鞏雪峰 陳 鑫 雷曉葵 李 紅 許 藝 宋占鋒*
(1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所/蔬菜種質(zhì)與品種創(chuàng)新四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 成都 610066; 2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西南地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 成都 610066; 3.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院, 成都 610066)
辣椒(Capsicum annum L.)是四川重要的經(jīng)濟(jì)作物之一,2018 年種植面積為11.01 萬(wàn)hm2(165.2 萬(wàn)畝)左右,產(chǎn)量267.4 萬(wàn)t,位居全省蔬菜種植面積的第4 位。四川辣椒市場(chǎng)需求量大,除作鮮食蔬菜消費(fèi)外,還可制醬、泡制及干制等,僅郫縣豆瓣醬企業(yè)對(duì)辣椒的年需求量達(dá)200 多萬(wàn)t,促進(jìn)了四川省乃至全國(guó)辣椒產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,而且隨著郫縣豆瓣醬企業(yè)加工產(chǎn)品的豐富以及川菜產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,當(dāng)前市場(chǎng)對(duì)高辣型辣椒原料的需求也在不斷增加,為此亟需選育高辣型辣椒新品種,以滿足市場(chǎng)上加工企業(yè)的需求。
目前,我國(guó)種子市場(chǎng)上銷售的辣椒品種以雜交種為主,普通雜交種制種不僅對(duì)從業(yè)者技術(shù)要求較高,而且是典型的勞動(dòng)密集型行業(yè)。隨著我國(guó)主要制種產(chǎn)區(qū)勞動(dòng)人口數(shù)量的減少和老齡化的加劇,勞動(dòng)強(qiáng)度和效率下降明顯,一定程度上影響了辣椒制種成本和純度,也不利于辣椒產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。為緩解制種對(duì)勞動(dòng)力的過(guò)度依賴、提高制種質(zhì)量,應(yīng)用雄性不育系、保持系及恢復(fù)系三系配套的雜交制種技術(shù),不但有助于減少勞動(dòng)力的投入,還有利于提高雜交種的純度。四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所育成的辣椒自交系2003-12 具有豐產(chǎn)、高辣、坐果集中、制種產(chǎn)量高、配合力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì),為將該自交系轉(zhuǎn)育成胞質(zhì)雄性不育系,用于豐產(chǎn)、高辣、抗病新品種選育和推廣,項(xiàng)目組用胞質(zhì)雄性不育系06-1A 為不育源,以2003-12 為輪回父本,經(jīng)過(guò)多年多代定向選擇,育成胞質(zhì)雄性不育系2003-12A,于2018 年7 月19 日通過(guò)四川省種子站組織的新材料田間技術(shù)鑒定,并利用該不育系,育成豐產(chǎn)性強(qiáng)、辣度高、抗炭疽病的組合X1501,對(duì)高辣型品種選育提供了借鑒。
以胞質(zhì)雄性不育系06-1A 為不育源,該不育系早熟,首花節(jié)位8.9 節(jié),株型直立,較緊湊;株高70.3 cm,株幅79.0 cm;雄蕊退化,花藥瘦縮、干癟、無(wú)花粉,不育性穩(wěn)定。自交系2003-12 為輪回父本,該自交系早中熟,首花節(jié)位11.5 節(jié),株型直立,緊湊;株高49.4 cm,株幅56.3 cm;果實(shí)羊角形,果縱徑19.5 cm,果橫徑2.1 cm,果肉厚0.20 cm,單果質(zhì)量19.1 g;嫩果淺綠色,老熟果鮮紅色,順直,味辛辣。
2011 年夏季,在四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所新都基地以不育系06-1A 作母本、高代自交系2003-12 作父本進(jìn)行測(cè)交,獲得測(cè)交一代(F1)及對(duì)應(yīng)父本自交種。2012 年夏季,將F1和2003-12在新都種植,F(xiàn)1發(fā)生育性分離,不育率41.3%,從2003-12 中選15 個(gè)單株與F1中不育株進(jìn)行回交,分別收取回交后代(BC1)和輪回父本單株自交種;2013 年夏季新都種植BC1和輪回父本單株,發(fā)現(xiàn)BC1代中仍有可育株和不育株,但不同株系不育率有差異,2003-12-2 回交后代不育率最高(55.8%),繼續(xù)從2003-12-2 株系中選取15 個(gè)單株與BC1代中不育株回交,回交后代單株留著,輪回父本單株自交留種;2013 年冬季海南種植,發(fā)現(xiàn)BC2代中仍有部分可育單株,2003-12-2-6 回交后代不育率最高(77.1%),從2003-12-2-6 株系中選取10 個(gè)單株與BC2代中不育株回交,分別收取回交后代種和輪回父本自交種;2014 年夏季新都種植,發(fā)現(xiàn)BC3代中仍然有可育株,而2003-12-2-6-3 回交后代不育率最高,達(dá)88.5%,從2003-12-2-6-3 株系中選取5 個(gè)單株與BC3代中不育株回交,分別收取回交后代種和輪回父本自交種;2014 年冬在海南種植,BC4代中2003-12-2-6-3-2 的回交后代100%不育;2015 年夏季和冬季兩季種植中,用2003-12-2-6-3-2 與不育群體在連續(xù)回交兩代至 BC6代,不育株系性狀與輪回父本2003-12 完全一致,遺傳性狀穩(wěn)定,果實(shí)商品性和豐產(chǎn)性滿足育種需求,定名不育系為2003-12A,保持系為2003-12B。辣椒不育系2003-12A 選育技術(shù)路線見(jiàn)圖1。
在不育系2003-12A 的選育過(guò)程中,逐代對(duì)不育系進(jìn)行花粉育性鑒定,采用目測(cè)和鏡檢相結(jié)合的手段進(jìn)行鑒定。首先,在開(kāi)花期觀察不育株系花粉形態(tài)特征,花藥呈紫色、瘦小、干癟,花藥部分開(kāi)裂,開(kāi)裂后僅有少量花粉(圖2 a);隨后取花粉進(jìn)行TTC 活力檢測(cè),染色后的不育系花粉不著色或著淺色,花粉不具有活力,且花粉粒呈畸形解體狀(圖3 a)。與不育系2003-12A 相比,保持系2003-12B 的花藥呈紫色、飽滿,開(kāi)裂后布滿淺黃色的微小顆粒,花粉粒圓形,內(nèi)含物充實(shí)(圖2 b),經(jīng)TTC 花粉染色反應(yīng)呈粉色,活力高(圖3 b)。從2013 年冬至2015 年冬分別在三亞、成都兩地連續(xù)3 年5 代花粉目測(cè)和鏡檢結(jié)果表明:該不育系不育性遺傳穩(wěn)定,花粉不育度均達(dá)100%,達(dá)到不育系不育性的標(biāo)準(zhǔn)要求。
不育系2003-12A 的熟性為早熟,首花節(jié)位8.8節(jié),從定植到始花一般40 d 左右;植株長(zhǎng)勢(shì)較旺,株型緊湊,平均株高為81.8 cm,平均株幅為66.7 cm。果實(shí)羊角形,果縱徑17.7 cm,果橫徑2.1 cm,果肉厚0.20 cm,單果質(zhì)量21.2 g,坐果性強(qiáng),單株坐果38 個(gè),平均單株產(chǎn)量805.6 g;嫩果淺綠色,老熟果鮮紅色;果面光滑,有光澤,較順直;味辣,適合鮮食及加工。該不育系植株形態(tài)特征如圖4 所示。
田間調(diào)查結(jié)果表明:不育系2003-12A 和保持系2003-12B 抗逆性一致,表現(xiàn)為耐旱、耐澇性中等,對(duì)青枯病抗性中等,較抗蚜蟲(chóng);其抗逆性表現(xiàn)如表1所示。
2015 年夏季,在新都對(duì)不育系2003-12A 進(jìn)行配組,篩選出2 份恢復(fù)系2001-28-2-1-2-1 和2008-7-1-1-1-3,相應(yīng)組合分別為X1501 和X1505,并于2016 年夏季在四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院新都基地對(duì)2個(gè)組合進(jìn)行種植觀察和鑒定。鑒定結(jié)果表明:組合X1501 綜合性狀突出,表現(xiàn)為中熟,定植到始收青椒66 d,始收紅椒102 d,果實(shí)呈小羊角形(圖5),嫩果淺綠色,老果鮮紅色,果縱徑9.3 cm,果橫徑3.4 cm,果肉厚0.15 cm,平均單果質(zhì)量4.8 g,坐果性強(qiáng),單節(jié)著生1 ~2 果,單株最高坐果282 個(gè);田間調(diào)查該組合耐澇性、耐熱性以及對(duì)炭疽病抗性等表現(xiàn)都較強(qiáng)。
組合X1505 綜合性狀一般,表現(xiàn)為晚熟,定植到始收青椒74 d,始收紅椒113 d,坐果性較差,平均單株坐果15 個(gè)左右,果實(shí)呈不規(guī)則羊角形,易彎曲,嫩果橘黃色,老果鮮紅色,果縱徑11.8 cm,果橫徑2.6 cm,果肉厚0.15 cm,平均單果質(zhì)量3.3 g;田間調(diào)查該組合極易感染病毒病。
表 1 2016—2017 年不育系及保持系抗逆性觀察Table 1 Stress tolerance observation of male sterile 2003-12A and maintainer line 2003-12B
通過(guò)三系配套制種,即可實(shí)現(xiàn)降低制種成本,又可提高種子質(zhì)量。因此,利用雄性不育系、保持系及恢復(fù)系三系配套選育新品種,已成為當(dāng)前我國(guó)辣椒育種工作者常用的育種技術(shù)之一。四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所選育的胞質(zhì)雄性不育系2003-12A不育率、不育度均達(dá)100%,其恢復(fù)性好、配合力較強(qiáng),綜合性狀優(yōu)良;通過(guò)該不育系,成功育成羊角椒組合X1501,該組合具有坐果性強(qiáng)、產(chǎn)量高、高辣等特點(diǎn),且對(duì)辣椒炭疽病抗性強(qiáng),應(yīng)用前景廣闊。辣椒胞質(zhì)雄性不育系2003-12A 的選育及優(yōu)良測(cè)交組合X1501 的配制,將為四川省后續(xù)開(kāi)展高辣型三系配套雜交新品種選育打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。