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淺談我國茄子遺傳育種研究進展
摘要:闡述了茄子生產(chǎn)現(xiàn)狀,并從種子資源研究與創(chuàng)新、抗病育種、抗逆育種、生物技術(shù)育種、分子標記輔助育種等方面論述了茄子育種研究進展,以供參考。
關(guān)鍵詞:茄子;生產(chǎn)現(xiàn)狀;遺傳育種;研究進展
茄子(Solanum melongena L.)是茄科茄屬作物,起源于亞洲東南亞熱帶地區(qū),古印度為最早馴化地[1]。我國栽培茄子歷史悠久,栽培的類型品種繁多,一般認為中國是茄子第二起源地。近年來我國在茄子種質(zhì)資源的評價、育種材料的創(chuàng)新、新品種選育、遺傳規(guī)律、育種技術(shù)和方法的研究等方面都取得了進展,現(xiàn)作簡要描述,供參考討論。
1茄子生產(chǎn)現(xiàn)狀
1.1茄子種植現(xiàn)狀
東南亞是世界茄子種植面積最大的地區(qū),中國是世界最大的茄子生產(chǎn)國。據(jù)FAO年鑒的統(tǒng)計資料,2004年全球茄子收獲面積為170.1萬hm2,總產(chǎn)量為2 984萬t;我國收獲面積為70.6萬hm2,總產(chǎn)量為2 175.5萬t,分別占世界收獲面積和總產(chǎn)量的1/2左右[2]。我國茄子種植面積最大的6個省依次是山東、河南、河北、四川、湖北、江蘇。
1.2茄子品種分布
長期以來,由于各地消費習(xí)慣及生態(tài)氣候不同,茄子栽培品種形成了不同生態(tài)類型和市場消費區(qū)域,特別是商品外觀品質(zhì)必須符合當?shù)氐南M習(xí)慣才能被接受。如東北地區(qū)種植的茄子品種以紫黑色長茄為主,華北地區(qū)以紫黑色大圓茄為主,西南的四川、重慶及湖北等地的茄子品種有紫黑色長茄和紫紅色長茄,而江浙一帶以紫紅色線茄種植面積較大,山東是我國茄子種植第一大省,其茄子品種類型較多,南北多種類型均有種植。華南地區(qū)(廣東、海南、廣西)及與之相鄰的福建、湖南、江西的部分地區(qū)以深紫紅色長茄為主[3]。
1.3茄子設(shè)施栽培情況
目前我國的茄子生產(chǎn)已經(jīng)實現(xiàn)了周年供應(yīng)。長江中下游及其以南地區(qū)形成了塑料棚、地膜、遮陽網(wǎng)三元覆蓋型周年系列化保護栽培體系;黃淮海平原地區(qū)形成了高效節(jié)能型日光溫室、塑料棚、地膜、遮陽網(wǎng)四元覆蓋型周年系列化保護栽培體系;東北、西北、內(nèi)蒙古及山西的大部分地區(qū),形成了高效節(jié)能型日光溫室、塑料棚、地膜三元覆蓋型周年系列化保護栽培體系;在山東壽光,十幾年來利用日光溫室保護,對茄子反季實施秋冬茬、越冬茬、冬春茬大面積栽培。
2茄子育種研究進展
2.1種質(zhì)資源研究
我國茄子種質(zhì)資源十分豐富,是目前保存茄子種質(zhì)資源最多的國家!捌呶濉(1986~1990年)期間茄子入庫 1 013份,“八五”末增加到1 452份,占蔬菜入庫總數(shù)的 5.29%,至2008年底國家種質(zhì)庫共存茄子品種資源1 601份[4]。茄子種質(zhì)資源收集工作一直在持續(xù),對遺傳和育種工作具有重大意義。
冉進等[5]利用RAPD技術(shù)對來源于國內(nèi)外的53份茄子種質(zhì)資源進行了遺傳多樣性分析,將參試種質(zhì)分為五大類群。聚類結(jié)果與傳統(tǒng)分類并不完全一致,與地理分布沒有聯(lián)系。毛偉海等[6]采用ISSR標記將57個南方長茄品種劃分為6個類群,并認為聚類結(jié)果與來源和果色均無關(guān)系。易金鑫[7]對108份我國茄子主要地方品種和35份主要選育品種進行了基于形態(tài)性狀和RAPD/SSR標記的遺傳多樣性研究,結(jié)果表明地方品種遺傳多樣性高于選育品種,聚類分析表明,地方品種和選育品種都可分為4個類群,并在多變量對應(yīng)分析中得到驗證。龔亞菊等[8]對從云南省各地收集的103份茄子種質(zhì)資源進行觀察,發(fā)現(xiàn)云南茄子類型豐富,24份野茄大多生長在西雙版納、思茅、紅河等南部濕熱地區(qū),多為半栽培種和近緣野生種,未見病害發(fā)生,表現(xiàn)出較強的抗病性。
2.2種質(zhì)資源創(chuàng)新
2.2.1雄性不育材料的創(chuàng)新。張先清[9]研究了茄子功能性雄性不育系的可利用性,結(jié)果表明不育組合產(chǎn)量優(yōu)勢明顯,試驗鑒定出性狀穩(wěn)定、整齊度高、不育性強、配合力好的不育系。田時炳等[10]利用引進茄子功能型雄性不育系材料UGA1-MS,采用雜交、回交與系譜選擇相結(jié)合的方法獲得不育性穩(wěn)定的功能型雄性不育系3份,其不育株率都在98.0%以上,并篩選出配合力強、性狀整齊、可供利用的強恢復(fù)系,其平均恢復(fù)度分別為90.3%、92.9%、91.8%,實現(xiàn)了不育系與恢復(fù)系的配套。劉選明等[11]利用自然條件下獲得的雄性不育材料正興1號開展茄子雄性不育株和可育株的胞DNA和核DNA差異分析,研究結(jié)果初步表明新發(fā)現(xiàn)的茄子雄性不育可能是核質(zhì)相互作用所引起。
2.2.2單性結(jié)實材料創(chuàng)新。劉富中等[12,13]發(fā)現(xiàn)和獲得了在低溫下可自然結(jié)果、形成無籽果實的圓茄單性結(jié)實材料,并選育出優(yōu)良的單性結(jié)實自交系;證明誘導(dǎo)單性結(jié)實基因表達的溫度在7~15℃,在此溫度范圍內(nèi),其坐果率為88.9%~100.0%,且果實發(fā)育正常,果實內(nèi)無種子;同時對茄子單性結(jié)實性的鑒定方法進行了研究,為選育出耐低溫、適宜保護地和露地早春栽培、優(yōu)質(zhì)無籽或少籽茄子品種奠定了基礎(chǔ)。田時炳等[14,15]在高代分離材料中獲得了長棒型、黑紫色、耐低溫單性結(jié)實材料,經(jīng)多年自交選育出了單性結(jié)實性較強的純系,對茄子單性結(jié)實性的遺傳分析,認為單性結(jié)實性狀可能受1組隱性基因控制,屬隱性遺傳。肖蘊華等[16]在茄子種質(zhì)資源田間耐寒性鑒定中,在地方品種中發(fā)現(xiàn)了耐寒性強的單結(jié)實株,選育出單性結(jié)實性能穩(wěn)定且園藝性狀優(yōu)良種質(zhì)材料,其與非單性結(jié)實茄子品種配制1代雜種也都表現(xiàn)為單性結(jié)實。
2.2.3抗黃萎病種質(zhì)資源創(chuàng)新。劉君紹等[17]以茄子幼苗莖尖為外植體,進行茄子抗黃萎病突變體的離體篩選,建立了一套茄子抗黃萎病突變體離體誘變篩選技術(shù)體系,并獲得1株中抗黃萎病突變體。
2.3抗病育種
2.3.1青枯病抗病遺傳與育種。劉富中等[18]對304份茄子種質(zhì)資源進行抗青枯病苗期人工接種鑒定,篩選出免疫材料10份、高抗材料51份、抗病材料35份、中抗材料32份、感病或高感材料176份,分別占鑒定材料的3.3%、16.8%、11.5%、10.5%和57.19%,茄子野生近緣種Solanum sisymbriifolium和S.torvum對青枯病有較強的抗病性,可作為茄子青枯病的抗源材料;獲得4份抗青枯病的種間體細胞雜種。茄子對青枯病的抗性遺傳較為復(fù)雜,主要由多基因控制。封林林等[19]對茄子青枯病抗性的遺傳分析表明,茄子對青枯病的抗性遺傳規(guī)律符合“加性/顯性”效應(yīng)模型,遺傳效應(yīng)中同時存在加性效應(yīng)、顯性效應(yīng)和反交效應(yīng),但以加性效應(yīng)為主。茄子對青枯病的抗病性表現(xiàn)為隱性,感病性表現(xiàn)為部分顯性,這表明茄子對青枯病的抗性遺傳較為復(fù)雜,由多個微效基因較少的主效基因和細胞質(zhì)基因共同控制。李海濤等[20,21]研究表明,茄子抗青枯病材料112-8及1934的抗性具有不完全顯性遺傳的特性,且前者對青枯病的抗性遺傳是由1~2個基因控制的,其中只有1個基因起主導(dǎo)作用;后者的抗性基因是2個或2個以上基因,并且有2個基因起主導(dǎo)作用。
2.3.2黃萎病抗病遺傳與育種。莊勇和王述彬[22]對6個茄子近緣種
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