王華忠，吳則東，王茂芊，王叢玲，朱東順，肖春山，何群

（1.黑龍江省普通高等學校甜菜遺傳育種重點實驗室/黑龍江大學，哈爾濱150080；2.中國農業(yè)科學院甜菜研究所/黑龍江大學農作物研究院，哈爾濱150080；3.中國農業(yè)科學院北方糖料作物資源與利用重點開放實驗室，哈爾濱150080；4.山東省輕工農副原料研究所，高密261500）

航天誘變甜菜單胚新品種航甜單0919的選育

王華忠1，2，3，吳則東1，2，3，王茂芊1，2，3，王叢玲1，2，3，朱東順4，肖春山1，2，3，何群4

（1.黑龍江省普通高等學校甜菜遺傳育種重點實驗室/黑龍江大學，哈爾濱150080；2.中國農業(yè)科學院甜菜研究所/黑龍江大學農作物研究院，哈爾濱150080；3.中國農業(yè)科學院北方糖料作物資源與利用重點開放實驗室，哈爾濱150080；4.山東省輕工農副原料研究所，高密261500）

利用航天育種衛(wèi)星搭載的甜菜單胚雄性不育系和二倍體品系，從材料中找到優(yōu)良的變異株，利用變異株配制了8個雜交組合，從中篩選出優(yōu)良雜交組合甜航單0919。甜航單0919是我國首個利用航天誘變技術研制的二倍體單胚雜交種，雜種優(yōu)勢強，豐產性好，含糖率高，較抗褐斑病和根腐病，克服了單胚品種含糖低、抗性差的缺點。

甜菜；新品種；航天誘變；選育

歐美諸國早在20世紀70年代就已普及種植甜菜單胚品種。我國對甜菜雄性不育品種的選育和利用較晚，于20世紀70年代初期才開始進行這方面的研究。隨著甜菜紙筒育苗移栽面積不斷擴大以及機械化精密播種和機械化收獲程度不斷提高，甜菜生產愈加迫切需要優(yōu)良的甜菜單胚品種。多年來的甜菜生產實踐表明，從國外引進的甜菜單胚品種，根產量雖然較高，但抗病性差，含糖率低，給制糖企業(yè)造成嚴重損失。因此，研究快速高效育種技術，加速國產甜菜單胚品種育成，是甜菜育種突破瓶頸的關鍵。

甜菜雄性不育單胚二倍體雜交組合甜航單0919，就是以高效育種技術為手段，以優(yōu)異親本創(chuàng)新為基礎，經過在不同試驗環(huán)境下鑒定而選育出的優(yōu)良單胚組合。

1 雜交組合親本及選育過程

1.1 雜交組合親本來源

2006年承擔國家航天育種工程課題“實踐八號育種衛(wèi)星搭載材料—誘變甜菜高產高抗等特性的航天育種研究（編號2006HT100179）”，2006年9月，我國第一顆航天育種衛(wèi)星“實踐八號”首次搭載了全國數(shù)量最多種類最全的各類誘變載體在太空翱翔了15d，于10月中旬返回地面。其中搭載了不同類型的8份甜菜種子，均為經過10余年選擇的甜菜優(yōu)良品系，10月26日在海南三亞播種，南繁培育母根，當年就發(fā)現(xiàn)個別品種的植株葉片稍有變異。其中甜研單胚材料HT8-86是經過多年改良選擇的甜菜單胚保持系。

2007年1月28日到海南收獲8份材料母根，空運到所內窖藏越冬，4月末栽植，觀察航天誘變對甜菜采種性狀變異的影響。在甜研單胚HT8-86的采種田里發(fā)現(xiàn)了2株突變不育株，標記為HT8-85CMS，種子單獨收獲，分別在當年南繁培育母根。收獲時在HT8-86和HT8-85CMS群體里分別發(fā)現(xiàn)了20株和24株根體肥大，根形較好的母根。

2008年4月將HT8-86和HT8-85CMS的48株母根成對配制組合采種，調查發(fā)現(xiàn)不育系100%不育，單胚率98%。同時，2008年田間生育期調查表明，航天材料HT8-86與對照比較，葉綠素含量一直表現(xiàn)較高，并且達到了5%的顯著差異，說明對于增強光合作用，提高生物產量具有較好的預期。此外，航天育種材料二倍體品系TH5-207也表現(xiàn)不俗，根體大，根形整齊。因此，2009年以突變單胚不育系TH8-85 CMS為母本分別配制了8個雜交組合，從中篩選出優(yōu)良雜交組合甜航單0919。

1.2 雜交組合配制與選育經過

雜交組合甜航單0919為二倍體甜菜單胚雜交組合，是由航天誘變的甜菜單胚保持系HT8-86而獲得的突變單胚細胞質雄性不育系TH8-85 CMS為母本，以航天誘變處理的二倍體多胚品系TH5-207為父本按4∶1比例雜交而成。制種時只收獲母本雄性不育系的單胚種子，生產上利用其雜交一代優(yōu)勢。甜菜原種不育系和保持系按3∶1制種。于2009年配制雜交組合，2010年進行多點小區(qū)試驗，2011—2012年參加黑龍江省區(qū)域試驗，2013年參加黑龍江省生產示范試驗。2014年通過黑龍江省農作物品種審定委員會審定命名。

雜交組合甜航單0919的母本材料，具有美國單胚甜菜血統(tǒng)。20世紀80年代引進時極不抗病，含糖率很低，嚴重感染褐斑病與根腐病。經過采取同步核置換技術，利用國產高糖抗病多胚O型系（保持系）作為父本對引入的甜菜單胚雄性不育系及O型系進行同步改良，導入高糖和抗病基因，經過多代回交選擇后，單胚二系抗褐斑病和根腐病能力明顯提高，含糖率超過原親本3～4度，具有較好的豐產性和適應性。通過航天誘變后，采種田里發(fā)現(xiàn)的突變不育系TH8-85 CMS表型性狀非常穩(wěn)定，經濟性狀優(yōu)良，具有非常好的育種潛力。

雜交組合甜航單0919的父本二倍體品系TH5-207，是國外高產材料與國內高糖抗病材料雜交的后代，經多年選擇，產質量性狀較好，通過航天誘變后，選擇含糖率提高明顯，抗病性增強，根體大，根頭小的個體組成輪回群體。

2 雜交組合產質量鑒定結果

2.1 小區(qū)鑒定結果

甜航單0919于2010年在所內試驗區(qū)（重病地）和所外試驗點（呼蘭果園村非病地）、齊齊哈爾市郊區(qū)進行了3點小區(qū)鑒定試驗，試驗采用隨機區(qū)組設計，2行區(qū)、4次重復，行長10m，株距25cm。結果（表1）表明，所外農村試驗地及齊齊哈爾市郊區(qū)試驗地病害較輕，根產量和含糖率均較高，所內試驗區(qū)根腐病與褐斑病較重，因而根產量和含糖率都明顯降低，3點平均根產量43972.9kg/hm2，比對照甜研309提高14.2%，含糖率16.7%，高于對照0.4度，產糖量7422.1kg/hm2，高于對照16.8%，褐斑病感染為1～2級，與對照持平，根腐病感染在5%以下。

2.2 黑龍江省區(qū)域試驗結果

甜航單0919在2011—2012年的全省2年區(qū)域試驗中（表1），區(qū)域試驗結果平均根產量52205.0 kg/hm2，比對照品種提高3.0%；含糖率17.0%，高于對照0.5度；產糖量8912.8 kg/hm2，比對照品種提高6.6%。

2.3 黑龍江省生產示范試驗結果

甜航單0919在2013年全省5點生產示范試驗中（表1），表現(xiàn)比較突出，在根產量、含糖率、產糖量3個指標上均超過了對照品種。平均根產量50434.8 kg/hm2，比對照品種提高8.7%，含糖率17.0%，比對照提高1.3度，產糖量8463.2 kg/hm2，比對照提高18.1%。

表1 航甜單0919各試驗鑒定結果

3 品種特征特性及栽培技術要點

3.1 品種特征特性

甜航單0919為二倍體甜菜，單胚高糖型，母本單胚雄性不育系TH8-85 CMS豐產性狀較好，父本二倍體品系TH5-207抗病性強，含糖率高，F(xiàn)1為二倍體單胚雜交種，雜種優(yōu)勢強，豐產性好，含糖率高，較抗褐斑病和根腐病，克服了單胚品種含糖低、抗性差的缺點。幼苗期胚軸顏色為綠色，繁茂期葉片為舌形、葉片顏色綠色，葉叢斜立。葉柄較細，葉柄長22～28cm，葉長17～25cm，葉寬13～17cm，株高55～59cm，繁茂期葉片數(shù)為26～30片；根形為楔形，根頭較小，根溝較淺，根皮白色，根肉白色。屬于中晚熟類型，生長期為150～170d。

品質分析結果：2012、2013年檢測，塊根含糖率分別為16.8%和17.0%，比對照分別提高1.0、1.3度。3年田間發(fā)病鑒定結果：褐斑病1～2級；根腐病發(fā)病率3.0%～4.9%。在適宜種植區(qū)生育日數(shù)為150d左右，需≥10℃活動積溫3100℃左右。

對甜航單0919生產種采種田調查，母本采種株型大多為混合型或單莖型，父本采種株以混合型為主，花粉量大。株高相當，花期相遇。

母本：二倍體單胚不育系，不育率99%，單胚率98%。一年生株高55～60cm，二年生甜菜株高120～130cm，結實高度25～30cm，結實密度較好（26～31粒/10cm），采種株種子結實部位低，種子產量較高。單胚種子形狀扁平，干種球千粒重為16～18g。

父本：二倍體多胚品系，一年生株高55～60cm，二年生甜菜株高130～140cm。

3.2 栽培技術要點

⑴合理輪作，精細整地：甜航單0919適宜在黑鈣土及蘇打草甸土地區(qū)種植。生產中應制定合理的輪作制度，確保輪作年限，避免重茬和迎茬；秋季深翻、深松，并結合整地增施有機肥和化肥，使土壤疏松、土質肥沃。

⑵栽培方式、密度：東北甜菜生產區(qū)，栽培方式采用壟作或平作均可，適宜紙筒育苗移栽和機械化精量點播，保苗株數(shù)6.8萬株/hm2～7.0萬株/hm2。

⑶施肥方法及公頃施肥量：對下年種植甜菜的地塊，應于當年秋季進行深翻、深松，每公頃施肥量為農家肥30t、二銨、尿素等化肥600kg。

⑷田間管理及收獲：東北甜菜生產區(qū)的適宜播期為4月下旬到5月上旬，各地應因地制宜，適期早播，確保苗全、苗齊、苗壯；及時進行田間中耕除草管理。春播出苗后，注意防治黑絨金龜子，象鼻蟲，生育期間防治地老虎、甜菜夜蛾等害蟲。收獲適期北方為9月末至10月初。

4 適宜種植地區(qū)及制種技術

4.1 品種適宜地區(qū)

根據(jù)生產示范試驗結果，甜航單0919適宜在黑龍江省佳木斯、綏化、牡丹江、哈爾濱等甜菜產區(qū)種植。

4.2 制種技術

甜航單0919雜交組合制種時，父本和母本分別培育母根，母本單胚雄性不育系與父本二倍體品系按4∶1比例栽植，要確保父母本花期一致，加強肥水管理，特別是在開花初期一定要大水灌溉1次，有利于充分授粉，提高種子發(fā)芽率。開花授粉結束以后，從田間拔除父本，以防止收獲時種子混雜。原種制種田按不育系與保持系比例3∶1栽植，制種地按照原種和生產種采種要求，實行嚴格隔離等，以保證種子質量。

5 討論

目前我國甜菜種子市場基本上被國外育種公司所壟斷，如德國的KWS、瑞士的先正達以及法國的塞斯范德哈維[1]，國產甜菜品種已經不足5%。造成這一問題的主要原因是我國甜菜科研投入不足，育種技術相對落后以及種質資源匱乏。因此，要想讓我國的甜菜育種事業(yè)與世界大公司的差距逐步縮小，航天育種技術就是一個很好的選擇。我國航天育種事業(yè)目前在世界上也處于領先的地位，近些年來取得了很大的成績，如水稻[2]、林業(yè)[3]、藥用植物[4]、園藝植物[5]、微生物[6]以及煙草[7]等等的育種上都取得了顯著的成績。目前在甜菜航天育種上已經開展了研究[8]，并且已經育成了航天新品種。甜菜航天新品種的育成使國產甜菜品種增強了競爭力，是甜菜育種上的一個新的突破。

[1]張輝，王華忠.甜菜航天誘變SP3代育種材料不同時期同工酶差異性研究[J].中國糖料，2011（1）：31-33.

[2]王慧，張建國，陳志強.航天育種優(yōu)良水稻品種華航一號[J].中國稻米，2003（6）：18.

[3]馬建華，趙廣球，楊正輝，等.航天育種及其在林業(yè)上的應用前景[J].山東林業(yè)科技，2005（3）：76-77.

[4]李金貴，谷文英，朱奎，等.航天育種及其在藥用植物上的應用展望[J].中獸醫(yī)醫(yī)藥雜志，2006（4）：15-17.

[5]韋明兵，韋瑞霞.航天育種及其在園藝植物上的應用[J].廣西園藝，2008（3）：62-64.

[6]馬成，馬偉超，安建平，等.我國微生物航天誘變育種的應用及研究進展[J].湖南農業(yè)科學，2012（19）：5-8.

[7]龔一耘，戢沛城，牟方生，等.航天育種技術在煙草雜交育種中的應用與展望[J].現(xiàn)代農業(yè)科技，2011（1）：100-101.

[8]卞桂杰，張景樓，黃淑蘭，等.我國航天育種現(xiàn)狀及甜菜誘變育種前景[J].中國甜菜糖業(yè)，2006（4）：23-25.

[9]劉乃新，吳則東，王華忠.航天誘變對甜菜生殖生長期幾種激素含量的影響[J].中國糖料，2010（2）：20-22.

Breeding of New MonogerMSugarbeet Variety HTD0919 by Spaceflight Mutation

WANG Hua-zhong1,2,3,WU Ze-dong1,2,3,WANGMao-qian1,2,3,WANG Cong-ling1,2,3,ZHU Dong-shun4,etal
(1.Key Laboratory of SugarbeetGenetics&Breeding/Heilongjiang University，Harbin 150080；2.Sugarbeet Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences/Crop Academy of Heilongjiang University，Harbin 150080;3.Key Laboratory of Northern Sugar Crop and Resources Utilization，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Harbin 150080；4.Research Institute of Light Industry,Agriculture and Sideline Raw Materials of Shandong Province,Gaomi261500)

The excellent variant individuals were screened froMspace-mutated seeds ofmonogerMmale sterility lines and diploid lines carried by space-flown breeding satellite.They were used tomake 8 cross combinations with HTD0919 as the best.HTD0919 was the first diploid monogerMsugarbeet hybrid by the space mutation technology.The results froMHeilongjiang regional and production trials show that HTD0919 has strong heterosis, good yielding ability,high sugar content,and high resistance to leaf spot and root-rot diseases.It has overcome the probelems of low sugar contentand disease susceptibility connected tomonogerMsugarbeets.

sugarbeet;newmonogerMvariety;spaceflightmutation;breeding

S566.303

A

1007-2624（2015）03-0004-03

10.13570/j.cnki.scc.2015.03.002

2014-10-19

國家航天育種工程項目（2006HT100179，2006-2010）：實踐八號育種衛(wèi)星誘變甜菜高產高抗等特性的航天育種研究；國家甜菜產業(yè)技術體系建設項目東北區(qū)育種崗位專家（CARS-210104，2011-2015）。

王華忠（1957-），男，遼寧省西豐縣人，研究員，博士生導師，從事甜菜遺傳育種研究，Email：wwhhzz0451@sohu.com