四倍体大白菜种质资源创新和系列品种选育.ppt

蔬菜生产技术主讲：王玉海 研究员 ：87652019 E:mail: yuhaiwang1958@四倍体大白菜种质资源创新 和系列品种选育一、研 究 背 景二、研 究 思 路三、技 术 方 案四、实 施 效 果五、主要技术经济指标的先进性六、关键技术及创新点七、推广应用及应用前景八、经济、社会效益一、研究背景大白菜原产中国，是主要蔬菜作物之一，营养价值高，老少皆宜自然界存在的和生产上应用的都是二倍体（2x=20）物种•大白菜育种现状我国大白菜遗传育种总体水平处国际领先，自“六五”以来始终作为国家重大攻关蔬菜作物之一我省在大白菜遗传育种研究方面始终处于国内前列，创制出了系列抗病资源和品种一、研究背景②种质资源少，遗传 背景狭窄，很难实现 育种的突破v 大白菜育种和生产中存在的突出问题1.育种方法单一； 2.高产不优质； 3.病害严重形成 原因解决 方法①育种方法创新②种质资源创新①国内外都采用二倍 体间杂交育种；一、研究背景• 国内外开展大白菜倍性育种的研究进展上世纪50年代开始，国内外育种工作者，相继开展了化学诱变获得四倍体大白菜的研究四倍体有突出的优点：品质优、抗性强；也有其致命缺点：结籽少，种子成本过高。

研究发现结籽少的原因：人工化学诱变使染色体加倍，具有胁迫性,没有进化选择过程，造成减数分裂过程中染色体行为异常，致使结籽少一、研究背景• 我单位在多倍体大白菜育种上的尝试为另辟育种新途径，我单位20世纪80年代末，在国内外率先采用二倍体与四倍体大白菜杂交的育种途径，开展了多倍体育种，结果并未获得三倍体，而是得到了结籽率高、品质优、抗性强的新四倍体这样的结果意味着二倍体材料产生了未减数配子（n=2x=20）,即2n配子 一、研究背景一、研 究 背 景二、研 究 思 路三、技 术 方 案四、实 施 效 果五、主要技术经济指标的先进性六、关键技术及创新点七、推广应用及应用前景八、经济、社会效益报 告 内 容二、研究思路1、研究为什么二倍体与四倍体杂交不能获得三倍体而获得四倍体2、研究2n配子形成机理，建立快速筛选能产生2n配子资源的方法3、模拟四倍体自然进化路径，利用自然进化产生的2n配子,创建四倍体资源选育新品种，解决结籽少的问题一、研 究 背 景二、研 究 思 路三、技 术 方 案四、实 施 效 果五、主要技术经济指标的先进性六、关键技术及创新点七、推广应用及应用前景八、经济、社会效益报 告 内 容三、技术方案二倍体四倍体种子发育的 胚胎学观察明确不能获得三 倍体，而能获得 四倍体的原因×二倍体2n配子形 成的细胞学观察创建四倍体 新种质资源 丰富基因库选育出优质, 抗病、丰产 的新品种一、研 究 背 景二、研 究 思 路三、技 术 方 案四、实 施 效 果五、主要技术经济指标的先进性六、关键技术及创新点七、推广应用及应用前景八、经济、社会效益报 告 内 容（一）明确了二倍体与四倍体杂交不能获得三倍体而获得四倍体 的胚胎学原因四、实施效果三倍体合子胚和胚乳发育败育过程四倍体合子胚和胚乳正常发育过程（二）明确了2n配子发生的细胞学机制二极体途径 形成2n配子三极体途径 形成2n配子2n(2x )配子正常分 裂途径n(x) 配子四、实施效果表1 大白菜二极体、三极体发生频率及2n配子可能发生频率*材料株号二极体频频率 (%)三极体频频率 (%)I*II*2n配子总频总频率 (%)III*BP05815.0855.933.0516.7519.8084.6024.6343.522.6712.5315.2082.4334.5547.552.6513.8516.5083.9441.9031.171.078.549.6188.8751.2748.411.1013.9215.0292.68平均3.4945.322.1113.1215.2386.50252CK0.001.320.000.320.32100.00四、实施效果表2 大白菜三分孢子和二分孢子发生的频率材料株号二分孢孢子 频频率(%)三分孢孢子 频频率(%)由二分子形成2n 配子率(%)由三分子形成2n 配子率(%)2n配子总频总频率(%)BP05815.0555.893.0216.7319.4024.7343.222.7212.4415.1634.5146.992.6213.6616.2841.8330.480.998.349.3351.4247.640.8113.6314.44平均3.5144.842.0312.8914.92252CK0.000.480.000.12 四、实施效果能产生2n配子的部分普通二倍体大白菜资源照片四、实施效果（五）测定2n雄、雌配子的遗传传递率，明确2n配子的利用价值四、实施效果（六）利用能产生2n配子的二倍体与人工诱变成的四倍体杂交获得新四倍体资源（七）利用结籽率高的四倍体材料间杂交获得四倍体新资源 结果：获得新资源92份（三）建立了快速筛选能产生2n配子资源的方法（四）鉴定出了能产生2n配子的二倍体大白菜资源（七）利用结籽率高的四倍体材料间杂交获得四倍体新资源 结果：获得新资源92份利用（六）、（七）两种方法，共创新四倍体种质资源152份。

四、实施效果（八）选育出系列四倍体亲本和品种自1990年开始，历经15年，共选育出优良自交系亲本20个，培育出优质、丰产、抗病的新品种5个这些品种的示范推广，迎合了市场对无公害大白菜新品种的需求，深受种植户和消费者的欢迎四、实施效果多维462四、实施效果选育出的五个四倍体新品种具有抗性强、品质优的特点并且品种间生育期、包球性状、抗病性各异表6所示)品种名称品种特征特性选育时间多维462生育期80天，中晚熟花心型，一般亩产亩产7600公斤，品质优质优 对对病毒病、黑腐病、软软腐病免疫（I），高抗（HR）霜霉病1993-2003多5生育期80天，中晚熟束心型，一般亩产亩产6500公斤以上，商品 性好对对病毒病免疫（I） ，高抗霜霉病（HR），抗黑腐病（ R） ，软软腐病病株率2.0%1994-2004多526生育期60天，早熟花心型，一般亩产亩产4500公斤以上，适口性 好对对病毒病免疫（I），抗霜霉病（R），高抗黑腐病（HR ），软软腐病病株率1.0% 1994-2004多26生育期80天，中晚熟合包型，一般亩产亩产6500公斤以上，商品 性好对对病毒病免疫（I） ，高抗霜霉病、黑腐病（HR） ， 软软腐病病株率3.0% 。

1993-2004多505生育期50天，早熟叠包型，一般亩产亩产3000公斤以上，质质地脆 嫩对对病毒病免疫（I） ，抗霜霉病（R），高抗黑腐病（HR ）， 软软腐病病株率5.0% 1995-2004表6 品种特征、特性及选育时间四、实施效果一、研 究 背 景二、研 究 思 路三、技 术 方 案四、实 施 效 果五、主要技术经济指标的先进性六、关键技术及创新点七、推广应用及应用前景八、经济、社会效益报 告 内 容（一）技术的先进性表7 与当前国内外大白菜四倍体育种技术的比较育种技术品种性能指标应用价值当前国内外 同类研究本 成 果化学诱变加倍 获得四倍体利用2n配子获得 四倍体，实现育 种技术创新优质、抗病、结 籽多，打破结籽 少的瓶颈种子成本与二 倍体相近，实 现了推广应用种子成本高，不 能直接应用优质、抗病 但结籽少项 目五、主要技术经济指标的先进性1、 品质优：质地脆嫩，适口性好596.2510.951.687.8四倍体 多维46235.328.991.269.3二倍体 石绿70叶绿素 总量(mg/g.FW)可溶性蛋白含量 (mg/g.FW)可溶性糖含量 (%)粗纤维 含量(mg/g.FW)品 种表8 相关品质指标对照表五、主要技术经济指标的先进性（二）主要经济指标的先进性（与二倍体品种比较）品 种POD活性 (△470/)SOD活性 (酶单位)脯氨酸含 量(%)电导 率 (%)霜霉 病大区 病指四倍体 多维4620.039261.840.90518.5HR0.11二倍体 石绿700.025453.250.78210.0R0.76表9 相关抗性指标对照表2、 抗性强：栽培中平常年份不用 喷药治病。

五、主要技术经济指标的先进性3、净菜产量高：表10 平均产量比较表4、效 益 好：价格高于二倍体10-30%5、制种方便：四倍体制种区对二倍体无隔离要求品 种毛菜产量净菜产量大区产量折亩产超对照 (%)大区产量折亩产超对照 (%) 四倍体 多维462415.2 7688.84.2352.96535.99.5二倍体 石绿70398.57379.7322.35969.7单位：公斤一、研 究 背 景二、研 究 思 路三、技 术 方 案四、实 施 效 果五、主要技术经济指标的先进性六、关键技术及创新点七、推广应用及应用前景八、经济、社会效益报 告 内 容六、关键技术及创新点1、利用细胞学和胚胎学技术：v阐明了2n配子形成的细胞学机理；v建立了快速筛选2n配子资源的方法；v明确了二、四倍体杂交不能产生三倍体的原因2、利用二、四倍体杂交方法：v创立了获得高结籽率四倍体的育种技术；v解决了四倍体大白菜育种中结籽少的世界性难题3、利用人工杂交和自交,结合细胞学鉴定方法：v在国内外首次发现了能产生2n配子的二倍体大白菜珍贵资源19份；v创制四倍体大白菜资源150余份；v历经15年，采取连续定向选择技术，选育出优良自交系亲本20个；v采用高结籽率的四倍体间杂交技术，选育出优质、丰产、抗病性强的四倍体新品种5个。

一、研 究 背 景二、研 究 思 路三、技 术 方 案四、实 施 效 果五、主要技术经济指标的先进性六、关键技术及创新点七、推广应用及应用前景八、经济、社会效益报 告 内 容七、推广应用及应用前景1、为大白菜育种提供了一条有效的技术途径，被列为我国“十五”、“十一五”期间大白菜两大育种新技术之一2、山东省农科院、天津市农科院等5家单位应用该育种技术，先后开展了大白菜四倍体育种工作本研究为辣椒、小白菜、紫苏、花卉等园艺作物利用2n配子进行倍性育种提供了借鉴3、该成果编入了《园艺植物育种学》教材和《大白菜育种》专著技术应用七、推广应用及应用前景05-07年品种推广面积累计达81.5万亩07年在我省推广面积26.8万亩，占秋播大白菜面积的20.3%除在本省大面积推广以外，还辐射到内蒙古、宁夏、河南、天津等省市08年预计推广面积35万亩以上，应用前景广阔品种应用一、研 究 背 景二、研 究 思 路三、技 术 方 案四、实 施 效 果五、主要技术经济指标的先进性六、关键技术及创新点七、推广应用及应用前景八、经济、社会效益报 告 内 容八、经济、社会效益经济效益(经科技厅指定的审计部门审计)：Ø 新增社会总产值1.54亿元，新增社会纯收益1.38亿元。

社会效益：Ø 丰富了蔬菜遗传育种理论，提高了大白菜育种水平，对巩固和提高我国大白菜育种的国际领先地位有重要的技术支撑作用Ø 优质抗病新品种的应用，对蔬菜产业的提质增效，降低污染，具有重要的促进作用Ø 促进了学科发展和人才队伍建设；在遗传学报、园艺学报等核心刊物发表论文20余篇；培养博士研究生2名，硕士研究生15名。