張德雙 汪維紅 張鳳蘭 趙岫云 余陽俊 于拴倉 徐家炳 盧桂香

（北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心，北京 100097）

大白菜（Brassica campestrisL. ssp.pekinensis）是一種重要蔬菜，隨著人民生活水平的提高，其消費模式也在悄然發(fā)生變化。大白菜的品質(zhì)、色澤等日益受到消費者的青睞。大白菜球內(nèi)葉顏色豐富多彩，主要有：白色、黃色、橘紅色。白心品種為大白菜主要心色；黃心品種主要為日韓推出的春種品種；橘紅心品種作為特色品種，VC含量高，滿足了人們對大白菜品質(zhì)的要求，豐富了大白菜品種的多樣性。目前，還沒有紫色大白菜品種的報道。有關(guān)紫色大白菜中間材料的創(chuàng)造和篩選，孫日飛等（2006）采用大白菜與芥菜種間雜交，獲得紫色大白菜種間材料；張德雙等（2007）采用多份大白菜與紫色普通白菜（小白菜）雜交，得到了 2份紫色的大白菜中間材料；張明科等（2008）通過大白菜與紫菜薹變種間雜交、連續(xù)回交，篩選得到 5株紫色的中間材料。紫色品種的紫紅色是由花青素類物質(zhì)所致，因此，紫紅色大白菜不但顏色誘人，而且因為花青素類物質(zhì)的抗氧化作用使其可能具有一定的保健作用（孫日飛 等，2006）。紫色普通白菜品種紫羅蘭已經(jīng)推出幾年了，在國內(nèi)有一定的種植面積，為紫色大白菜品種的選育提供了可能。紫色大白菜品種的育成將為大白菜家族增添花色品種，為市民提供更多選擇。

有關(guān)大白菜橘紅色、紫色遺傳規(guī)律的研究已有報道。張德雙等（2003）利用普通大白菜和球內(nèi)葉橘紅色的大白菜品種雜交，研究了橘紅色球色和橘紅色花色的遺傳規(guī)律，結(jié)果表明橘紅色球色對白色為隱性，為質(zhì)量性狀，由1對隱性基因控制；橘紅色花對黃花由1對隱性基因控制；橘紅色球色和花色具有相關(guān)性，完全連鎖。孫日飛等（2006）經(jīng)初步研究認(rèn)為，來自芥菜的紫紅色基因與控制黃色、橘紅色的基因遺傳表現(xiàn)相反，表現(xiàn)為顯性；張明科等（2008）以紫菜薹與大白菜雜交，發(fā)現(xiàn)大白菜紫色性狀屬于數(shù)量性狀，為 1對主基因控制的部分顯性遺傳，并呈現(xiàn)出劑量效應(yīng)，可能還受到微效基因和環(huán)境條件的共同影響。張德雙等（2011）通過大白菜與紫色普通白菜變種間雜交，初步研究認(rèn)為葉片紫色對綠色受 1對遺傳基因控制，紫色對綠色為顯性，決定葉片紫色的基因具有累加效應(yīng)。本試驗擬在明確了大白菜橘紅色、大白菜紫色1對基因遺傳規(guī)律的基礎(chǔ)上，以球內(nèi)葉橘紅色的大白菜和外葉紫色的普通白菜雜交獲得的 F1、F2、BC1、BC2世代為材料，探討大白菜橘紅色和紫色 2對基因的遺傳規(guī)律，以期盡快獲得橘紅色-紫色大白菜育種材料，為今后選育出橘紅色-紫色大白菜奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選用球內(nèi)葉橘紅色的大白菜（09-680）和外葉紫色的普通白菜（09N-742）（均由北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心大白菜課題組提供）雜交，獲得F1；再以F1為母本分別與雙親雜交，獲得BC1和BC2回交世代；同時，F(xiàn)1自交得到F2。以上6個世代于2010年8月4日播種于本中心空調(diào)溫室50孔穴盤中，8月31日定植到大棚，3次重復(fù)，株距50 cm，行距40 cm，澆水、施肥等田間管理同大白菜普通栽培品種。

1.2 試驗方法

9月19日調(diào)查大棚中6個世代共1 018株植株的外葉顏色，外葉綠色、紫色主要以肉眼觀測為主。紫色植株的主要表現(xiàn)分為 4種：葉色與外葉紫色的普通白菜親本基本一致，葉色較外葉紫色的親本略淺，葉色分布不均（葉片雖為紫色，但可以看見綠色），葉色以葉脈紫色為主。11月中旬，縱剖葉球、橫切大白菜根部，肉眼觀測球內(nèi)葉和根部顏色。橫切大白菜根部，球內(nèi)葉橘紅色的植株根部切面也表現(xiàn)為橘紅色，球內(nèi)葉非橘紅色的植株根部切面表現(xiàn)為白色。

2 結(jié)果與分析

由圖1可見，大白菜品種09-680外葉綠色，球內(nèi)葉橘紅色，葉球疊抱，筒形；紫色普通白菜品種09N-742外葉正面紫色，光澤很強(qiáng)，內(nèi)葉為非橘紅色，不結(jié)球；09-680與09N-742雜交，F(xiàn)1外葉正面紫色，但紫色明顯弱于09N-742，球內(nèi)葉為非橘紅色，半結(jié)球。

圖1 親本和F1球內(nèi)葉、外葉顏色比較

對外葉葉色性狀的調(diào)查發(fā)現(xiàn)（表1），球內(nèi)葉橘紅色的大白菜與外葉紫色的普通白菜雜交，F(xiàn)1外葉均為紫色；在F2群體中，外葉紫色植株與綠色植株的比例約為3∶1；在BC1群體中，外葉紫色植株與綠色植株的比例約為1∶1；而在BC2群體中，全部單株外葉均為紫色。經(jīng)x2測驗證明，球內(nèi)葉橘紅色的大白菜和外葉紫色的普通白菜雜交后代葉色紫色對綠色受 1對遺傳基因控制，紫色對綠色為顯性（張德雙 等，2011）。

對球內(nèi)葉葉色性狀的調(diào)查發(fā)現(xiàn)（表2），球內(nèi)葉橘紅色的大白菜與外葉紫色的普通白菜雜交，F(xiàn)1球內(nèi)葉均為非橘紅色；F2群體中，球內(nèi)葉非橘紅色與橘紅色的比例約為 3∶1（x2=0.01＜x20.05=3.841）；BC1群體中，球內(nèi)葉非橘紅色與橘紅色的比例約為1∶1（x2=0.391＜x20.05=3.841）；而在BC2群體中，全部單株球內(nèi)葉均為非橘紅色。經(jīng)x2測驗證明，球內(nèi)葉橘紅色的大白菜和外葉紫色的普通白菜雜交后代球內(nèi)葉橘紅色由1對隱性等位基因控制。

表1 球內(nèi)葉橘紅色的大白菜×外葉紫色的普通白菜各世代外葉顏色表現(xiàn)

表2 球內(nèi)葉橘紅色的大白菜×外葉紫色的普通白菜各世代球內(nèi)葉顏色表現(xiàn)

由表3可見，若以球內(nèi)葉橘紅色和外葉紫色2個性狀為統(tǒng)計對象，球內(nèi)葉橘紅色的大白菜與外葉紫色的普通白菜雜交的 F1均為非橘紅心-紫色；在 F2群體中，存在 4種類型的基因型：非橘紅心-紫色、非橘紅心-非紫色、橘紅心-紫色、橘紅心-非紫色（圖2），4種基因型之比為166∶50∶51∶22；在BC1群體中，非橘紅心-紫色∶非橘紅心-非紫色∶橘紅心-紫色∶橘紅心-非紫色的比例為 63∶60∶70∶63；而在 BC2群體中，全部單株均為非橘紅心-紫色。經(jīng)x2測驗證明，球內(nèi)葉橘紅色的大白菜和外葉紫色的普通白菜雜交，F(xiàn)2中非橘紅心-紫色∶非橘紅心-非紫色∶橘紅心-紫色∶橘紅心-非紫色的比例接近9∶3∶3∶1（x2=1.442＜x20.05=7.815）；BC1群體中，非橘紅心-紫色∶非橘紅心-非紫色∶橘紅心-紫色∶橘紅心-非紫色的比例約為1∶1∶1∶1（x2=0.844＜x20.05=7.815）。表明大白菜球內(nèi)葉橘紅色和外葉紫色為2對獨立的遺傳基因，互不連鎖，分別存在于不同染色體上。理論上，16株F2中有3株既是橘紅心又是紫色的植株，獲得橘紅心-紫色植株的概率為18.75%，基因型為ororPr-，包括ororPrPr和ororPrpr兩種基因型，二者的比例為1∶2，所以獲得純合橘紅心-紫色基因型ororPrPr的概率為6.25%。

表3 球內(nèi)葉橘紅色的大白菜×外葉紫色的普通白菜各世代球內(nèi)葉和外葉顏色表現(xiàn)

圖2 F2群體中4種基因型球內(nèi)葉、外葉顏色比較

3 結(jié)論與討論

從現(xiàn)象入手揭示事物遺傳規(guī)律的本質(zhì)，再利用這些規(guī)律獲得新的成果是科學(xué)研究的真諦所在。揭示性狀遺傳規(guī)律不僅有助于新品種的選育，也有助于深入地挖掘控制重要性狀的基因。本試驗通過揭示大白菜球內(nèi)葉橘紅色和外葉紫色 2對基因的遺傳規(guī)律，研究如何將這兩種性狀聚集在一起，達(dá)到拓寬大白菜育種資源，進(jìn)而選育出高營養(yǎng)品質(zhì)的橘紅心-紫色大白菜新品種的目標(biāo)。

本試驗中，球內(nèi)葉橘紅色的大白菜×外葉紫色的普通白菜的 F2群體中非橘紅心-紫色、非橘紅心-非紫色、橘紅心-紫色、橘紅心-非紫色4種基因型的比例接近9∶3∶3∶1；BC1群體中這4種基因型的比例接近1∶1∶1∶1。因此，大白菜球內(nèi)葉橘紅色和外葉紫色為非連鎖、互為獨立遺傳、自由組合的2對基因，并分別位于不同的染色體上。橘紅心or基因已經(jīng)定位在A基因組1號染色體末端（于仁波 等，2008；Zhang et al.，2008），據(jù)此推斷，來源于紫色普通白菜的紫色基因不在A基因組1號染色體上，而是在除1號染色體以外的其他染色體上?，F(xiàn)已證明，該基因存在于A基因組2號染色體的末端（汪維紅 等，2011）。該結(jié)論與張明科等（2008）的研究結(jié)果不同，張明科等（2008）初步推斷，來源于紫菜薹的紫色性狀主基因位于大白菜 1號染色體上。因此，筆者初步認(rèn)為，來源于紫色普通白菜和紫菜薹的紫色基因為不同的基因。

本試驗結(jié)果表明，F(xiàn)2群體獲得橘紅色-紫色基因型ororPr-的概率為 18.75%，而獲得純合橘紅色-紫色基因型ororPrPr的概率為6.25%，該結(jié)論為獲得集橘紅色和紫色于一體的純合橘紅色-紫色基因型ororPrPr的大白菜中間材料提供了依據(jù)，有助于盡快選育出橘紅色-紫色大白菜新品種。

分子標(biāo)記技術(shù)已經(jīng)成為大白菜常規(guī)育種的有效輔助工具。大白菜基因組測序工作已經(jīng)完成，利用開發(fā)的 SSR、InDel等分子標(biāo)記輔助選擇系統(tǒng)可以加快橘紅色-紫色大白菜新品種的選育進(jìn)程。目前，通過已建立的大白菜橘紅色（Zhang et al.，2008；Feng et al.，2010）和紫色分子標(biāo)記（郁有健 等，2009；汪維紅 等，2011），在苗期預(yù)先選留純合的橘紅色-紫色基因型單株，再經(jīng)過多代自交，即可以獲得綜合性狀穩(wěn)定遺傳的橘紅色-紫色育種材料，再利用橘紅色-紫色的雙親雜交，即可以獲得大白菜橘紅色-紫色雜交種，該品種表現(xiàn)為外葉紫色，球內(nèi)葉橘紅色，品質(zhì)好，特別是含有高VC、高β-胡蘿卜素和較高花青素。

基于橘紅心大白菜適于涼拌、做湯，同時紫色大白菜的花青素易溶解于水等特點，因此，橘紅色-紫色大白菜更適合涼拌、做湯等，既能保證VC不降解，花青素少溶解，又能保證大白菜的美觀、漂亮，因此小棵型、速生的娃娃菜、快菜等大白菜品種更適于選育成橘紅色-紫色。

孫日飛，張淑江，章時蕃，李菲.2006.紫紅色大白菜種質(zhì)的創(chuàng)新研究.園藝學(xué)報，33（5）：1032.

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于仁波，于拴倉，戚佳妮，張鳳蘭，余陽俊，趙岫云，張德雙.2008.大白菜SSR錨定標(biāo)記分子遺傳圖譜的構(gòu)建.園藝學(xué)報，35（10）：1447-1454.

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