紫橙色大白菜       张鲁刚供图

黑枸杞、葡萄、蓝莓、桑葚等食物因含有非常丰富的花青素而备受喜爱，人们看中的是花青素具有很强的抗氧化作用。而研究了几十年白菜的西北农林科技大学白菜育种专家张鲁刚把花青素与白菜融为一体，给白菜赋予了新的价值。

“大白菜是我国主要蔬菜作物之一，也是我国人民日常生活的必备蔬菜，从大白菜育种开始，我就一直想，要是把大白菜的营养品质提高，这会对人民生活有很好的帮助。”张鲁刚在接受《中国科学报》采访时表示。

这次，他成功培育出全球首个紫橙色大白菜种质材料，填补了国内外紫心大白菜和紫橙色大白菜种质缺乏的空白。相关研究成果日前发表在Horticulture Research。

十年海选“无中生有”

为增加大白菜功能性营养成分，张鲁刚做了很多努力。

早在2004年，张鲁刚团队就育成了富含类胡萝卜素的“金冠1号”、“金冠2号”橙色大白菜，先后获得3项发明专利。目前，他们的主要大白菜自交系已经全部培育成橙色叶球大白菜，一大批橙色大白菜新品种育成，正在登记推广。

后来，花青素的兴起激发了育种家的畅想，培育出富含花青素的紫色大白菜成为张鲁刚团队的重要目标。然而，由于大白菜中没有紫色资源材料，要想“无中生有”异常困难，他们考虑从其他材料中引进紫色性状。

当时，有两种途径选择：一种是远源物种，如紫色甘蓝等，其紫色叶球与大白菜相似，但这存在远缘杂交的三大障碍；另一种是亚种间材料紫菜苔，这个虽然不存在杂交问题，但紫菜苔与大白菜性状差异非常大，选择难度高。

“经过认真思考，我们采用了大白菜与紫菜苔的杂交途径。”张鲁刚说，但是紫心大白菜这个培育过程极为不顺，“紫菜苔不结球、容易抽薹、紫色性状分布在茎表面等都是难点，而我们的目标是正常结球、外叶绿色生长正常、球叶紫色”。

从1999年到2008年，经过10年不断地重复尝试、大量选择，这些问题一一攻克，最终团队获得了紫心大白菜稳定自交系，并申请获得了国家发明专利。

“双剑合璧”营养价值更高

紫橙色大白菜的研究源于张鲁刚的一个偶然的想法。“如果把橙色大白菜与紫心大白菜聚合在一起会碰撞出怎样的‘火花’呢？”

这种做法国内外还没有报道。“我当时就想把类胡萝卜素和花青素这两种具有保健价值的营养成分集中在一起放在白菜中，如果两种营养成分能够共同表达，应用价值会更好，更符合市场的需求，倘若不能共同表达，也可以深入探究其原因。”张鲁刚表示。

基于前期研究成果，他们已经明确了控制橙色性状的基因在9号染色体，控制紫心性状的基因位于7号染色体。“我们的研究目的很清晰，就是传统的基因重组原理，用不同类型橙色大白菜自交系与不同类型紫心大白菜自交系杂交，在分离后代中进行选择。”张鲁刚介绍。

张鲁刚供图

经过4年选择，团队获得了园艺性状稳定的紫橙色大白菜自交系，并申请了国家发明专利和PCT。今年秋季进行鉴定后，获得了一批园艺性状稳定的紫橙色大白菜自交系，达到了预期目标。

“这不仅增加了大白菜叶球的功能营养成分，对人民健康有重要意义，还丰富了大白菜花色品种，改变了人们对大白菜的传统认知，大白菜的球色可以是紫色、橙色、紫橙色等颜色，紫橙色大白菜实现了真正意义的彩色大白菜。”张鲁刚表示，下一步，他们将在保护自主知识产权的基础上，杂交培育紫心大白菜、紫橙色大白菜新品种，并尽快进入餐桌。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41438-020-0319-z