歐陽嫻 白占兵 王日勇 段曉銓 譚放軍 黃 巍 蔣宏華倪向江 馬艷青 周雪平 張戰(zhàn)泓*
(1 湖南省蔬菜研究所,湖南長沙 410125;2 湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院,湖南長沙 410125;3 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,北京 100193)
番茄骨干親本A16來源于國內(nèi)地方優(yōu)異紅果番茄資源B58,通過與國內(nèi)外資源的融合,使其兼具品質(zhì)優(yōu)、抗性好的特點(diǎn),作為骨干親本已選育出13個鉆紅系列番茄新品種,其中有8個品種分別通過了國家非主要農(nóng)作物品種登記。
番茄(Solanum lycopersicum)又名西紅柿、番柿、洋柿子,原產(chǎn)于南美洲安第斯山地帶,現(xiàn)全世界廣泛栽培,是世界上重要的蔬菜作物。
隨著人們生活水平的提高,對番茄的需求量與日俱增,番茄種植面積不斷擴(kuò)大,隨之而來的病蟲害威脅也日趨嚴(yán)重,其中病毒病以暴發(fā)突然、擴(kuò)展迅速、危害性強(qiáng)、無法根治等特點(diǎn),近年來上升為許多番茄產(chǎn)區(qū)的主要病害。在我國已報道引起番茄病毒病的病原菌達(dá)34種,主要有番茄黃化曲葉病毒(TYLCV)、煙草花葉病毒(TMV)、黃瓜花葉病毒(CMV)等(魏林 等,2015;劉勇等,2019),近幾年番茄褪綠病毒(ToCV)(王志榮 等,2016,2018;王雪忠 等,2018)、番茄斑萎病毒(張仲凱 等,2010;李云洲 等,2018)危害趨勢嚴(yán)峻,而且大多數(shù)檢測結(jié)果顯示病毒復(fù)合侵染現(xiàn)象相當(dāng)嚴(yán)重(劉微 等,2018)。另外,細(xì)菌性病害也嚴(yán)重危害番茄生產(chǎn),主要有細(xì)菌性斑點(diǎn)病、青枯病、潰瘍病、瘡痂病等,在田間或大棚內(nèi)濕度大時極易擴(kuò)展蔓延(康華軍 等,2018)。目前我國番茄生產(chǎn)上的主要病害如表1所示。
表1 我國番茄生產(chǎn)上的主要病害種類
培育抗病品種是目前防治番茄病害最經(jīng)濟(jì)、有效的方法,因此創(chuàng)制抗病的番茄骨干親本就成為抗病育種的關(guān)鍵。20世紀(jì)90年代初,湖南省蔬菜研究所開始了番茄育種研究工作,從最初的農(nóng)家品種的收集整理、系統(tǒng)選育,到后來的番茄自交系選育和雜交組合的選配制,至今已選育出13個鉆紅系列番茄新品種(張戰(zhàn)泓 等,2017a,2017b),其中8個通過國家非主要農(nóng)作物品種登記,在湖南及廣西、山東、四川、云南等省大面積推廣示范,這些新品種的選育離不開地方番茄資源材料的搜集和創(chuàng)新利用,以及國內(nèi)外大紅果番茄品種高代株系的應(yīng)用。
湖南省地處我國中南部,番茄栽培歷史悠久,其氣候特點(diǎn)為春秋短、夏冬長、雨澇與干旱并存,極端高溫與長時間寡日照時有發(fā)生(馬艷青 等,2015),雖給番茄生產(chǎn)帶來了很多困難,但也選擇性地產(chǎn)生了一批適合山地種植的特色地方品種。早在1990年,湖南省蔬菜研究所就開始在湖南省張家界、城步、瀏陽、武陵山區(qū)等地搜集地方番茄品種資源,共收集番茄種資資源70份。隨后對收集來的70份番茄種質(zhì)資源進(jìn)行田間種植,對植物學(xué)性狀及生物學(xué)性狀進(jìn)行調(diào)查整理,挖掘出以湘西農(nóng)家番茄品種B58、城步T61、武陵源山地硬果番茄品種A274等為代表的一批地方優(yōu)異資源。其中,湘西農(nóng)家番茄品種B58極早熟,果實(shí)近圓形,單果質(zhì)量150~180 g,果皮韌性好,耐雨水、耐低溫,抗旱能力強(qiáng),產(chǎn)量高。
20世紀(jì)90年代,湖南省蔬菜研究所番茄研究室利用A274×B58選育出早抗1號,又名湘番茄3號,1998年通過湖南省農(nóng)作物品種審定委員會認(rèn)定(張戰(zhàn)泓 等,2003)。利用A132×B58選育出北運(yùn)1號,又名湘番茄4號,1999年通過湖南省農(nóng)作物品種審定委員會認(rèn)定。
為進(jìn)一步挖掘B58的優(yōu)良特性,湖南省蔬菜研究所番茄研究室對B58進(jìn)行提純復(fù)壯,根據(jù)其生物學(xué)性狀和植物學(xué)性狀進(jìn)行系統(tǒng)選擇,選留綜合性狀優(yōu)良的株系,后代中繼續(xù)選留最優(yōu)單株,2002年成功提純復(fù)壯了B58。然后利用B58與大紅果番茄品種齊達(dá)利雜交,以B58作為回交親本,回交兩代,自交兩代,每一代的優(yōu)良株系利用分子標(biāo)記進(jìn)行鑒定,經(jīng)5代系統(tǒng)選育,最終獲得了骨干親本A16。
由表2可知,骨干親本A16與原品種B58差異明顯,在始花節(jié)位、熟性、生長勢、果實(shí)一致性、果形、單果質(zhì)量、果實(shí)硬度等方面均有了較大的改進(jìn)。A16的主要特點(diǎn):中早熟,無限生長類型,生長勢強(qiáng),葉色深綠,果實(shí)一致性好,易坐果,果實(shí)圓形,3~4心室,單果質(zhì)量180~200 g,果實(shí)硬度高,大紅果無綠肩,肉質(zhì)厚,口感好,耐貯運(yùn),果形美觀,抗番茄黃化曲葉病毒病,耐青枯病,綜合抗性強(qiáng),耐低溫,抗旱,適應(yīng)性廣,在育種中配合力強(qiáng)。
表2 A16和B58主要性狀比較
依據(jù)市場需求,湖南省蔬菜研究所番茄研究室充分利用骨干親本A16的優(yōu)良特性,以及國內(nèi)外大紅果番茄品種高代株系,進(jìn)行多個親本聚合雜交、分離選擇,創(chuàng)制優(yōu)異新資源,選育適宜不同地區(qū)、不同茬口的大紅果番茄品種(圖1)。
利用A16與世界蔬菜中心引進(jìn)的中間育種材料雜交,進(jìn)一步優(yōu)選,經(jīng)多代抗病適應(yīng)性篩選純化獲得了自交系材料TM012F、1201a 和T0825-2,然后與其他骨干親本進(jìn)行雙列雜交,分別選育出了優(yōu)良番茄品種鉆紅1號、鉆紅美麗和鉆紅2號。
圖1 骨干親本A16及其衍生自交系系譜
利用A16與美國圣尼斯種子公司的番茄品種7845 F1高代株系進(jìn)行有性雜交,經(jīng)過系統(tǒng)選育,篩選獲得果硬、耐高溫、綜合抗病能力強(qiáng)、配合力強(qiáng)的自交系材料15D14-3-3-1、H1503、H1745和7845F2-2-3-5-4,然后與其他骨干親本進(jìn)行雙列雜交,分別選育出鉆紅佳美、鉆紅1603、鉆紅希瑞、鉆紅4565和鉆紅5424。
利用A16與瑞士先正達(dá)種子有限公司的番茄品種倍盈F1高代株系進(jìn)行雜交分離選擇,篩選獲得耐低溫、坐果能力強(qiáng)、抗葉部病害能力強(qiáng)的自交系材料TM008F 和TM1303,然后與其他骨干親本進(jìn)行雙列雜交,分別選育出鉆紅8號、鉆紅7736和鉆紅美娜。
原始材料B58屬優(yōu)勢農(nóng)家品種,該品種極早熟,抗病性強(qiáng),耐雨水、耐低溫,抗旱能力強(qiáng),綜合性狀較優(yōu)。
骨干自交系A(chǔ)16除遺傳了原始品種B58的主要性狀外,其果實(shí)變大,外觀品質(zhì)更優(yōu),抗病性、抗逆性增強(qiáng),適應(yīng)性廣。
自2014年利用A16選育出代表性品種鉆紅1號以來,湖南省蔬菜研究所番茄研究室一直在直接或間接利用A16,目前已選育出番茄新品種13個,其中有8個品種分別通過了國家非主要農(nóng)作物品種登記(表3)。
表3 登記番茄品種及其編號
番茄骨干親本A16及其衍生物的選育過程采用了分子標(biāo)記輔助育種與系統(tǒng)選育相結(jié)合,加快了育種的步伐,快速鎖定目標(biāo)株系。同時,還應(yīng)用了穿梭育種方法,使其在不同生態(tài)條件和氣候條件下性狀穩(wěn)定,兼具抗病抗逆性強(qiáng)、品質(zhì)優(yōu)異等特點(diǎn)。
我國地域?qū)拸V、幅員遼闊,土壤、生態(tài)類型、農(nóng)業(yè)耕作制度等豐富多樣,因此各地馴化的番茄品種類型也多種多樣(姜俊 等,2018)。湖南因其冬春季低溫寡照和夏秋季高溫高濕的氣候特點(diǎn),為篩選抗病抗逆性強(qiáng)的番茄核心種質(zhì)資源提供了良好的天然場所。優(yōu)異種質(zhì)資源的創(chuàng)制是育種工作的基石。國家也非常重視種質(zhì)資源收集和保存工作,啟動了第3次全國農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集行動,挖掘和搶救了一大批優(yōu)異農(nóng)作物種質(zhì)資源,加快實(shí)現(xiàn)我國從種質(zhì)資源大國向種質(zhì)資源強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變。