20l4.s 洋葱的育种现状 文/段吉锋 摘要:现阶段我国洋葱种植面积迭22.6万hm2,总产量462.9万吨,居世界第一位,但单产却在20位以后, 说明我国的洋葱育种的研究与发达国家相比还非常落后。本文综述了现阶段国内外洋葱育种的研究进展意在找出我国洋 葱育种中存在的问题,旨为我国的洋葱育种提供一定的指导。 关键词:洋葱;育种 洋葱(onion),百合科(Liliaeeae)葱属中以肉质鳞片和鳞芽构成 鳞茎的二年生草本植物。学名Allium eepa L.,别名葱头、圆葱。起源 于巴基斯坦、伊朗及其以北的山区。16世纪传人美国并演化出多种生 3.我国洋葱的育种的现状 我国洋葱育种的手段主要是以引种、选种及杂交育种为主,通过育 种工作者的努力,已经选育出许多优秀的品种,如:沈阳农业大学育成 态型。日本于1627—1631年开始引人,约在2O世纪初传人中国,洋葱 营养丰富,具有杀菌、降压、降脂、抗哮喘等多种保健功效。 1.我国洋葱种质资源的现状 我国种质资源库搜集洋葱种质材料43份,根据鳞茎形成特性可分 为:普通洋葱(AlliumeepaL.),每株形成一个鳞茎,个体大、品质佳、 多以种子繁殖;按鳞茎皮色又分为:红皮洋葱:鳞茎圆球或扁圆形,紫 红至粉红色,辛辣味较重、丰产、耐贮性稍差,如北京紫皮葱头、西安 红皮洋葱等;黄皮洋葱:鳞茎扁圆、圆球或椭圆形,铜黄色或淡黄色, 如天津荸荠扁、熊岳圆葱等;白皮洋葱:鳞茎较小,多扁圆形,白绿至 微绿色,如新疆的哈密白皮等;分蘖洋葱(A.cepaL.vat.muhiplca- nsBai21ey),每株蘖生多个至十余个鳞茎,大小不规则,铜黄色、很少开花 结实,用分蘖小鳞茎繁殖;顶球洋葱(A.cepaL.vat".vivipammMetz.),通 常不开花结实,仅在花茎上形成7—8个至十余个气生小鳞茎,可供繁殖用; 按鳞茎形成对日照长度的要求可分为长日型和短日型两个生态型。 2.国外育种的现状 2.1杂种优势的利用 利用洋葱雄性不育系及保持系配制杂交种的应用最早源于1936年, 当年JONES和同事ENSWELLER首次从“意大利红”品种中发现了雄 性不育株,其不育性由单个基因与细胞质共同控制。1943年JONES和 CLARKE又发现在不育细胞质中,其可育性可被核基因中显性等位基因 恢复,这一发现仍是目前洋葱杂交种生产的常见理论依据,即CMS系统。 E1一sayed等以不同洋葱品种为材料,利用双列或半双列杂交的方 法研究了洋葱的早熟性、耐贮性和茎粗等性状的杂种优势、基因效应及 配合力分析,研究表明这些性状的遗传同时存在基因的加性与非加性效 应。Galmarini,Arthur研究了洋葱可溶性固形物、干物质、辣味、抗血 小板凝集等性状的相关性,结果表明这些性状间呈显著正相关,在遗传 上存在显著的加性效应。 2.2种间远缘杂交 种间杂交是创造新种质的一条有效途径,国外开展了较多洋葱远缘 杂交的研究工作。2000年首次PelfIcy报道了(洋葱X大葱)后又与洋 葱反复回交的F3群体,该群体形似洋葱,育性正常,且拥有大葱的优 良基因。同年Khrusta leva L也首次报道了以A.roylei为中间材料,利 用染色体组原位杂交的方法(GISH)将大葱的优良基因渐渗人了洋葱 的染色体组中(洋葱x大葱XA.roylei)。 2.3生物技术在洋葱育种上的应用 2.3.1基因图谱构建 Wettasing等建立了一套快速有效的洋葱DNA提取方法,该方法 DNA产量高、降解率低,整个过程只需45 min(分)。荷兰的Siank博 士用扩增片段长度多态性(AFLP)法作成了洋葱的基因连锁图并且找 到了与抗霜霉病基因连锁的分子标记。 2.3.2转基因技术的研究 Fady,Saker等以未成熟胚为外植体,建立了较高频率的再生体系, 并建立了以根癌农杆菌为介导,以gfp和nptII为标记基因的转化体系, 获得了转基因再生植株。 2.3.3组织培养技术的应用 属内种间远缘杂交可向栽培作物输人大量有利性状,但多数远缘杂 交结籽量少,并且有不同程度的杂种不育现象,而用胚拯救和胚珠培养 的方法是解决这一难题的有效途径。Gonzelez等在B5+10%椰汁+20g ・L—l蔗糖+1%琼脂上培养远缘杂交的胚珠,获得了洋葱x大葱、洋 葱XA.vavilovii、洋葱、阿尔泰葱的杂种植株。 的熊岳圆葱、山东省莱阳市蔬菜研究所选育的莱选l3号洋葱等。 我国早在上世纪70年代就采用了激光诱变育种的方法。激光诱变 育种具有作用温和、成活率高;诱变范围广、有益突变多;当代可能发 生遗传突变、育种周期短的优点。至今据统计我国已经用激光育种方法 育成农作物品种38个类型。熊红,李成佐在2000年采用He—Ne激光 和C02:激光辐照洋葱两个品种的种子,采用随机区组设计,重复3 次,利用生物统计与遗传育种相结合的方法,从个体水平上考查激光对 洋葱的诱变效应结果表明:在出苗率、苗重、叶数、须根长、鳞茎横 径、纵径及鲜重等性状表现出不同处理的诱变差异,激光种类不同引起 须根长的变异达到5%的显著差异。2002年任永波,在以上基础上进一 步从净同化率、净光合速率、呼吸速率和蛋白质含量等4个方面研究洋 葱各处理的生物学特性。 为扩大洋葱栽培范围,尤其是提高于旱、半于旱区及盐碱地区的洋 葱适应性,国内已开展洋葱的抗逆育种,把洋葱列为低耐盐作物。肖烃 光等研究了洋葱产籽期的耐盐性,发现鳞茎期要比产籽期耐盐性差。现 也选育出了适宜干旱地区和高山地区栽培的品种(Alsadon.2000,Mani V P 1999)鳞茎期要比产籽期耐盐性差。现也选育出了适宜干旱地区和 高山地区栽培的品种(Alsadon.2000,Mani V P 1999)。 4.对洋葱育种的建议 4.1加强洋葱种质资源引进和研究 近年来引入我国的洋葱有yesgrow(美国)、秀玉丸(日木)等其中 的一些品种为常规品种,可直接应用于生产,可从中发现优良的性状用 于育种,可结合良种繁育从田间直接发现雄性不育株用于雄性不育系和 一代杂种的选育。 4.2明确育种目标 在育种的过程中,除考虑抗病、丰产、产品和成热期一致性等性状 外。还应兼顾其市场需和生产目的,形成明确的不同的选择目标。 4.3常规育种与生物技术育种结合 对雄性不育系的选育可采用分子辅助育种的方法在保证食品安全的 情况下可采用转基因技术获得和提高品种的品质、抗逆性、抗病性、抗 虫性。自1983年第一个转基因植物问世以来,植物基因工程技术的发 展突飞猛进。洋葱转基因体系的研究已有报道,但未见实际应用。应在 洋葱抗抽墓、优质、抗病虫性等方面开展基因工程的研究。我国洋葱的 种质资源丰富,应大力开展洋葱远缘杂交的研究,扩大洋葱的基因库, 应用于洋葱育种。 (作者单位:山东现代职业学院) 参考文献: [1]王建军,候喜林,洋葱育种研究进展,中国蔬菜(china vege— tables)20o3(4):57—59 f2]朱海山,杨正安,洋葱雄性不育性及其应用研究进展,云南农 业大学学报,2006年4月第21卷第2期 [3]Lilly J W,Havey M J.Sequence analysis of chlocuplast intergenic spacer for phylogenetic estimates in Allium section Cepa and a PCR—based polymorphism detectingofmale—.fertile andmale—.sterile cyto—-olasmicTheor Aool Genet 2001.102:78—82 f4]E1一Bayed A M『a]。Atia A A M,El—Hak S H Gad,et a1. Studies on heterosis,gene action and combining ability of some tarits in onion (Album cepeL).Egyptina Jaumal ofl-Iorticulttrre.1999,26(1):BS一95 [5]樊治成,我国葱蒜类蔬菜种质资源和育种研究现状,中国蔬菜 (CHINAVEGETABI|ES)2004(6):38~4l 159