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辣椒育种技术
辣椒(包括甜椒)(Capsicum spp.)是茄科辣椒属的多年生或一年生作物,2n=24。
果实富含辣椒素、维生素C、维生素A、胡萝卜素等多种营养物质,并有芬芳的辛辣味,果实可炒食、盐腌制酱或碾成辣椒粉,是一种世界性的重要蔬菜和调味品。
一、辣椒的种质资源及分类
辣椒属目前确定的植物种类为27种,其中已利用的12种,未被利用的15种。
主要栽培种有5个:一年生椒(C. annum L.),辣椒属中分化最多;灌木椒(C. frutescens L);亚马逊椒(C. chinense Jacquin);长柄椒(C. baccatum);毛辣椒(C. pubscens)。
Bailey(1923)认为一年生椒和木本椒是同一个种(C. frutescens L),分为5个变种:樱桃椒类(var. cerasiforme Irish);朝天椒类(var. conoides Irish);簇生椒类(var. fasciculatum Irish);长椒类(var. longum sendt);甜椒类(var. grossum Sent)。
我国辣椒主要品种资源有:湘潭迟班椒、云阳椒、潘家大辣椒、中江猪大肠辣椒、华椒17、21牛角椒、伏地尖、河西牛角椒、窑嘴大辣椒、羊角辣椒、雷阳大辣椒、矮脚黄、华椒1号、华椒2号、汉川椒、保加利亚尖椒、矮树早、枞阳“二垄”椒、三洲辣椒、海花3号、农大40、吉农方椒、红旗方椒、茄门、吉椒2号、麻辣三道筋、于洪早椒、同丰16、同丰19、同丰37、大同5号、选丰46、包子椒(甜椒)、铁把黑(甜椒)、巴彦大辣、双富大辣椒、铁皮青大辣椒、一窝猴小辣椒、线辣子、中子粒、8819、二金条、皇椒1号、攸县玻璃椒、邵阳朝天椒、虹豆辣(湘西长线椒)等。
二、育种目标
(一)丰产性
高产一直是优良辣椒品种选育的重要目标。
丰产性是受许多性状影响和制约的数量性状,其中最直接的受产量构成性状的影响。
辣椒的单株产量取决于花数、坐果率、单果重、采收期,同时还受株型、叶量、光合效率以及对环境条件的适应性和抗病性等因素的制约。
国
外多数研究认为,配制杂种一代要以果数型作母本、果重型作父本产量优势才最大。
(二)抗病性
病害是造成辣椒减产、品质下降,甚至绝收的主要因素。
1、抗病毒育种病毒是辣椒病害中较严重的病原,发病植株表现为花叶、叶片皱缩、畸形、鞋带状,严重的植株矮化,甚至引起系统坏死,导致辣椒产量严重下降以致失败。
Sciumbato(1973)曾报道两次接种病毒的实验结果:辣酱椒因接种SLTMV分别减产38%和22%;甜椒因TEV分别减产23%和21%,因CMV分别减产97%和61%。
由于世界各国病原病毒发生情况不一致,故抗病毒育种的侧重点也不一样。
我国以TMV和CMV发病率高,危害最大,故抗TMV 和CMV是我国现阶段抗病育种的主攻目标。
2、抗疫病育种疫病是一种严重危害辣椒生产的世界性病害。
在辣椒生育期的各个阶段、在各个器官上均可发生寄生。
“八五”期间,我国已将抗疫病作为辣椒抗病育种的目标。
我国当前种植的尖辣椒一般抗病性较强,甜椒多不抗病,染病轻的品种有长春尖椒、日本黑椒、保加利亚辣椒、茄门甜椒、牟农一号甜椒、细线椒等。
3、抗其他病害育种经过研究,国外育种工作者在野生资源中发现了抗白粉病、黄萎病、番茄斑枯病、细菌性斑点病、果腐病等抗病材料。
针对这些病害开展抗性育种,也应是某些地区的育种目标。
另外,青枯病、疮痂病、炭疽病等也是辣椒的重要病害,抗病育种也应注意。
(三)品质
1、果实的营养品质维生素C、可溶性糖、干物质的含量、矿质营养元素等主要决定着辣椒的营养品质。
我国“八五”期间育成的辣椒品种要求维生素C含量每100g鲜重高于70mg,甜椒维生素C 含量每100g鲜重高于65mg。
2、果实的辣味和风味辣椒的辣味由辣椒素引起,辣椒素含量是辣椒果实风味品质的主要指标。
不同的辣椒品种其辣椒素含量差异比较大。
辣椒的风味是由果实中几种数量很少的芳香物质所致。
甜椒的重要风味成分是2-异丁基-3-甲氧基丙嗪,这种成分极香,在果实
的外皮中浓度最高,横壁和胎座中较少,种子中没有。
热处理会破坏部分风味成分。
3、果实的商品品质商品品质由单果重、果长、果宽、果肉厚及可食用比率等构成。
一般果实较大、形状及大小较一致、具光泽、质地紧密、果肉厚的辣椒耐运输,较抗果顶腐烂病。
(四)熟性
为了达到周年均衡供应,辣椒生产也要求早中晚熟品种配套。
过去一段时间,由于蔬菜春淡季明显,早熟辣椒效益好,育种工作者曾把早熟作为一个重要的育种目标。
但是早熟品种由于主要强调早,相对忽略了生育期短、受自然因素影响,产量较低、品质也较差等问题。
随着交通运输业的发展,早熟品种的优势不再那么明显,选育适于延后栽培、耐贮运的品种是辣椒育种新目标。
三、主要性状遗传特性
辣椒的农艺性状可分为质量性状和数量性状,前者是少数基因控制,性状表现为不连续、易于进行分组,且大都不受环境条件影响;后者是那些由微效多基因控制,性状表现为连续,不以分组,易受环境条件影响,这两类性状处分是相对的。
(一)辣椒质量性状遗传
1、茎叶性状遗传
Greenleaf等报道,圆叶对正常叶为隐形突变,其基因减小叶片长度,但不减小叶片的宽度。
Yagishita等研究了通过嫁接诱导的多分枝性的遗传,认为多侧枝和多节是隐性性状。
茸毛对光滑是由两对等位基因控制的,非等位基因见互作表现为抑制作用。
2、果实性状遗传
果实丛生性和果实着生方向是辣椒机械化采收的两个重要性状。
实验表明辣椒单生和互生是由一对基因控制,单生对互生为显性,果实着生方向由两对基因控制,它们间有特殊的显性、隐形和上位性作用。
3、抗病性遗传
TMV侵染植株时,一部分会产生局部坏死斑,另一部分则会产生系统病斑,即花叶,前者对后者为显性,是由单基因控制的显性性
状。
辣椒对CMV的抗性是可以遗传的,抗性为隐形,由単隐性基因控制。
辣椒疫病是世界上许多国家辣椒生产上的主要病害之一。
对辣椒疫病抗性的遗传现今有三种不同的观点:一是由单基因控制;二是由寡基因控制;三是由多基因控制。
有研究认为是显性遗传,也有的认为是隐性遗传。
可见对疫病的遗传尚待更深入研究。
(二)辣椒数量性状遗传
1、植株性状遗传
植株株高受加性和非加性效应控制,其遗传控制以显性效应和显性与显性互作效应为主,加性效应比显性效应更重要。
植株开展度受加性和非加性效应控制,超显性起重要作用。
2、果实性状遗传
果形指数的遗传力较高,遗传稳定,有少数几个基因控制;果长主要受基因加性效应控制,至少有一对基因控制果长;果宽主要受基因加性效应控制;在果肉厚度遗传变异中,加性效应起主要作用;果单重仅由加性效应和显性效应控制,显性性质为部分显性。
3、抗病性遗传
植株抗病性主要与双亲有关,可根据要求,选择一般亲和力较高的亲本。
四育种途径
(一)选种辣椒为常异花授粉植物,连续自交通常不易引起生活力衰退,因而在选育新品种时,也常采用单株选择法或母系选择法,但单株选择的次数要多一些。
在品种纯化时,根据种子繁殖系数的大小和生产对需要的缓急情况,可采用多次单株选择法或多次混合选择法。
辣椒是常异交蔬菜,天然异交率较高,因此辣椒选种常用此法。
(二)杂交育种
1、亲本的选择:总的原则是以育种目标性状为主。
选择育种目标性状优良的品种或类型为亲本;优先考虑数量性状和综合性状;亲本应具备较多的优良性状,较少的不良性状,并且不存在对后代影响较大的劣性性状;根据品种的基因型、育种值、传递力、配合力进行选择;优先选择珍稀或当地的优良品种,慎重利用野生和半野生类型。
2、亲本选配原则:亲本间优缺点互补;考虑主要经济性状的遗传规律;根据生态地理起源选配组合;选拔优选率最高的组合;选用性状有母性遗传倾向的亲本做母本;应考虑品种的育性和交配亲和性;考虑杂交效率。
3、杂交的步骤和方法:花粉的采集和贮藏;杂交母株和花朵的选择;去雄和隔离;授粉和挂牌;杂交后的管理;杂交种子的采收和处理。
(三)优势育种
辣椒杂种一代具有明显的杂种优势,优良组合可以比对照品种增产30%-40%以上,并且有早熟、抗病、优质等优点。
(四)利用雄性不育性选育
利用雄性不育性选育辣椒一代杂种,可以减少制种时昂贵的单花人工去雄授粉手续,配制的杂种一代比常规品种和纯系品种有更高的生活力和田间生产的一致性。
(五) 诱变育种
利用射线诱变育种,结果难以预测,植株发生的变异往往朝着不利的方向发展,而且工作量大,这些都有待解决。
五、小结
随着辣椒研究的深入和生物技术等各项具体技术日益完善与成熟,辣椒的育种将会越来越广泛,育种的周期有望大幅度缩短,育种工作者将更可能地按生产需要创造新材料、新品种。
参考文献
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