吴然然 林 云 陈景斌 薛晨晨 袁星星 闫 强 高 营 李灵慧 张勤雪 陈 新

江苏省农业科学院经济作物研究所, 江苏南京 210014

绿豆[Vigna radiate(L.) Wilczek]属于豆科(Leguminosae)、蝶形花亚科(Papilionaceae)、豇豆属(Vigna), 是严格的闭花授粉双子叶作物。作为全球(尤其是亚洲)农业系统中的重要杂粮作物[1-2], 绿豆是优质膳食蛋白质、维生素、矿物质和碳水化合物的来源[3-4]。近些年随着我国种植结构调整和农业供给侧结构改革的进行, 绿豆的需求量持续攀升, 但其产量一直相对较低[5]。杂交是提高作物产量的有效手段, 且杂交种具有适应性强、均匀性好、非生物和生物耐受性高等优良性状, 为农业增产做出了巨大贡献[6-8]。玉米是世界上首个利用杂种优势实现商业化杂交种的作物[9-10], 随后在水稻[6]、小麦[11]、大麦[12]、油菜[13]、棉花[14]等多个作物中逐渐建立了杂交育种体系。研究显示, 绿豆杂种优势突出, 利用绿豆品种‘KPS1’与‘Korea 7’等不同组合配制的杂交种在产量上最高可得到40%以上的超亲优势[15]。但由于绿豆是严格的闭花授粉作物, 严重阻碍了其杂种优势利用。

在雌雄同花作物中, 雄性不育材料是杂种利用中的宝贵资源。广义上讲, 雄性不育是指植物不能产生开裂的花药、有功能的花粉或有活力的雄配子[16], 可分为3种类型: (1) 细胞质不育(cytoplasmic male sterility, CMS), 由核基因偶联的线粒体基因引起, 又叫核质互作不育[17], 可应用于“三系法”杂交体系, 但需要可靠的恢复系[18]。(2) 细胞核不育(genetic male sterility, GMS), 仅由核基因引起[19],先前由于较难获得大规模雄性不育母本而在杂交制种中难以应用……