唐仕云，王倫旺，黃家雍，楊榮仲，李楊瑞，譚芳，李翔，黃海榮，經(jīng)艷，鄧宇馳，李鳴，梁朝旭，賢武，黎煥光

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究中心，廣西南寧530007；2.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所，南寧530007）

淺談甘蔗常規(guī)雜交育種的性狀鑒定及分析方法

唐仕云1，2，王倫旺1，2，黃家雍1，2，楊榮仲1，2，李楊瑞1，譚芳1，2，李翔1，2，黃海榮1，2，經(jīng)艷1，2，鄧宇馳1，2，李鳴1，2，梁朝旭1，2，賢武1，2，黎煥光1，2

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究中心，廣西南寧530007；2.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所，南寧530007）

綜述了甘蔗常規(guī)五圃制選育中甘蔗性狀的鑒定及數(shù)據(jù)分析方法，對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行了探討與展望，旨在交流甘蔗常規(guī)育種技術(shù)，提高甘蔗育種的效率，選育和推廣更多甘蔗優(yōu)良新品種，更好地為甘蔗糖業(yè)產(chǎn)業(yè)服務(wù)。

甘蔗；常規(guī)育種；性狀；鑒定；選擇

甘蔗是一種起源和生長(zhǎng)于熱帶、亞熱帶的高生物量作物，是世界上最重要的糖料作物，同時(shí)也是具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ哪茉醋魑?。但由于甘蔗是高度?fù)雜的多倍體，生產(chǎn)上使用的甘蔗品種，多為甘蔗屬內(nèi)3～5個(gè)種的種間雜種，減數(shù)分裂時(shí)染色體的分離紊亂，缺乏規(guī)律可循，目前對(duì)甘蔗性狀的遺傳規(guī)律知之甚少，給甘蔗的遺傳育種帶來(lái)了巨大困難，要取得甘蔗育種實(shí)質(zhì)性的突破也非常緩慢與艱難[1]。甘蔗常規(guī)雜交育種，是以有性雜交和無(wú)性繁殖相結(jié)合的方法進(jìn)行，實(shí)質(zhì)上是將優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的親本，選配具有強(qiáng)配合力的組合，將具有明顯優(yōu)勢(shì)的優(yōu)良個(gè)體所包含的加性遺傳效應(yīng)及非加性遺傳效應(yīng)通過(guò)無(wú)性繁殖的方式全部保留下來(lái)。甘蔗常規(guī)育種在性狀發(fā)生瘋狂分離的實(shí)生階段，按單株選擇法，將性狀表現(xiàn)相對(duì)較好的株系入選，之后不斷進(jìn)行無(wú)性擴(kuò)繁和遺傳鑒定，不斷地大量淘汰不良材料，逐級(jí)升入下一個(gè)高級(jí)圃試驗(yàn)，只有最優(yōu)異的極少數(shù)育種材料才有機(jī)會(huì)參加甘蔗品種區(qū)域試驗(yàn)，待品種審定后，才能在生產(chǎn)上大面積推廣使用。目前生產(chǎn)上使用的甘蔗良種，大多數(shù)是通過(guò)這種方法選育而來(lái)的[2-3]。從實(shí)生苗開(kāi)始，一個(gè)新品種的育成，需要10年左右的時(shí)間，因而，雜交后代性狀的遺傳鑒定是一項(xiàng)非常耗時(shí)費(fèi)力的事情，對(duì)無(wú)性系性狀的鑒定，也是甘蔗常規(guī)雜交育種工作的主要內(nèi)容。對(duì)育種材料的性狀調(diào)查及對(duì)觀察結(jié)果的數(shù)據(jù)整理，決定著育種材料的優(yōu)劣分級(jí)及淘汰與否，是品種選育中關(guān)鍵的步驟，需要一個(gè)合理的品系評(píng)判模式，保證優(yōu)異材料有較大的可能性被入選，不良材料能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)并淘汰，以免造成時(shí)間、精力、土地、物力、財(cái)力等不必要的浪費(fèi)，因此，加強(qiáng)甘蔗雜種后代性狀的鑒定、分析和無(wú)性系選擇方法的研究，是提高甘蔗育種效率的重要內(nèi)容，有利于盡快選出和推廣優(yōu)良品種。本文基于廣西農(nóng)科院甘蔗研究所2008年部分自育甘蔗材料選育過(guò)程中積累的認(rèn)識(shí)，交流和探討甘蔗常規(guī)育種的性狀鑒定和選擇方法，旨在提高甘蔗育種的選擇效率和選育出更多的優(yōu)良甘蔗新品種。

1 育種目標(biāo)與甘蔗性狀鑒定

1.1 育種目標(biāo)與甘蔗性狀

甘蔗的育種目標(biāo)，國(guó)內(nèi)主要是以糖料甘蔗為主，同時(shí)也進(jìn)行能源甘蔗[4-5]、飼料甘蔗[6-7]、果蔗[8]等新品種的選育。育種目標(biāo)決定了品種選育時(shí)所需鑒定的性狀和性狀鑒定的方法，育種目標(biāo)在不同的時(shí)期、區(qū)域環(huán)境、栽培技術(shù)條件下是不完全相同的，所需鑒定的性狀也就不同[2，9-11]。有以提高經(jīng)濟(jì)遺傳值為核心的甘蔗育種[12-13]，有以提高蔗糖分為主的高糖育種，有以提高抗性為主的抗性育種，有以適應(yīng)機(jī)械化栽培的品種選育，等等。目前，糖料甘蔗在國(guó)內(nèi)品種審定時(shí)，都以含糖量超過(guò)對(duì)照品種為基本的依據(jù)。可見(jiàn)，含糖量在甘蔗育種過(guò)程中具有非常重要的決定性作用，但它是一個(gè)綜合性指標(biāo)，由甘蔗蔗莖產(chǎn)量和蔗糖分決定，而甘蔗蔗莖產(chǎn)量又由株高、莖粗、有效莖數(shù)、蔗莖密度等因素構(gòu)成，蔗莖密度又與蔗莖形態(tài)、內(nèi)容物充實(shí)與否等相關(guān)，含糖量的高低可以由以上構(gòu)成性狀之間多種不同方式搭配構(gòu)成，因而，不同的育種家可能有相同或不同的選擇策略。而在生產(chǎn)中，除含糖量高低外，還需考慮與糖廠和蔗農(nóng)的經(jīng)濟(jì)利益息息相關(guān)的性狀，如脫葉性良好，農(nóng)民砍收蔗時(shí)將節(jié)省大量勞力；抗倒伏性好，有利于農(nóng)事操作和保證后期糖分的積累和來(lái)年宿根的發(fā)株；抗病、蟲(chóng)、鼠、草等生物脅迫和抗低溫、干旱、水漬等非生物脅迫，有利于產(chǎn)量的穩(wěn)定及品種的大面積推廣。這些性狀，雖然不直接構(gòu)成產(chǎn)量性狀，但對(duì)優(yōu)良品種的推廣卻有極大的影響，如有一個(gè)明顯的不良特性，可能會(huì)使品種難以推廣，因而這些性狀也是常規(guī)育種選育時(shí)所需調(diào)查的重要內(nèi)容。甘蔗的性狀非常地多[14]，但甘蔗常規(guī)育種中，觀察鑒定的性狀多以目測(cè)的形態(tài)學(xué)性狀為主，如株高、莖徑、條數(shù)多少、蔗莖與葉片的病蟲(chóng)害、脫葉性能、芽突、水裂、植株斜散等等，鑒定操作簡(jiǎn)單易行，有利于育種者利用性狀獨(dú)立淘汰法和綜合性狀評(píng)判法進(jìn)行優(yōu)劣淘汰。

1.2 甘蔗性狀鑒定的時(shí)期和方法

在國(guó)內(nèi)，一般將甘蔗常規(guī)育種分為5個(gè)時(shí)期（或五圃制），每個(gè)圃所需鑒定的性狀是有所差異的，所利用的評(píng)判方法也有所不同，應(yīng)分別具體展開(kāi)進(jìn)行，前期階段的雜種圃、選種圃和鑒定圃，一般以性狀的獨(dú)立淘汰法為主，預(yù)備品比、品比等高級(jí)圃階段以綜合性狀評(píng)判法為主。目前一般以“年”作為甘蔗育種的時(shí)間周期單位，每個(gè)圃都需種植新植1年，有的還需留宿根1年或多年，新植甘蔗在1年內(nèi)，又可分為出苗期、幼苗期、分蘗期、伸長(zhǎng)期和成熟期等幾個(gè)時(shí)期，每個(gè)時(shí)期鑒定的性狀都有所不同，如出苗期調(diào)查出苗率，分蘗期調(diào)查分蘗率，伸長(zhǎng)期調(diào)查生長(zhǎng)速度，成熟期調(diào)查產(chǎn)量與甘蔗品質(zhì)相關(guān)的性狀。生長(zhǎng)前期性狀是后期性狀的基礎(chǔ)，前期觀察結(jié)果與后期的調(diào)查數(shù)據(jù)之間可以相互印證，生長(zhǎng)前期性狀的調(diào)查有利于生長(zhǎng)后期性狀的分析。生長(zhǎng)前期性狀的鑒定多是對(duì)含糖量這個(gè)重要指標(biāo)的間接測(cè)定，在后期甘蔗倒伏等情況下，后期性狀的數(shù)據(jù)不易獲得或環(huán)境影響非常大時(shí)，往往以間接鑒定的前期性狀數(shù)據(jù)作為評(píng)判品系優(yōu)劣的依據(jù)，但在后期的性狀遺傳力高時(shí)，淘汰過(guò)程中起決定性作用的是后期直接測(cè)定的性狀，如果前期性狀表現(xiàn)較好，但后期性狀鑒定時(shí)表現(xiàn)不好，也不得不淘汰，如有很多材料生長(zhǎng)前期生勢(shì)很好，但后期糖分低或空蒲心大或易早開(kāi)花等性狀，也將淘汰。

1.2.1 實(shí)生苗階段甘蔗實(shí)生苗階段，由有性雜交獲得真實(shí)種子播種而來(lái)，每個(gè)單株就是一個(gè)獨(dú)立的基因型，在之后的無(wú)性繁殖過(guò)程中，每個(gè)單株擴(kuò)繁出的各個(gè)體的性狀相對(duì)比較穩(wěn)定，因而，甘蔗的選擇方法以單株選擇為主，在實(shí)生階段時(shí)，將花費(fèi)大量人力物力逐一對(duì)每個(gè)株系進(jìn)行鑒定選拔。林木育種上認(rèn)為，無(wú)性系選擇往往是在家系和家系內(nèi)選擇的基礎(chǔ)上進(jìn)行的選擇，充分利用了多層次變異，從選擇的程序上看，屬高層次的選擇[15]。甘蔗也是如此，常規(guī)育種的做法往往是基于歷年各組合實(shí)生苗的表現(xiàn)，選配優(yōu)良組合，實(shí)質(zhì)上也是先進(jìn)行家系選擇，再在家系選擇的基礎(chǔ)上進(jìn)行家系內(nèi)單株選擇。目前很多育種單位除種植甘蔗常規(guī)育種材料外，還進(jìn)行家系評(píng)價(jià)試驗(yàn)，嚴(yán)格按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行組合、親本、家系的綜合評(píng)價(jià)。在實(shí)生苗階段，進(jìn)行家系選擇和單株選擇相結(jié)合的方法，可以提高選擇的效果[16]。

單位面積含糖量在甘蔗育種過(guò)程中具有非常重要的決定性作用，但單位面積含糖量是一個(gè)綜合性指標(biāo)，直接測(cè)定需要大量的時(shí)間、勞力和經(jīng)費(fèi)，不易進(jìn)行，目前在低級(jí)圃階段還多用間接測(cè)定，實(shí)生苗階段，由于材料多，如2008年廣西農(nóng)科院甘蔗研究所實(shí)生苗總數(shù)達(dá)到35萬(wàn)左右，工作量巨大，除家系組合評(píng)價(jià)試驗(yàn)之外，多采用簡(jiǎn)單易行的目測(cè)方法，憑育種者的育種經(jīng)驗(yàn)，利用性狀的獨(dú)立淘汰法，一般只要有一個(gè)性狀有明顯缺陷的材料，就不再入選，此階段采用質(zhì)量性狀鑒定比數(shù)量性狀鑒定的結(jié)果可靠性高，如水裂、包葉等性狀。一般對(duì)形態(tài)學(xué)鑒定后的單株，還進(jìn)行錘度測(cè)定，但此時(shí)獲得的錘度數(shù)據(jù)并不能與單株對(duì)應(yīng)，因?yàn)榇藭r(shí)單株還沒(méi)編號(hào)。考慮到工作量、土地、經(jīng)費(fèi)使用等問(wèn)題，一般要求嚴(yán)格控制入選率。

實(shí)生苗階段，如果是按照家系評(píng)價(jià)試驗(yàn)，一般將組合按3次或以上重復(fù)隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，借助一定的遺傳設(shè)計(jì)，通過(guò)特定的分析軟件，如R軟件，可以獲得很多重要的遺傳參數(shù)，綜合評(píng)價(jià)親本、組合和家系的育種價(jià)值[16-18]。而甘蔗常規(guī)育種過(guò)程中，實(shí)生苗按組合種植，一般不設(shè)重復(fù)，對(duì)單株進(jìn)行選擇，收獲時(shí)將入選株系以組合為單位進(jìn)行收獲，性狀考察時(shí)多以組合為單位，一般只對(duì)組合進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，獲得組合的綜合表現(xiàn)以及組合入選率等結(jié)果，可作為今后配制組合的依據(jù)，而對(duì)入選個(gè)體的性狀不做詳細(xì)記錄。

1.2.2 選種圃階段選種圃階段是從實(shí)生苗圃選育出來(lái)，第一次進(jìn)行無(wú)性擴(kuò)繁的試驗(yàn)階段，種植管理上已經(jīng)接近生產(chǎn)實(shí)際，種植時(shí)對(duì)入選株系仍按組合為單位連片種植，一般蔗莖種子可種植1m左右，每個(gè)無(wú)性系的下種量盡量保持一致，無(wú)重復(fù)，由于株系在種植時(shí)仍未命名，故前期性狀觀察仍多以組合為單位，根據(jù)組合的長(zhǎng)勢(shì)，初步確定哪些組合可能會(huì)有較多的優(yōu)良品系，在年底選拔時(shí)，以目測(cè)的形態(tài)學(xué)鑒定為基礎(chǔ)，同時(shí)進(jìn)行錘度測(cè)定，有條件的分初選和復(fù)選重復(fù)測(cè)定兩次。這個(gè)圃入選的材料，可以命名一個(gè)永久的編號(hào)，方便之后對(duì)無(wú)性系進(jìn)行跟蹤調(diào)查。此階段可以獲得入選無(wú)性系個(gè)數(shù)、組合的入選率等數(shù)據(jù)。由于工作量大，遺傳力低，對(duì)產(chǎn)量性狀的株高、莖粗不直接測(cè)量，多采用目測(cè)，對(duì)易進(jìn)行的有效莖數(shù)進(jìn)行調(diào)查，同時(shí)測(cè)定錘度。此時(shí)獲得的數(shù)據(jù)，可按組合和按無(wú)性系的編號(hào)兩種格式整理，有利于觀察組合和入選無(wú)性系的情況，數(shù)據(jù)也可作為高級(jí)圃評(píng)價(jià)無(wú)性系的依據(jù)，有利于育種及管理人員的查閱和參考。

1.2.3 鑒定圃階段鑒定圃階段每個(gè)無(wú)性系都有固定的編號(hào)，種植時(shí)以無(wú)性系為單位隨機(jī)種植，由于蔗莖種子較多，一般都有1行以上，不做重復(fù)，常采用對(duì)比試驗(yàn)，每隔20行左右種植1個(gè)對(duì)照，由于試驗(yàn)小區(qū)面積小，非常容易丟失優(yōu)異材料，因而是觀察和評(píng)價(jià)單個(gè)無(wú)性系最重要的一個(gè)階段。從無(wú)性系總數(shù)來(lái)說(shuō)，數(shù)量上少于雜種圃和鑒定圃，但需調(diào)查的性狀遠(yuǎn)比前2個(gè)圃多，需要更深入更細(xì)致的觀察和調(diào)查，一般將生長(zhǎng)前期的間接鑒定與生長(zhǎng)后期的產(chǎn)量品質(zhì)性狀的直接測(cè)定相結(jié)合，下種后要及時(shí)調(diào)查出苗率、分蘗率，調(diào)查苗期的螟蟲(chóng)枯心率、黑穗病率、花葉病率、梢腐病率等常見(jiàn)的病蟲(chóng)害，6—10月伸長(zhǎng)期間每個(gè)月月底觀察長(zhǎng)勢(shì)和發(fā)病情況，對(duì)甘蔗的生長(zhǎng)快慢、莖粗大小、病蟲(chóng)害發(fā)生情況以及管理情況都有一定的了解和記錄，10月份左右進(jìn)行產(chǎn)量性狀的株高、莖粗、有效莖數(shù)的調(diào)查，一般要進(jìn)行兩次以上的錘度調(diào)查，有條件的也可對(duì)入選后的少量材料進(jìn)行糖分化驗(yàn)和甘蔗實(shí)產(chǎn)調(diào)查。此時(shí)數(shù)據(jù)主要按無(wú)性系編號(hào)進(jìn)行整理，有利于下一步試驗(yàn)的參考和利用。

1.2.4 預(yù)備品比階段預(yù)備品比圃階段蔗種種子已經(jīng)較多，一般都能保證種植3行以上，并且可以保證每行的下種量一致，可做1～3次重復(fù)，但多數(shù)材料不夠3次重復(fù)，此時(shí)試驗(yàn)設(shè)計(jì)仍然以對(duì)比試驗(yàn)為主，蔗種數(shù)量多的可按隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)或增廣隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)進(jìn)行[19]。由于小區(qū)面積和重復(fù)數(shù)都比鑒定圃有所增加，試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和性狀的遺傳力都較低級(jí)圃高，因而，此時(shí)也是鑒定無(wú)性系優(yōu)劣的重要時(shí)期，除嚴(yán)格按照鑒定圃的調(diào)查方法進(jìn)行性狀鑒定外，還可對(duì)產(chǎn)量品質(zhì)等重要性狀進(jìn)行直接測(cè)定，并且還要結(jié)合選種圃、鑒定圃的觀察數(shù)據(jù)，對(duì)材料的觀察結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，在淘汰品系時(shí)要進(jìn)行適度的調(diào)整修改，如有些材料可能受到蔗種質(zhì)量問(wèn)題或田間地域環(huán)境的特殊影響，當(dāng)年的產(chǎn)量性狀表現(xiàn)并不很好，但歷年表現(xiàn)較好，這種材料往往不能直接淘汰，仍需保留少量蔗種，或在宿根時(shí)觀察，以進(jìn)一步確認(rèn)是否優(yōu)劣。此時(shí)所獲得的數(shù)據(jù)，按無(wú)性系編號(hào)整理，可適當(dāng)應(yīng)用統(tǒng)計(jì)方法，提高選擇的準(zhǔn)確性。

1.2.5 品比階段品比階段是五圃制育種的高級(jí)階段，種植時(shí)可以嚴(yán)格按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行，一般按隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，4～6行區(qū)，重復(fù)3次以上，進(jìn)行1新1宿試驗(yàn)，嚴(yán)格按照品種區(qū)域試驗(yàn)的調(diào)查方法進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，獲得的結(jié)果數(shù)據(jù)可以進(jìn)行方差分析，也可以獲得一些數(shù)量遺傳的參數(shù)如遺傳力、重復(fù)力和遺傳相關(guān)等，以供育種者對(duì)觀察的群體進(jìn)行更準(zhǔn)確的判斷。近年來(lái)，由于育種規(guī)模的擴(kuò)大，能參與進(jìn)入?yún)^(qū)域試驗(yàn)的數(shù)量名額非常有限，往往品比試驗(yàn)要在相同或不同試驗(yàn)地點(diǎn)進(jìn)行2輪以上，優(yōu)異材料才有機(jī)會(huì)進(jìn)入?yún)^(qū)試，這對(duì)材料的評(píng)價(jià)來(lái)說(shuō)更準(zhǔn)確，也有利于觀察新材料的穩(wěn)定性。

2 常規(guī)育種中的數(shù)據(jù)整理及分析方法

對(duì)甘蔗常規(guī)育種而言，由于蔗種數(shù)量的限制，很難進(jìn)行較高級(jí)別的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，獲得的數(shù)據(jù)往往是多種效應(yīng)的綜合，很難用統(tǒng)計(jì)的方法區(qū)別出品種的遺傳效應(yīng)，一般只做每個(gè)圃的無(wú)性系與對(duì)照品種之間平均數(shù)的簡(jiǎn)單對(duì)比，數(shù)據(jù)的收集也非常不易，除需要漫長(zhǎng)的等待，還需消耗大量的勞力和財(cái)力，因而要及時(shí)收集整理與分析所獲得的有限數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)一般按年份（或圃）整理，每個(gè)圃的新植、宿根都要有詳細(xì)的總結(jié)，無(wú)論在哪個(gè)圃，每調(diào)查1次，都要及時(shí)整理數(shù)據(jù)，如果性狀有明顯缺陷的，應(yīng)該應(yīng)用性狀的獨(dú)立淘汰法及時(shí)淘汰，做到及時(shí)觀察，及時(shí)整理，及時(shí)選擇。由于低級(jí)圃一般是不設(shè)重復(fù)的對(duì)比試驗(yàn)，因而，難做方差分析，也沒(méi)辦法從數(shù)據(jù)上區(qū)分品種和環(huán)境的效應(yīng)，評(píng)價(jià)結(jié)果的可靠性，在很大程度上取決于試驗(yàn)地的均勻一致性、生產(chǎn)管理的精細(xì)和育種者辛勤細(xì)心的觀察及育種經(jīng)驗(yàn)，而在預(yù)備品比圃和品比圃時(shí)，可以進(jìn)行有部分重復(fù)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，也可以進(jìn)行效應(yīng)分析，選擇時(shí)具有較強(qiáng)的準(zhǔn)確性。

甘蔗常規(guī)育種的第二年開(kāi)始以無(wú)性繁殖方式進(jìn)行，從整個(gè)甘蔗品種的選育過(guò)程來(lái)看，無(wú)性系從低級(jí)圃到高級(jí)圃，基因型基本保持穩(wěn)定，性狀也是相對(duì)一致的。在無(wú)性系的鑒定選擇中，每年都要對(duì)無(wú)性系進(jìn)行觀察鑒定和評(píng)價(jià)，因而各個(gè)圃的結(jié)果可以看成是無(wú)性系的多年多點(diǎn)試驗(yàn)的結(jié)果，從選種圃到品比圃，在錘度等性狀上，可以獲得多年多次的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，在評(píng)判一個(gè)品種的優(yōu)劣時(shí)，可以結(jié)合多年觀察的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)判，選擇的效果相對(duì)只看當(dāng)年數(shù)據(jù)的結(jié)果較好一些，但與區(qū)域試驗(yàn)的多年多點(diǎn)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)是不相同的，首先是低級(jí)圃一般沒(méi)有重復(fù)，其次是每年每個(gè)圃的試驗(yàn)材料是不完全相同的，從低級(jí)圃到高級(jí)圃是一個(gè)優(yōu)勝劣汰的過(guò)程，低級(jí)圃中包含了大量的應(yīng)淘汰材料，入選材料的評(píng)價(jià)結(jié)果會(huì)受到淘汰材料的干擾。因而，不能按照多年多點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)方法，將品種、年份、地點(diǎn)、種植類(lèi)型等效應(yīng)區(qū)分開(kāi)來(lái)，所觀察的品種的優(yōu)劣是多種效應(yīng)的綜合結(jié)果，因而給育種者的判斷帶來(lái)很大的干擾，目前育種者多靠育種的經(jīng)驗(yàn)來(lái)評(píng)判。從整個(gè)育種過(guò)程來(lái)看，甘蔗育種的調(diào)查數(shù)據(jù)，符合非平衡數(shù)據(jù)的條件，在統(tǒng)計(jì)上可以嘗試新的非參數(shù)檢驗(yàn)[20-22]，對(duì)多年多次試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合分析。同時(shí)，無(wú)性系在各個(gè)圃的選育中，歷經(jīng)了不同時(shí)期或不同地點(diǎn)，也可結(jié)合品種穩(wěn)定性分析方法[23-25]，對(duì)新品系的穩(wěn)定性做初步的分析。

3 問(wèn)題與探討

3.1 注重常規(guī)育種性狀鑒定的持續(xù)性和綜合性

甘蔗的選育種是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，育種周期長(zhǎng)是育種者面臨的最大問(wèn)題。由于育種周期長(zhǎng)，給育種管理也帶來(lái)很多問(wèn)題。在國(guó)內(nèi)，甘蔗育種管理模式大體上可分為兩種，一種是由具體的某位育種者，從實(shí)生圃到品比圃全部負(fù)責(zé)，這種育種管理模式，有利于充分發(fā)揮個(gè)人的積極性，也能對(duì)某個(gè)組合或品系材料進(jìn)行多年的跟蹤觀察，有利于多年多次數(shù)據(jù)的綜合分析利用。另一種模式是每個(gè)圃都有一個(gè)具體負(fù)責(zé)人，每個(gè)人只負(fù)責(zé)這個(gè)圃，這樣的育種程序就相當(dāng)于流水線生產(chǎn)。由于甘蔗育種的長(zhǎng)期性、所需勞動(dòng)量的巨大性和所需經(jīng)費(fèi)支持的持續(xù)性，常規(guī)育種必須以團(tuán)隊(duì)的形式完成，需要各育種者對(duì)負(fù)責(zé)的育種材料進(jìn)行認(rèn)真的觀察鑒定，并及時(shí)歸納整理，以利于做好育種材料的選拔工作。同時(shí)需要有專(zhuān)門(mén)的部門(mén)或人員，收集整理和分析多年的鑒定數(shù)據(jù)，有利于綜合評(píng)價(jià)一個(gè)品系的優(yōu)劣。

3.2 加強(qiáng)性狀鑒定結(jié)果的合理性

對(duì)甘蔗常規(guī)育種而言，科學(xué)與藝術(shù)仍需完美的結(jié)合。除開(kāi)展數(shù)量性狀的數(shù)據(jù)測(cè)量外，有很多性狀和試驗(yàn)效應(yīng)很難獲得有用的數(shù)據(jù)來(lái)支持，往往是多次觀察或間接選擇效果更好，育種者調(diào)查獲得的數(shù)據(jù)，未必能完全體現(xiàn)出一個(gè)品種的優(yōu)劣，結(jié)合多次認(rèn)真觀察的結(jié)果綜合評(píng)定品種的優(yōu)劣更合理。如蔗種的質(zhì)量好壞對(duì)品種的評(píng)價(jià)影響是非常大的，由于天氣等不可避免的因素造成蔗種堆放時(shí)間過(guò)久，對(duì)不同品種的產(chǎn)量就會(huì)有嚴(yán)重影響，尤其是當(dāng)前的對(duì)照品種新臺(tái)糖22會(huì)產(chǎn)生較大的減產(chǎn)，因而，從一年鑒定的數(shù)據(jù)上來(lái)判斷品系的好壞，往往比較片面。如果要很好地評(píng)價(jià)品種、蔗種質(zhì)量及其互作，需要一個(gè)二因素的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，但常規(guī)育種由于材料多，土地、經(jīng)費(fèi)有限，很難直接按試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行試驗(yàn)，只能很粗略地在不同年份或地點(diǎn)觀察其表現(xiàn)，進(jìn)行鑒定評(píng)價(jià)。有些性狀雖然不構(gòu)成產(chǎn)量性狀，但在特定條件下，能使一個(gè)品種的優(yōu)良性得不到充分表現(xiàn)。因而，有些從數(shù)據(jù)上看是很優(yōu)良的良種，由于存在某些沒(méi)有調(diào)查到的缺陷，在生產(chǎn)實(shí)際中表現(xiàn)并不優(yōu)良。提高鑒定結(jié)果的合理性需要育種者認(rèn)真的觀察，同時(shí)需加強(qiáng)田間試驗(yàn)的管理及試驗(yàn)盡可能要與生產(chǎn)實(shí)際接近。

3.3 協(xié)調(diào)甘蔗產(chǎn)量和蔗糖分的矛盾，建立科學(xué)合理的綜合評(píng)判模式

甘蔗常規(guī)雜交育種經(jīng)歷了100多年的歷史，已經(jīng)積累了很多豐富的經(jīng)驗(yàn)，新的環(huán)境條件和生產(chǎn)方式需要育種者不斷創(chuàng)新。目前在甘蔗糖業(yè)的產(chǎn)業(yè)中，農(nóng)民利益與糖廠利益是相對(duì)獨(dú)立的，農(nóng)民只注重甘蔗蔗莖的實(shí)際產(chǎn)量，而糖廠更注重原料蔗蔗糖分的高低，這又給育種者留下了一個(gè)非常困難的抉擇，育種者育出的品種，必須在甘蔗蔗莖產(chǎn)量和蔗糖分都能超越對(duì)照品種的情況下，才能獲得農(nóng)民和糖廠的雙方認(rèn)可，只要有一個(gè)性狀低于對(duì)照，即使含糖量能超過(guò)對(duì)照品種，也非常難以大面積推廣。目前廣西甘蔗品種審定時(shí)，審定的標(biāo)準(zhǔn)除考慮含糖量外，同時(shí)非常注重糖分性狀，因此對(duì)育種者而言，在品種選育時(shí)，新品系具有含糖量超過(guò)對(duì)照品種的潛力，但甘蔗產(chǎn)量和糖分不能同時(shí)超過(guò)對(duì)照品種時(shí)，略偏向高產(chǎn)類(lèi)型或高糖類(lèi)型，是個(gè)非常困難的選擇。今后需要借鑒國(guó)外分糖制的方法[12]，建立科學(xué)合理的評(píng)判模式進(jìn)行綜合評(píng)定。

3.4 完善常規(guī)雜交育種中的抗性鑒定

病蟲(chóng)害、干旱、低溫、雜草、除草劑等逆境脅迫，在室內(nèi)模擬條件下，可以獲得詳細(xì)的數(shù)據(jù)，鑒定的效果好，有說(shuō)服力，但育種過(guò)程中，由于品系數(shù)量巨多，往往在育種初期是很難進(jìn)行的。在漫長(zhǎng)的品種選育過(guò)程中，除主要對(duì)產(chǎn)量和品質(zhì)等主要目標(biāo)性狀進(jìn)行直接鑒定和觀察外，對(duì)病蟲(chóng)害等抗性鑒定也需要觀察記錄，如新植蔗出苗期的螟蟲(chóng)發(fā)病率，宿根蔗時(shí)的黑穗病率，也可獲得詳細(xì)的數(shù)據(jù)，往往在發(fā)病年份之間的重復(fù)性也很高。抗旱性在甘蔗苗期或生長(zhǎng)后期干旱天氣達(dá)到一定天數(shù)，鑒定效果也很明顯，抗寒性在有霜凍的天氣或低溫陰雨天數(shù)較長(zhǎng)時(shí)期，鑒定效果也很好。但在育種初期的選種圃和鑒定圃，由于小區(qū)面積小，品種的群體較少，品系數(shù)量非常多，受地塊區(qū)域環(huán)境影響大，往往對(duì)抗性的鑒定不很全面，較難獲得詳細(xì)的抗性數(shù)據(jù)，一般只是對(duì)存在有明顯缺陷的材料進(jìn)行直接淘汰，而在育種的高級(jí)圃時(shí)，隨著小區(qū)的面積增大和重復(fù)數(shù)的增多，往往更容易發(fā)現(xiàn)新材料的抗性，很多產(chǎn)量品質(zhì)性狀優(yōu)良的材料，由于抗性太差，也不得不在此時(shí)淘汰。因而，對(duì)育種者而言，如何能在初期發(fā)現(xiàn)抗性較差材料，及早淘汰抗性太差的材料，也是個(gè)急需改進(jìn)的問(wèn)題，如何在育種過(guò)程中，對(duì)抗性數(shù)據(jù)的收集和整理利用，也是今后育種者需探討的一個(gè)重要方向。

3.5 結(jié)合甘蔗本身習(xí)性創(chuàng)新甘蔗常規(guī)育種的性狀鑒定和分析方法

由于甘蔗開(kāi)花習(xí)性的特殊性，不是所有親本都能年年開(kāi)花，因而，很多育種方案的制定受到限制，多種遺傳交配設(shè)計(jì)無(wú)法實(shí)現(xiàn)，且甘蔗是多倍體或非整倍體植物，適用于二倍體的經(jīng)典遺傳學(xué)上的遺傳交配設(shè)計(jì)及統(tǒng)計(jì)方法在甘蔗育種上并不能直接應(yīng)用，因而，需要甘蔗育種者開(kāi)發(fā)適合甘蔗的特殊試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)方法。

從甘蔗的選育過(guò)程來(lái)看，發(fā)生遺傳分離的時(shí)期只在實(shí)生苗圃，而后各圃只是無(wú)性繁殖的一個(gè)階段，因而實(shí)生苗圃是進(jìn)行親本、組合、家系評(píng)價(jià)的最重要時(shí)期，而后各圃可以看成是同一材料在不同年份和/或在不同地點(diǎn)的多年一點(diǎn)或多點(diǎn)試驗(yàn)，但由于育種前期階段，育種材料的種苗少，工作量大，由選種圃到預(yù)備品比，一般只是試驗(yàn)小區(qū)的增大，很難設(shè)置重復(fù)，并且由低級(jí)圃到高級(jí)圃是一個(gè)淘汰的過(guò)程，材料數(shù)量的變化是一個(gè)由多到少的過(guò)程，每個(gè)圃的參試材料數(shù)不會(huì)相同，因而，不能利用多年一點(diǎn)或多點(diǎn)試驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)方法，統(tǒng)計(jì)出品種、年份、地點(diǎn)、種植類(lèi)型及品種與年份、地點(diǎn)、種植類(lèi)型及其互作等各種效應(yīng)。目前缺乏一個(gè)理想的數(shù)學(xué)模型，給育種者在綜合評(píng)判材料優(yōu)劣時(shí)提供理論依據(jù)，仍需甘蔗育種者開(kāi)發(fā)一套適應(yīng)于甘蔗育種的統(tǒng)計(jì)方法與軟件，例如可嘗試考慮非平衡數(shù)據(jù)的非參數(shù)的統(tǒng)計(jì)方法，在高級(jí)圃時(shí)結(jié)合前面低級(jí)圃的數(shù)據(jù)做綜合判斷，可能更有利于評(píng)價(jià)一個(gè)品系的優(yōu)劣。

[1]鄧海華.甘蔗遺傳育種有關(guān)問(wèn)題的商榷[J].甘蔗，2002，9（1）：44-46.

[2]彭紹光.甘蔗育種學(xué)[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社，1990.

[3]陳如凱.現(xiàn)代甘蔗育種的理論與實(shí)踐[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2003.

[4]翁錦周，洪月云，盧川北，等.應(yīng)當(dāng)十分重視能源甘蔗的育種[C].中國(guó)青年農(nóng)業(yè)科學(xué)學(xué)術(shù)年報(bào)，2002：373-376.

[5]周會(huì).能源甘蔗親本選配及遺傳分析[D].福州：福建農(nóng)林大學(xué)，2003.

[6]曾東火，王水琦，郭陳福，等.發(fā)展飼料甘蔗的新思路[J].甘蔗，1995，2（4）：34-35.

[7]韋錦益，賴志強(qiáng)，王倫旺，等.飼料甘蔗品種引進(jìn)篩選比較試驗(yàn)[Z].廣西畜牧獸醫(yī)，2009，2（5）：134-36.

[8]張成貴，楊建，馬貴奇，等.對(duì)果蔗育種的思考[Z].甘蔗，2003，10（4）：34-38.

[9]李奇?zhèn)?現(xiàn)代甘蔗改良技術(shù)[M].廣州：華南理工大學(xué)出版社，2000.

[10]陳如凱，現(xiàn)代甘蔗遺傳育種[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2011.

[11]徐建云，陳超君，鐘健，等.甘蔗育種、引種新理念的探討[J].廣西蔗糖，2005（2）：3-7.

[12]鄧祖湖，徐良年，韋先明，等.經(jīng)濟(jì)遺傳值在甘蔗選育種的應(yīng)用研究Ⅰ.經(jīng)濟(jì)遺傳值及性狀經(jīng)濟(jì)權(quán)重的確定[J].中國(guó)糖料，2011（1）：39-43.

[13]徐良年，鄧祖湖，林彥銓?zhuān)?經(jīng)濟(jì)遺傳值在甘蔗選育種的應(yīng)用研究系列（二）甘蔗親本育種值和家系遺傳值分析[J].中國(guó)糖料，2012（4）：5-12.

[14]蔡青，范源洪.甘蔗種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2006.

[15]沈熙環(huán).林木育種學(xué)[M].北京：中國(guó)林業(yè)出版社，1990.

[16]吳才文.澳大利亞甘蔗家系選擇技術(shù)簡(jiǎn)介[J].甘蔗糖業(yè)，2007（1）：6-9.

[17]吳才文，王炎炎，夏紅明，等.云南甘蔗創(chuàng)新親本的遺傳力和配合力研究[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2009，22（5）：1274-1278.

[18]賢武，周會(huì)，楊榮仲，等.甘蔗家系配合力研究與應(yīng)用[J].亞熱帶農(nóng)業(yè)研究，2010，6（1）：4-9.

[19]鄧海華，賴宏光，涂育輝.增廣設(shè)計(jì)甘蔗品種試驗(yàn)及其分析[J].甘蔗糖業(yè)，2002（5）：1-6.

[20]金文林，白瓊巖.作物區(qū)試中品種產(chǎn)量性狀評(píng)價(jià)的秩次分析法[J].作物學(xué)報(bào)，1999，25（5）：632-638.

[21]金文林，濮紹京，趙波，等.多環(huán)境點(diǎn)試驗(yàn)未設(shè)重復(fù)的品種評(píng)價(jià)秩次分析法[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2006，2（25）：122-125.

[22]明道緒.生物統(tǒng)計(jì)附試驗(yàn)設(shè)計(jì)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1980.

[23]王維贊，朱秋珍，鄧展云.幾個(gè)引進(jìn)甘蔗新品種主要性狀的穩(wěn)定性分析[J].甘蔗，2001，8（2）：16-19.

[24]陳學(xué)寬，范源洪，楊紅昌，等.品種穩(wěn)定性參數(shù)和高穩(wěn)系數(shù)在甘蔗區(qū)試中的應(yīng)用和分析[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2004，17（增刊）：241-245.

[25]胡秉民，耿旭.作物穩(wěn)定性分析法[M].北京：科學(xué)出版社，1993.

Discussion on Character Identification and Analysis M ethod in Sugarcane Conventional Breeding

TANG Shi-yun1，2,WANG Lun-wang1，2,HUANG Jia-yong1，2,YANGRong-zhong1，2,LIYang-rui1,TAN Fang1，2,etal
(1.Sugarcane Research Center of Chinese Academy of Agricultural Sciences,Nanning 530007; 2.Sugarcane Research Institute,Guangxi Academy of Agricultural Sciences,Nanning 530007)

Character identification and analysismethod for sugarcane hybrid progeny in conventional breeding program were summarized,and the problemsof selective breedingwere also discussed in thispaper.The aim was to exchange the experience of sugarcane for conventional breeding,improving the efficiency of sugarcane breeding.

sugarcane;conventional breeding;character;identification;selection

S566.103

B

1007－2624（2015）01－0055－04

10.13570/j.cnki.scc.2015.01.023

2014-06-03

廣西自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2013GXNSFBA019055）；廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院基本科研業(yè)務(wù)專(zhuān)項(xiàng)（桂農(nóng)科2013YQ08）。

唐仕云（1978-），男，廣西資源縣人，副研究員，研究方向：甘蔗常規(guī)育種。Email：tangshiyunok@163.com