夏紅明，胡鑫，姚麗，趙俊，昝逢剛，劉家勇，趙麗萍，吳才文，楊昆，覃偉，趙勇，陳學(xué)寬，吳轉(zhuǎn)娣，趙培方

（云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所/云南甘蔗遺傳改良重點(diǎn)試驗(yàn)室，云南開遠(yuǎn)661699）

0 引言

中國是世界第三大蔗糖生產(chǎn)國，蔗糖產(chǎn)量占中國食糖總產(chǎn)的90%以上[1-2]。廣西和云南分別是我國第一和第二大蔗糖生產(chǎn)地區(qū)，兩個(gè)蔗區(qū)的主栽甘蔗品種中，新臺(tái)糖系列品種占有重要地位，有的品種是全國性主栽品種，有的是區(qū)域性品種。據(jù)云南糖網(wǎng)報(bào)道[3]，我國主栽品種中ROC22種植面積依然最大，盡管面積占比從2016/2017年榨季的55.54%下降至2018/2019年榨季的39.89%，但面積占比仍然高于其后排名前10位的甘蔗品種種植面積占比之和39.31%，新臺(tái)糖系列品種的ROC25和ROC79-29排名第五和第十，另外新臺(tái)糖系列的其它品種在某些蔗區(qū)也占有重要地位。新臺(tái)糖品種同時(shí)被作為重要親本雜交利用，如利用ROC10作為母本育成重要甘蔗親本云蔗94-343和云瑞05-292，利用云蔗94-343育成了早熟高糖甘蔗新品種云蔗08-1609[4]，利用ROC22育成了柳城03-182和柳城03-1137等，利用ROC23育成云蔗05-51[5]，利用ROC25育成了抗旱甘蔗品種云蔗03-194和云蔗03-258。利用主栽品種作親本選育新品種，既可保持親本大多數(shù)優(yōu)良性狀，還有利于性狀的積累，易于培育出更為優(yōu)良的雜交后代，是提高甘蔗育種效益的重要途徑與手段[6]。

甘蔗黑穗病是甘蔗的重要病害之一，威脅著世界主要植蔗國家和地區(qū)的蔗糖產(chǎn)業(yè)安全，選育抗病品種是防治該病最有效手段[7-8]。國內(nèi)各主要育種單位對(duì)選育抗黑穗病品種非常重視，在抗黑穗病品種的選育中，夏紅明等[9]在“五圃制”品種選育程序的早期階段鑒定圃進(jìn)行抗黑穗病鑒定篩選，能盡早發(fā)現(xiàn)和淘汰感病材料，就可避免品系材料在選育過程中帶有不良感病性狀而入選的風(fēng)險(xiǎn)。夏紅明等[10]對(duì)大田移栽前甘蔗實(shí)生苗進(jìn)行黑穗病接種脅迫，將假植的甘蔗實(shí)生苗沿土表剪去主莖后，用黑穗病菌懸浮液澆入實(shí)生苗分蘗芽，待分蘗芽萌發(fā)感病后，淘汰感病的實(shí)生苗單株及大量感病的組合。莫周美等[11]對(duì)11個(gè)雜交組合的實(shí)生苗及其F1代材料進(jìn)行人工接種黑穗病菌和自然感病處理，對(duì)其雜交組合進(jìn)行黑穗病抗性鑒定，結(jié)果顯示人工接種處理比自然感病處理對(duì)組合的黑穗病抗性選擇效果更明顯。

本文利用新臺(tái)糖系列甘蔗品種與不同類型的甘蔗品種雜交，對(duì)后代實(shí)生苗進(jìn)行人工接種黑穗病菌脅迫，根據(jù)后代的抗黑穗病表現(xiàn)，研究新臺(tái)糖系列親本及所選配組合的抗病特點(diǎn)和育種潛力，以期為新臺(tái)糖系列親本的使用及組合的選配提供科學(xué)依據(jù)，盡早發(fā)現(xiàn)和淘汰感病材料及組合，提高抗黑穗病育種效率，縮短抗黑穗病品種育種年限。

1 材料與方法

1.1 親本來源

中國臺(tái)灣不同時(shí)期培育的新臺(tái)糖系列甘蔗親本或品種7個(gè)，分別為ROC10、ROC22、ROC23、ROC24、ROC25、ROC26和ROC28。

1.2 組合選配及雜交

利用不同類型親本與新臺(tái)糖系列甘蔗品種進(jìn)行雜交，根據(jù)親本種性表現(xiàn)和血緣基礎(chǔ)對(duì)組合進(jìn)行選配，雜交季節(jié)根據(jù)親本的開花情況同時(shí)在海南甘蔗育種場、所本部和瑞麗甘蔗育種基地對(duì)所選配的組合進(jìn)行雜交，成功獲得種子并培育出足夠苗量的組合20個(gè)，參試組合見表1。

1.3 實(shí)生苗接種病菌

甘蔗實(shí)生苗種植大田前人工接種黑穗病菌，配制黑穗病病菌濃度為5×106孢子/mL的懸浮液，將參試組合的實(shí)生苗放入懸浮液中浸漬接種1 min，接種后推入25～30℃的溫室過夜，次日定植于大田。接種黑穗病病菌孢子為上一年大田采集的混合孢子。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

20個(gè)組合核心評(píng)價(jià)試驗(yàn)區(qū)完全安排在本所(開遠(yuǎn))試驗(yàn)基地的同一試驗(yàn)地內(nèi),各組合實(shí)生苗均采用隨機(jī)區(qū)組，3次重復(fù)設(shè)計(jì)。行長6 m，行距1 m，每小區(qū)種植1行，株距0.4 m，每行栽種15苗。試驗(yàn)中除11、14、19和20號(hào)組合栽種兩重復(fù)30苗外，其余每個(gè)組合核心試驗(yàn)皆栽種45苗。試驗(yàn)地為壤土，前作為甘蔗，肥力中等且均勻，生產(chǎn)管理水平同大田種植。

1.5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)收集及分析

由于種植時(shí)間晚，當(dāng)年不進(jìn)行調(diào)查，次年1月將甘蔗幼莖沿地表割出，進(jìn)行宿根管理，試驗(yàn)于撥節(jié)后期調(diào)查每行的總叢數(shù)、感病叢數(shù)和感病叢的總莖數(shù)、感病叢的感病莖數(shù)等數(shù)據(jù)。計(jì)算每行的叢感病率及莖感病率。統(tǒng)計(jì)分析軟件為SPSS 21。

2 結(jié)果與分析

2.1 參試組合平均叢感病率及平均莖感病率相關(guān)性分析

將各組合3個(gè)重復(fù)的平均叢感病率與平均莖感病率（見表1）進(jìn)行相關(guān)性分析，Pearson系數(shù)為0.923**，兩者關(guān)系達(dá)極顯著正相關(guān),說明兩種感病率指標(biāo)在反映組合的抗病表現(xiàn)上相一致。

表1 參試組合的抗黑穗病表現(xiàn)Table1 Theincidenceof smutin thetested sugarcanefamilies

2.2 參試組合抗病性表現(xiàn)方差分析

對(duì)試驗(yàn)各組合3個(gè)重復(fù)的叢感病率及莖感病率數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析（見表1），結(jié)果顯示，組合間叢感病率和莖感病率均為差異顯著，說明人工接種脅迫試驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)⒖共⌒詮?qiáng)、中、弱的組合鑒別出來，從而將感病嚴(yán)重的組合進(jìn)行淘汰。

2.3 參試組合抗病性表現(xiàn)聚類分析

用平均叢感病率進(jìn)行聚類分析（見圖1），聚類分析采用平均Euclidean距離法分類。從圖1中可以看出，當(dāng)聚類距離為5時(shí)，20個(gè)組合抗病性可分為3種類型，3和12號(hào)為一類；7、10、11和13號(hào)聚為二類；其余組合聚為三類。對(duì)比表1可知，第一類發(fā)病最重為感病，第二類發(fā)病為中等，第三類發(fā)病較輕為抗病。

圖1 參試組合發(fā)病率的聚類圖Fig.1 Clustering map based on the smut incidence of tested families

實(shí)生苗選育時(shí)結(jié)合表1，參試的20個(gè)組合全部發(fā)病，發(fā)病最重的第一類組合3和12號(hào)，即ROC22×內(nèi)江03-218和科5×ROC28，平均叢感病率、平均莖感病率分別為24.74%、11.5%和28.48%、18.44%，根據(jù)對(duì)黑穗病抗病品種的選育目標(biāo)，可以進(jìn)行淘汰；發(fā)病中等的第二類組合7、10、11和13號(hào)，即ROC28×粵糖91-976、福農(nóng)99-20169×ROC28、桂糖00-122×ROC28和柳城07-500×ROC22，平均叢感病率在12%～18%間，平均莖感病率在3%～15%間，在甘蔗選育時(shí)可控制入選數(shù)量，只入選不感病或叢發(fā)病莖數(shù)少的優(yōu)良材料；發(fā)病較輕的第三類組合，可根據(jù)品種選育目標(biāo)，放寬材料入選數(shù)量。

3 討論

3.1 新臺(tái)糖系列甘蔗親本抗黑穗病特點(diǎn)及親本的選配

新臺(tái)糖系列品種是中國大陸重要的甘蔗品種，很多學(xué)者對(duì)新臺(tái)糖系列品種的黑穗病抗性水平做過研究，如ROC22為6級(jí)感病[12]和8級(jí)高感[13]、ROC10為7級(jí)感病[13]和5級(jí)中感[14]、ROC16為5級(jí)中感[12，15]、ROC25為4級(jí)中抗[13]、ROC20為7級(jí)感病[13]、ROC24為4級(jí)中抗[14]、ROC23為6級(jí)感病[15]、ROC1為1級(jí)高抗[15]，由于試驗(yàn)環(huán)境不同，材料的抗性表現(xiàn)可能會(huì)有所差異，在參試的ROC10、ROC22、ROC23、ROC24、ROC25中，抗病性都為中等以上，為了利用其生產(chǎn)上的優(yōu)異性狀，可選用抗病親本以其雜交，在親本選配時(shí)要考慮對(duì)黑穗病抗性的遺傳力、配合力等遺傳特性。ROC22在生產(chǎn)上感黑穗病，在本試驗(yàn)中，ROC22做母本與內(nèi)江03-218配制組合3，ROC22做父本分別與德蔗93-88、柳城07-500、內(nèi)江97-128和云瑞09-1011配制組合9、13、14和19號(hào)，其中3號(hào)組合感病重，13號(hào)組合感病中等，其余組合感病輕，因此，通過良好的親本選配，仍然可以獲得抗病的組合。以ROC28為母本分別與粵糖91-976和云蔗02-588配制7和8號(hào)組合，組合7為中等，組合8為抗病，其中親本云蔗02-588為抗?。灰訰OC28為父本分別與6個(gè)親本配制6個(gè)組合1、10、11、12、16和18號(hào)，其中12號(hào)組合為感病，10和11號(hào)組合為中等，1、16和18號(hào)組合為抗病，ROC28配制的組合，感病和中等抗性的組合占一半，盡管沒有公開的鑒定試驗(yàn)報(bào)道，估計(jì)ROC28的抗性水平不會(huì)是抗病。其它參試新臺(tái)糖系列品種配制的組合都為抗病，但ROC23、ROC24和ROC25在本試驗(yàn)中只做母本，ROC10和ROC26只做父本，因此親本配制組合抗病性評(píng)價(jià)不完善，但說明上述新臺(tái)糖系列親本能配制抗病類型組合。

3.2 新臺(tái)糖系列品種后代組合和單株抗病性篩選

雜交后代1株實(shí)生苗就是一個(gè)品系，入選后擴(kuò)大繁殖，經(jīng)品種登記后就成為品種。進(jìn)行品種抗病性鑒定一般需要45～60個(gè)芽，而在前期實(shí)生苗階段進(jìn)行抗病性篩選，1株實(shí)生苗的抗性表現(xiàn)會(huì)受到環(huán)境或偶然因素的影響，但如果1株實(shí)生苗發(fā)育為1叢甘蔗后，并且有多條分蘗莖感病，那么這株實(shí)生苗擴(kuò)繁后，進(jìn)行抗病性鑒定，其感病率將會(huì)較高，因此，對(duì)于有多條分蘗莖感病的實(shí)生苗可以淘汰。對(duì)于組合的篩選，需要組合有一定的苗量，在進(jìn)行病菌接種后，結(jié)合叢感病率和莖感病率兩個(gè)指標(biāo)，就能減少環(huán)境或偶然因素的影響對(duì)感病組合進(jìn)行淘汰。