劉紅光 王光明 張寶賢等

作者簡介：劉紅光（1973-），男，農藝師，從事蓖麻育種及栽培技術研究。

通訊作者：王光明（1964-），男，研究員，從事蓖麻育種及栽培技術研究。

摘要：論述了利用野生蓖麻資源培育抗病自交系的可行性，以及應用常規(guī)技術進行群體改良和利用生物工程技術進行種質創(chuàng)新的重要性。根據(jù)我國蓖麻栽培的區(qū)域性特點，提出了高產高油、適應機械化栽培、高抗病性和較強抗逆性等四個主要育種目標。

關鍵詞：蓖麻；種質資源；雜交種選育

中圖分類號：S565.603.2 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2013）06-0030-04

蓖麻為大戟科蓖麻屬（Ricinus communis L）雙子葉一年生或多年生木質草本植物，原產于非洲東部。Vavilov提出原始起源中心是埃塞俄比亞（Abyssinia），次生多樣性中心是近東，先后傳入亞洲、美洲和歐洲[1]。因其根系特別發(fā)達且龐大，適應性廣、耐旱、耐鹽堿，廣泛生長在熱帶、亞熱帶和溫帶國家，是世界十大重要油料作物之一[2，3]。蓖麻油具有凝固點低、耐高溫等化學特性，其應用范圍十分廣泛。優(yōu)質蓖麻油可作醫(yī)用，也可生產生物柴油，其綜合開發(fā)利用的經濟價值極高，為眾多的化學家、生物學家、醫(yī)學家、企業(yè)家所矚目。但是，目前國際上蓖麻籽缺口嚴重，這不僅影響了大多數(shù)化工企業(yè)的生產，也使得蓖麻產業(yè)的開發(fā)利用受到限制[4，5]。

我國蓖麻育種研究始于20世紀50年代初，70年代末跌入低潮，80年代初重新恢復。目前，我國蓖麻育種技術及產量水平已達國際先進水平，雜交種產量由原來的3 000 kg/hm2提高到4 500 kg/hm2[6～8]。雖然我國蓖麻育種水平取得了極大進步，但在許多方面尚有努力空間。本文根據(jù)長期的育種實踐和生產需要對蓖麻種質資源的利用、創(chuàng)新以及蓖麻育種目標提出粗淺的看法。

1 野生種質資源的利用

蓖麻的種質資源主要包括農家品種、改良品種、國外引進品種、重要的育種品系和遺傳材料，以及蓖麻野生種和野生近緣種等。但是，并非所有種質資源都能直接用于蓖麻育種。多數(shù)種質材料，特別是野生種，農藝性狀極差，不可能直接加以利用，必須通過改良才能夠作為資源材料利用。為了探索野生蓖麻資源的利用價值和途徑，筆者自1996年以來試圖改良引自印度及法國的野生蓖麻資源的不良農藝性狀，即使其與育成的高產、高油蓖麻品種雜交，再進行多年回交及自交篩選，但改良效果并不理想，說明野生種質資源的利用需要相當長的培育過程。同時，在改良過程中發(fā)現(xiàn)，不是所有的栽培種與野生種雜交均具有明顯的雜種優(yōu)勢，這與張錫順等（2006）[9]的研究結果一樣，并非遺傳距離越大雜種優(yōu)勢越強。但是，研究中我們發(fā)現(xiàn)，這類雜種在多雨積水的秋季，或多濕、通氣性差的溫室中栽培，與一些普通材料相比，后代的抗病性顯著增強，特別是對蓖麻根腐病、枯萎病、疫病。由此說明，利用野生資源培育抗病自交系具有較強的可行性。

2 種質資源的創(chuàng)新與改良

目前，國內外蓖麻雜交種所用自交系多來自“二環(huán)系”育種，遺傳基礎相對較窄，生產上所用品種遺傳多樣性較低。在此遺傳背景下，年際間如遇某種災害可能會造成較大損失。因此，搭配種植不同遺傳血緣的品種是蓖麻生產上不容忽視的問題。為達此目的，必須進行群體改良以及種質資源創(chuàng)新，豐富蓖麻品種的遺傳基礎。

21 利用常規(guī)技術進行群體改良

蓖麻在我國已有1 400余年的栽培歷史，在漫長、闊域的自然選擇過程中，形成了豐富的蓖麻種質資源，雖然多數(shù)具有適應性強、抗病、遺傳基礎豐富的特點，但是，其產量較低的缺點使其已經不能適應現(xiàn)代科技發(fā)展的需要。因此，應認真地挖掘利用現(xiàn)有的地方資源培育優(yōu)質、抗病、豐產的蓖麻雜交種。

早在20世紀80～90年代，我國已經利用群體改良的育種方法，通過系統(tǒng)選育、雜交育種等手段育成一批高產優(yōu)質抗病的品種，如內蒙古的“哲蓖3號”、“哲蓖4號”，吉林的“白131”，遼寧的“遼蓖73-1”，山西的“紅稈塔穗”和“塔早”，中國農業(yè)科學院油料研究所的“油蓖4號”、“油蓖5號”，淄博市農業(yè)科學研究院利用地方資源選育的雜交種“淄蓖麻1號”、“淄蓖麻2號”，這批品種在發(fā)展蓖麻生產中起到積極作用。

我國蓖麻品種資源與其它作物相比還很貧乏，因此需要進一步加強品種資源的搜集與研究工作，以豐富蓖麻基因庫，加速優(yōu)良基因的鑒定與篩選，促進高產、高油、抗逆性強的新品種選育工作。在地方種質資源中，農家品種是較容易改良利用的一個類群。但是，農家品種也是一個比較復雜的群體，是我國農民在生產實踐中，通過對一些具有某些特殊性狀的蓖麻進行長期選擇而育成的適應該地區(qū)氣候和環(huán)境的地方品種。所以必須綜合運用各種交配測驗和選擇來逐輪提高其有利基因和基因組合的頻率，以便集多個優(yōu)良性狀于一體，育出優(yōu)良自交系。

22 利用生物工程技術進行種質創(chuàng)新

Sujatha等人于2005年首次報道獲得了轉基因蓖麻植株，Malathi等人于2006年通過遺傳轉化方法獲得了抗蟲的蓖麻轉基因植株[10]。張慶瀅等（2001）[11]利用單性雌株的頂芽、腋芽、帶節(jié)的莖段，研究蓖麻單雌系組培快繁技術，并獲得大量幼苗。張慧英等（2001）[12]以蓖麻的根、莖、葉作外植體，對蓖麻組培技術也進行了研究。王以紅等（2003）[13]對蓖麻營養(yǎng)芽進行了離體培養(yǎng)，成功繁殖出再生植株。但是，我國在利用組織培養(yǎng)等生物工程技術獲得創(chuàng)新種質方面尚未取得有效成果，因此，在今后的蓖麻育種中，應積極利用生物工程技術進行蓖麻種質的創(chuàng)新和育種研究，逐步建立起符合蓖麻生物工程技術發(fā)展需要的種質資源研究體系，育出更多更好的種質。

3 蓖麻的育種目標

蓖麻的適應范圍廣泛，我國各地均有種植，因此其育種目標也有多樣性。概括起來有高產高油、適應機械化操作、高度抗病和較強的抗逆性四個主要目標。

31 高產高油

高產、高油是蓖麻育種的一個永恒主題。資料報道，泰國的蓖麻品種單產高達6 000 kg/hm2以上[15]，這一產量雖是周年生產的結果，但其水平也已很高。然而，引進的泰國優(yōu)良品種在我國廣西進行區(qū)域性試驗，其最高產量僅為2 503～2 932kg/hm2[16，17]，說明蓖麻具有一定的地域性。我國近年在高產、高油蓖麻雜交種選育方面取得了顯著進展，淄博市農業(yè)科學研究院選育的“淄蓖麻7號”雜交種，在2008～2009年山東省蓖麻品種區(qū)域試驗中，平均產量為4 986 kg/hm2[18，19]，在新疆進行高產栽培產量達到6 750 kg/hm2，單株產量具有1 kg的生產潛力，含油率達5238%。國內外品種的產量表現(xiàn)均說明蓖麻具有高產的遺傳基礎和生理特性，因此可以通過雜交優(yōu)勢利用培育高產高油蓖麻雜交種。

32 適應機械化操作

機械化栽培是蓖麻種植業(yè)發(fā)展的方向。近年來，蓖麻播種、脫殼已經基本實現(xiàn)了機械化，極大地提高了工作效率。但是我國現(xiàn)已育成并大面積推廣應用的蓖麻雜交種植株高大、晚熟，需多次收獲，不適宜機收。因此，培育株型小、成熟集中、適應機械化收獲的品種成為重要育種目標之一。國外蓖麻育種研究表明，通過化學誘變及γ-射線處理蓖麻種子可以獲得可育的矮稈及半矮稈突變體[20]，這為培育矮化品種奠定了理論基礎。目前，在適宜機收的矮化蓖麻品種選育方面我國已經做了大量工作，已有少量的品種育成。但是，由于其株型矮小，產量較低，抗逆性也較弱，生產上的應用價值還較低。隨著現(xiàn)代農業(yè)的發(fā)展，蓖麻機械化栽培是必然的發(fā)展趨勢，如果不能解決機械化栽培問題，蓖麻種植面積將會進一步萎縮，也會進一步加劇供需矛盾。因此，培育適合機械化種植的蓖麻品種并通過合理密植方式取得良好的肥水效應及高的收獲指數(shù)，對推動我國蓖麻雜交育種研究進程、挖掘蓖麻的增產潛力、發(fā)展我國“再生能源”產業(yè)具有特別重要的意義。

33 高抗病性

我國蓖麻的病害種類總體表現(xiàn)偏多，限制了蓖麻優(yōu)良品種的推廣區(qū)域，也影響到蓖麻產量的進一步提高。在高溫、高濕氣候條件下種植蓖麻，或在低凹、潮濕及連作地種植，或種植過密，通風、透光性不好，都易發(fā)病害及流行。據(jù)沙洪林等[21]報道，我國吉林蓖麻主要產區(qū)，近年來枯萎病發(fā)生日趨嚴重，植株死亡率一般為20%～30%，嚴重者達50%以上，嚴重影響了蓖麻生產。但是，我國蓖麻的抗病育種相對落后，到目前為止還沒有成功的品種，因此需要加快抗病育種的步伐。

蓖麻的抗病育種應針對不同地區(qū)的氣候條件和栽培狀況，有針對性地確定抗病目標。目前，影響我國蓖麻的主要病害有根腐病、枯萎病、灰霉病等，特別是枯萎病和根腐病，苗期發(fā)病常造成絕產，成株期發(fā)病也往往成片枯死，對蓖麻生產威脅較大。因此選育高抗枯萎病及根腐病的雜交種應該成為首選育種目標。

34 較高抗逆性

我國現(xiàn)有鹽堿地面積約3 5133×104 hm2，其中鹽堿耕地5867×104 hm2；山坡、丘陵、地頭堰邊的土地資源更是豐富，充分利用這些土地進行蓖麻生產能夠在較大程度上緩解我國蓖麻的供需矛盾。因此，選育抗旱、耐貧瘠、抗鹽堿，特別是抗鹽堿的品種將更具現(xiàn)實意義。目前，蓖麻生產上采用的品種抗鹽堿能力普遍較差。生產上存在的突出問題有兩個：一是在輕度鹽堿地上，雖能正常生長結果，但產量很低；二是在鹽堿稍重的土壤上栽培難以正常生長結果。如果這一問題不及時解決，將來大幅度提高蓖麻栽培面積只能與糧棉爭奪耕地。近年，盡管周桂生、王文芬、劉海鳳等人分別研究了鹽堿地蓖麻營養(yǎng)障礙和肥料損失機制、根系與葉面吸收利用養(yǎng)分的規(guī)律，創(chuàng)新和發(fā)展了鹽堿地蓖麻栽培技術及相關理論[22～25]，但是，多數(shù)中度鹽堿地區(qū)沒有淡水資源來實現(xiàn)灌溉壓堿。所以，僅從栽培角度探討鹽堿地蓖麻的產業(yè)化發(fā)展是不夠的，只有在高抗鹽堿品種的支持下才能夠在中度鹽堿地上獲得豐產穩(wěn)產，更大程度地提高鹽堿地的利用價值和經濟效益。因此抗逆育種，特別是抗鹽堿育種是蓖麻今后育種的一個重要方向。參 考 文 獻：

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