用。叶志彪等人利用番茄乙烯形成酶(EFE)cDNA克隆构建反义载体,通过农杆菌Ti质粒转化子叶外植体,将感染的外植体与农杆菌* * *培养,再生出完整的番茄植株。经过测试,引入的标记基因可以传递给后代。这两个转基因株系的EFE活性和乙烯产量明显受到抑制,低于对照(10%)。贮藏试验表明,转基因植株贮藏88 ~ 92天后好果率仍在80%以上,比对照长8 ~ 10倍,而其他性状与原亲本相似(叶志标等,1995)。