胡明成
摘 要 根據(jù)昭通地區(qū)的地理和氣候特點,昭通市農科院2011年有針對性的從國際馬鈴薯中心引進了馬鈴薯雜交實生籽共計26個組合13 000粒,實行一年春、秋、冬三季選育。到2015年止,共計選擇出178份有價值的高代育種品系,其中15個品系已生產出脫毒種薯于2015年在進行了多點種植試驗,其中ZT013-1、ZT014、ZT016、ZT016-1、ZT020-1這5個品系多方面指標都比較優(yōu)秀,具有很強的推廣應用潛力。綜述上所述,通過有針對性的親本選配和實施一年多季選育有效提高了馬鈴薯育種的工作效率,對于加快昭通市馬鈴薯品種更新?lián)Q代進程、促進昭通市馬鈴薯產業(yè)持續(xù)健康發(fā)展具有極其重要的意義。
關鍵詞 馬鈴薯;實生籽;選育;昭通市
中圖分類號:S532 文獻標志碼:A DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.18.144
馬鈴薯是全世界排名水稻和小麥之后的第三大糧食作物[1],在全球范圍內有廣泛的分布,適應不同氣候環(huán)境。其富含復合碳水化合物、維生素,且脂肪含量低,因此被認為是解決全球糧食需求量不斷增加的重要方案[2]。選育并使用優(yōu)良品種,是提高馬鈴薯產量的關鍵。
我國有計劃地進行馬鈴薯引育種工作始于1934年。20世紀80年代之前,所引進種質資源幾乎全部來自歐美發(fā)達國家,以普通栽培亞種為主,并有少量的Neo-tuberosum和野生種資源[3,4]。此后,借助于與國際馬鈴薯中心(CIP)的合作關系,開始引進南美洲馬鈴薯種質資源[5]。在過去的半個多世紀里,育成將近200個品種,但真正成功推廣大規(guī)模應用的品種相對較少。目前,馬鈴薯育種普遍存在種植資源改良滯后,組合配制盲目,品種抗病性差,繁育脫節(jié)[4]等問題。
馬鈴薯是昭通市的第二大糧食作物,種植面積約占全省的30%左右,位列云南省第二。市內最高海拔4 040 m、最低海拔267 m,地理環(huán)境多變,立體氣候突出,全市屬高原季風立體氣候,不同的海拔氣候有著較大的差異,素有“一山分四季,十里不同天”之說,具有南亞熱帶、中亞熱帶、北亞熱帶、南溫帶、中溫帶和北溫帶6種氣候類型。特殊的地理環(huán)境、豐富的氣候資源為馬鈴薯的種植提供了得天獨厚的條件。全市從高寒山區(qū)到江邊河谷均有馬鈴薯種植,種植季節(jié)包括大春、晚秋、冬早三季;馬鈴薯播種面積達20萬hm2以上,占全市糧食作物播種面積的36.1%。但目前,昭通市沒有適合大面積推廣種植的馬鈴薯品種。因此,加快選育適應性廣、抗性強、產量高、品質優(yōu)良的新品種對昭通市馬鈴薯生產具有極其重要的意義。
昭通市農業(yè)科學院在馬鈴薯育種研究上起步晚,基礎相對薄弱,擁有的育種資源少。國際馬鈴薯中心保存有豐富的馬鈴薯育種資源和豐富的親本選配經驗,與之合作,針對性地引進育種資源可有效豐富提高育種效率,真正拓寬育種資源遺傳背景。
1 材料與方法
1.1 材料
2011年,昭通市農科院通過與云南師范大學薯類作物研究所合作,從國際馬鈴薯中心引進了26個雜交組合共計13 000粒實生籽。催芽處理后,田間種植進行選育工作。除雜交F1代集中在昭通市農業(yè)科學院試驗基地進行種植外,F(xiàn)2代以后的無性世代選育皆實行一年三季選育,以大春為主、秋冬季為輔。通過2011-2014年的選育工作,共計選擇出178份具有保存或推廣價值的品系。其中15份通過莖間脫毒處理,生產出脫毒種薯,于2015年大春在昭通市昭陽區(qū)靖安鎮(zhèn)松杉村對15個品系進行了生產試驗。
1.2 田間試驗種植設計
試驗地位于昭通市昭陽區(qū)靖安鎮(zhèn)松杉村,海拔2 165 m,年平均氣溫9.50 ℃,年降水量950 mm,屬高原大陸季風氣候。土質為黃壤、微酸性,地勢較平,土質疏松,中等肥力,通風條件好,陽光充足。
按隨機區(qū)組排列,重復3次。行距50 cm,株距30 cm,每行種植20株,5行區(qū),小區(qū)面積15 m2。底肥1 000 kg/667 m 2。有機肥,復合肥(15-15-15)100 kg/667m2 。2015年3月16日人工種植,9月24日收獲。
2 結果與分析
2.1 植物學性狀比較
從表1中可以看出:株高最低為47.5 cm,最高139.5 cm,平均83.7 cm。參試品系都為直立型株型;花色有白、黃、紫3種色系,其中紫色花系有9個、占60%;長勢較好的品系有10個,占67%。晚疫病抗性表現(xiàn)整體較好,高抗品系9個,中抗品系5個,合計占93%。 生育期各種類型均有分布,以中晚熟和晚熟為主,占60%,其中晚熟5個、中晚熟4個、中熟3個、中早熟2個、早熟1個。從以上數(shù)據(jù)反映出,所選品種在各個方面基本都具有多態(tài)性,為選育適應不同生態(tài)類型的新品種提供可選擇性。
2.2 商品性狀比較
如表2所示,薯形以長橢圓最多,共計8個,占據(jù)53%。皮色有黃色和白色2種,其中白色11個、占73%。15個品系肉色與皮色一致,皆為同一色系。有4個品系呈現(xiàn)深芽眼、2個淺芽眼品系出現(xiàn)紫色芽眼。產量最高為ZT014、667 m2產3 798 kg,最低為ZT015-1、667 m2產745 kg;15個品系中,667 m2產2 t以上品系有10個,占參試品系67%。商品率總體表現(xiàn)較好,11個品系商品率在75%以上、占73%。
參試的15個品系中,綜合考慮各方面因素,至少有ZT013-1、ZT014、ZT016、ZT016-1、ZT020-1這5個品系各方面指標都比較優(yōu)秀,具有很高的應用推廣潛力。
3 討論
馬鈴薯是無性繁殖作物,分離僅存在于雜交實生苗F1代,后續(xù)無性世代的選育工作基本上是在同一個變異群體中進行不同性狀或基因型的選擇[6]。正確選用親本并合理組配是馬鈴薯育種成敗的關鍵。親本應具有育種目標所要求的主要性狀指標[7];親本組配應具有最少的不利性狀和最多的有利性狀,雙親性狀要能互補,用雙親基因差異大或親緣關系遠,配合力強的親本配置雜交組合易取得成功[8]。隨著生物技術的發(fā)展,已經出現(xiàn)了一些可以用于輔助親本選配的分子標記,如cpDNA標記技術[9]。
傳統(tǒng)的馬鈴薯育種需要10 a左右的時間,但通過國際馬鈴薯中心針對昭通地區(qū)的親本合理配置,結合昭通一年可以三季生產馬鈴薯的特點,開展一年三季選育工作,將新品種的育種時間縮短到了3~5 a,大大縮短了選育周期。結合脫毒苗組培快繁技術,品種成熟后,可快速生產出高質量種薯,提高新品種推廣應用的時效性。
文中所列15個品系為本次育種工作入選優(yōu)秀材料中的一小部分,剩余品系將陸續(xù)通過莖尖脫毒處理成為組培苗進行保種。在保留的品系中,大部分品系有至少一方面比較優(yōu)秀的性狀,可作為后續(xù)雜交育種的親本使用;也有少部分綜合性狀較好,在后續(xù)的育種工作中,進一步驗證后推廣使用;也可以根據(jù)品種適應特性,在昭通尋找適合的環(huán)境小面積推廣,成為地方特色品種。無論何種形式的應用,本次引進實生籽發(fā)展而來的材料,都將在將來昭通的馬鈴薯育種工作中得到充分應用,對昭通市馬鈴薯遺傳背景的豐富起到重要作用。
參考文獻
[1]Hancock RD, Morris W, Ducreux LJ et al. Physiological, Biochemical and Molecular Responses of the Potato (Solanum tuberosum L.) Plant to Moderately Elevated Temperature[J]. Plant, Cell & Environment, 2013(37):439–450.
[2]Corrêa RM, Pinto JB, Faquin V et al. The Production of Seed Potatoes by Hydroponic Methods in Brazil[J].Fruit,Vegetable and Cereal Science and Biotechnology,2009,3(1):133–139.
[3]呂文河,秦昕,王鳳義,等.中國馬鈴薯野生近緣栽培種利用研究進展,中國馬鈴薯研究與產業(yè)開發(fā)[M].哈爾濱:哈爾濱工程大學出版社,2003:83-94.
[4]金黎平,屈東玉,謝開元,等.中國馬鈴薯育種技術研究進展,中國馬鈴薯研究與產業(yè)開發(fā)[M].哈爾濱:哈爾濱工程大學出版社,2003:10-19.
[5]李燦輝,隋啟君,龍維彪,等.馬鈴薯抗晚疫病育種新策略及其研究進展.中國馬鈴薯研究與產業(yè)開發(fā)[M].哈爾濱:哈爾濱工程大學出版社,2003:113-120.
[6]Ross H. Potato Breeding: Problems and Perspectives [J]. J Plant Breeding. 1986. Supplement 13.
[7]騰偉麗.克新號品種演變規(guī)律及遺傳背景[J].馬鈴薯雜志,1999,13(3):160-162.
[8]王春珍,李蔭藩.新世紀我國馬鈴薯產業(yè)面臨的問題與對策[J].中國種業(yè),2008(2):87-89.
[9]胡祚,郝大海,段曉艷,等.cpDNA標記在馬鈴薯雜交親本選配中的應用[J].種子,2011,30(8):29-33.
(責任編輯:劉昀)