陳麗 ，趙春雷

（1.黑龍江大學(xué)農(nóng)作物研究院/中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院甜菜研究所，哈爾濱150080；2.黑龍江省普通高等學(xué)校甜菜遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱150080；3.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北方糖料作物資源與利用重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱150080）

0 引言

甜菜作為重要的制糖原料在我國北方廣泛種植，為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)揮著重要作用。但是，生產(chǎn)上使用的甜菜品種仍然依靠國外進(jìn)口，急需培育出具有豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病、株型適宜密植、根形整齊適宜機(jī)械化收獲的自育甜菜新品種[1-2]。由于我國是甜菜非起源國，種質(zhì)資源匱乏，存在自育品種遺傳基礎(chǔ)狹窄等原因，成為限制新品種選育的主要瓶頸問題[3]。因此，充分挖掘和利用國內(nèi)現(xiàn)有甜菜種質(zhì)資源及引進(jìn)國外種質(zhì)材料，創(chuàng)新優(yōu)異種質(zhì)，培育符合育種目標(biāo)的親本品系，作為新品種選育的親本材料，是提高育成品種性狀水平的最有效途徑[4]。本研究旨在采用傳統(tǒng)雜交育種法創(chuàng)造優(yōu)異的授粉系和遺傳基礎(chǔ)豐富的種質(zhì)資源材料[5]，期望有助于早日培育出國產(chǎn)的優(yōu)良甜菜品種，確保我國甜菜生產(chǎn)及食糖生產(chǎn)安全[6]。

1 選育經(jīng)過

DP24的選育[7]是以從國外引進(jìn)的抗叢根病種質(zhì)資源材料W12（該種質(zhì)花粉量特別少）中選擇26株母根為母本，以從3個(gè)自育的優(yōu)良品系（KH、1303/111、F111）中各選2株性狀極好的母根為父本，栽植在隔離區(qū)自由授粉、自然雜交，分別收獲正、反交組合種子；DP24是其反交組合經(jīng)過3個(gè)世代母根單株選擇混合采種，之后進(jìn)行一次單株自交選擇，對(duì)入選的優(yōu)良株系進(jìn)行擴(kuò)繁，在哈爾濱呼蘭鄉(xiāng)下非感病地和感病地（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院甜菜研究所試驗(yàn)地）進(jìn)行試驗(yàn)鑒定，同時(shí)進(jìn)行了3個(gè)世代大面積培育母根，對(duì)地上部和地下部進(jìn)行高強(qiáng)度選擇，田間入選的母根再進(jìn)行單株化驗(yàn)糖分，入選的優(yōu)良母根混合采種—成系，如圖1所示。

2 品系DP24產(chǎn)質(zhì)量性狀和抗病性表現(xiàn)

圖 1 品系 DP24選育過程Fig. 1 B reed ing p rocess o f sugar beet line DP24

品系DP24經(jīng)2006—2009年4年感病地試驗(yàn)鑒定和2009年非感病地試驗(yàn)鑒定，結(jié)果如表1和表2所示。4年感病地鑒定表現(xiàn)較強(qiáng)的抗病性，根產(chǎn)量比抗病性較強(qiáng)的對(duì)照品種甜研8號(hào)、甜研203和甜研309增產(chǎn)-4.3%～53.5%，并且2008年和2009年分別達(dá)到顯著和極顯著水平；含糖率提高0.82～2.48度，其中3年達(dá)到極顯著水平；產(chǎn)糖量提高2.9%～64.3%，其中2年達(dá)到顯著水平；抗褐斑病和根腐病，比表現(xiàn)抗病的品種[8-10]甜研309、甜研8號(hào)、甜研203低0～0.76級(jí)，根腐病罹病率比甜研8號(hào)和甜研309低0.5%～10.2%，較耐叢根病，叢根病病情指數(shù)與耐叢根病品種持平，比甜研8號(hào)低9.2。非感病地鑒定根產(chǎn)量比豐產(chǎn)性較強(qiáng)的中美合育品種ZM202[11]減產(chǎn)17.4%，含糖率提高1.93度，并達(dá)到顯著水平，產(chǎn)糖量為ZM202的92.6%。

表1 DP24歷年產(chǎn)質(zhì)量性狀小區(qū)試驗(yàn)鑒定結(jié)果Table 1 Yield and quality of DP24 in field experimental trials over tested crops

表2 DP24歷年抗病性狀小區(qū)試驗(yàn)鑒定結(jié)果Table 2 The disease resistance of DP24 in field experimental trials over tested crops

3 DP24在雜交育種上的利用

3.1 以DP24作為親本之一配制的多胚雜交組合

以DP24作為親本配制的多胚雜交組合之一DH084，2007—2009年經(jīng)哈爾濱呼蘭鄉(xiāng)下試驗(yàn)地產(chǎn)質(zhì)量鑒定及所內(nèi)試驗(yàn)地抗病性鑒定和異地鑒定，表現(xiàn)豐產(chǎn)偏高糖，抗褐斑病、耐叢根病和根腐病。2010—2012年參加黑龍江省甜菜品種區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)，表現(xiàn)優(yōu)良（見表3），達(dá)到新品種審定標(biāo)準(zhǔn)，2013年通過黑龍江省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定命名為“甜研208”[7]。

表3 黑龍江省區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Results of regional and production tests in Heilongjiang province

3.2 以DP24為授粉者與新型細(xì)胞質(zhì)單胚雄性不育系配制單胚雜交組合

以DP24為授粉者與新型細(xì)胞質(zhì)單胚雄性不育系配制雜交組合6個(gè)，雜交組合在非感病地產(chǎn)質(zhì)量性狀試驗(yàn)鑒定結(jié)果如表4所示。6個(gè)雜交組合中根產(chǎn)量和含糖率均表現(xiàn)比較突出的組合3個(gè)，為1111、1607和1608，占配制組合數(shù)的50%，其中1609組合表現(xiàn)豐產(chǎn)性較好，比自育品種甜研208增產(chǎn)9.9%，為國外品種KWS1176的96.9%。雜交組合抗病鑒定結(jié)果如表5所示，1111組合抗褐斑病性強(qiáng)，在感病地試驗(yàn)鑒定褐斑病病情平均比國外品種（KWS4121、Beta866、Beta064）低1.9級(jí)，根產(chǎn)量為42 237.0 kg/hm2，比對(duì)照品種增產(chǎn)0.4%，含糖率為15.42%，比對(duì)照品種提高1.60度。1404和1409組合亦較抗褐斑病，1607、1608和1609三個(gè)組合尚未進(jìn)行抗病性鑒定。

表4 DP24作為授粉者配制的新型細(xì)胞質(zhì)單胚雄性不育系雜交組合在非感病地產(chǎn)質(zhì)量性狀鑒定結(jié)果Table 4 Yield and quality of combination crossing CMS line and DP24 as pollinator in non-susceptible sites

表5 DP24作為授粉者配制的新型細(xì)胞質(zhì)單胚雄性不育系雜交組合在感病地鑒定結(jié)果*Table 5 Yield and quality of combination crossing CMS line and DP24 as pollinator in susceptible sites

4 結(jié)論與討論

品系DP24苗期生長(zhǎng)勢(shì)較強(qiáng)，葉叢較直立，葉色綠，葉片舌形，葉面平滑、葉柄較細(xì)、硬挺；根圓錐形，根頭小，根溝較淺，根皮白色、較光滑，根肉白色。該品系屬標(biāo)準(zhǔn)偏高糖型，含糖率高，抗褐斑病和根腐病，較耐叢根病。該品系為多粒有粉系，花藥飽滿，花粉量大，種株株型好，配合力高，是理想的授粉系。

以DP24作為親本之一育成甜菜新品種“甜研208”，以DP24為授粉者與新型細(xì)胞質(zhì)單胚雄性不育系配制雜交組合6個(gè)，雜交組合非感病地產(chǎn)質(zhì)量性狀試驗(yàn)鑒定，根產(chǎn)量和含糖率均表現(xiàn)比較突出的組合3個(gè)（1111、1607和1608），占配制組合數(shù)的50%，1609組合表現(xiàn)豐產(chǎn)性好，比自育品種甜研208增產(chǎn)9.9%，為國外品種KWS1176的96.9%。雜交組合抗病鑒定，1111組合抗褐斑病性強(qiáng)，在感病地試驗(yàn)鑒定褐斑病病情平均比國外品種低1.9級(jí)，根產(chǎn)量為42 237.0 kg/hm2，比對(duì)照品種增產(chǎn)0.4%，含糖率為15.42%，比對(duì)照品種提高1.60度。1404和1409組合亦較抗褐斑病。

本研究的親本W(wǎng)12為引進(jìn)種質(zhì)資源，因該種質(zhì)花粉量特別少，通過調(diào)整雜交親本母根配置比例，達(dá)到花粉量的平衡，即W12為26株，其余3個(gè)親本（KH、1303/111、F111）各2株。甜菜屬典型的異交作物(開放授粉自交率僅1.4%～0.6%)[12]，具小型兩性花器，進(jìn)行人工雜交比較困難，本研究采用了自然雜交，亦可獲得較高的雜交率。W12為引進(jìn)的抗叢根病種質(zhì)資源，其中3個(gè)自育親本主要目標(biāo)性狀表現(xiàn)優(yōu)良，KH系號(hào)綜合性狀均比較突出，1303/111系號(hào)表現(xiàn)含糖率高，抗褐斑病、耐根腐病，根產(chǎn)量中等，F(xiàn)111系號(hào)表現(xiàn)高糖、抗褐斑病，通過雜交可使其基因重組、有益累加。

對(duì)自然雜交后代的處理，低世代要采用混合選擇法，創(chuàng)造更多基因重組的機(jī)會(huì)。F1代田間培育母根應(yīng)淘汰根型、株型等性狀不符合育種目標(biāo)的個(gè)體，在F2代和F3代對(duì)遺傳力低的根產(chǎn)量性狀不宜過嚴(yán)選擇，對(duì)含糖率和抗褐斑病性遺傳力高的性狀，在早期世代嚴(yán)格選擇，使其較快地穩(wěn)定和提高。根據(jù)褐斑病抗性與含糖率以及工藝品質(zhì)性狀呈密切正相關(guān)的特點(diǎn)，經(jīng)合理選擇使其得到同步提高[13-14]。

在F5代遺傳力高的主要性狀已趨于穩(wěn)定，開始對(duì)遺傳力較低的根產(chǎn)量性狀進(jìn)行嚴(yán)格選擇的同時(shí)進(jìn)行組合測(cè)配，組合、系號(hào)試驗(yàn)鑒定，加速育種進(jìn)程，提高育種工作效率。

今后要借鑒借助分子標(biāo)記等技術(shù)進(jìn)一步研究甜菜品系的遺傳多樣性及其親緣關(guān)系[15]，有助于指導(dǎo)甜菜優(yōu)良品系的選育。甜菜未來的育種應(yīng)是采用傳統(tǒng)育種方法同現(xiàn)代育種技術(shù)手段相結(jié)合，即在常規(guī)的基礎(chǔ)上，采用分子標(biāo)記、基因工程技術(shù)、組學(xué)技術(shù)等現(xiàn)代手段將多個(gè)抗性基因聚合到一起；利用野生資源，通過雜交等手段創(chuàng)造具有特定抗性的種質(zhì)資源，實(shí)現(xiàn)聚合育種，是現(xiàn)在和未來發(fā)展的方向，有望培育出高產(chǎn)質(zhì)量的甜菜品種，達(dá)到潛在最高的產(chǎn)糖量24 t/hm2[5，16-17]，實(shí)現(xiàn)甜菜育種質(zhì)的飛躍。