陳俊呂，張垂明，周峰，胡后祥，邱永生，謝源，王勤南

（1.廣州甘蔗糖業(yè)研究所海南甘蔗育種場，海南三亞 572025；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部廣東甘蔗種質(zhì)資源與利用科學觀測實驗站，海南三亞 572025；3.福建農(nóng)林大學國家甘蔗工程技術研究中心，福州 350002）

0 引言

甘蔗（Saccharumspp.hybrids）是一種高生物量的多年生C4作物，可利用它生產(chǎn)食糖和乙醇，還可以進一步有效地開發(fā)利用其副產(chǎn)物，如用蔗渣燃燒發(fā)電和生產(chǎn)紙漿等[1-2]。甘蔗是世界上主要的糖料作物，甘蔗糖分別占世界和我國食糖總量的80%[3]和90%[4-5]。甘蔗為異源多倍體，其全基因組大小約為10 Gb，重復區(qū)域高達50%，遺傳背景復雜[6-8]。利用優(yōu)良品種的選育和推廣是推動甘蔗產(chǎn)業(yè)發(fā)展最經(jīng)濟有效的措施之一[9-10]，而親本材料是選育優(yōu)良甘蔗品種的物質(zhì)基礎，沒有好的親本材料就無法進行優(yōu)良品種選育[11]。沒有親本材料的創(chuàng)新，更難以選育出突破性的品種。甘蔗品種改良過程就是通過親本材料的不斷更新，使栽培品種的生產(chǎn)性能逐代得到改進，產(chǎn)量和質(zhì)量逐代得到提高。從50 年代開始，廣東省科學院生物工程研究所海南甘蔗育種場注重甘蔗親本材料的篩選，組織大量的科技人員對國內(nèi)外引進的1 000多份親本材料進行篩選，包括種性研究、花期調(diào)控、工農(nóng)藝性調(diào)查等，初步篩選出如‘CP72-120’、‘新臺糖1 號’、‘粵農(nóng)73-204’、‘湛蔗74-141’、‘科5’、‘CP84-1198’、‘CP57-614’、‘Co1001’和‘CP49-50’等一批甘蔗優(yōu)異親本，該批優(yōu)異親本已選育出一大批甘蔗優(yōu)良新品種。同時，在種質(zhì)資源創(chuàng)新利用方面也取得了一些突破，利用當?shù)兀ㄑ鲁牵┮吧N與‘Badila’等甘蔗熱帶種進行遠緣雜交，創(chuàng)制一批含野生種‘割手密’血緣的親本，已被成功用作常用雜交親本，如‘崖城71-374’、‘崖城84-125’和‘崖城84-153’等，至今利用該批親本已選育出40多個品種通過審定，并在全國各蔗區(qū)推廣種植[12]。通過遠緣雜交技術將‘斑茅’的抗逆性和強宿根性基因?qū)氲皆耘喾N中，成功獲得‘斑茅’F1[13]，并不斷回交已選育出含‘斑茅’血緣的‘崖城07-71’、‘崖城06-140’等優(yōu)異親本并已釋放給全國各育種單位雜交利用及研究?！鲁恰盗袆?chuàng)新親本除在甘蔗雜交育種廣泛用于生產(chǎn)性雜交外，還為科研院所在甘蔗遺傳學、細胞學等方面的研究提供了寶貴的研究材料。

創(chuàng)制親本的數(shù)量和質(zhì)量很大程度上影響著甘蔗選育種的效率。一個優(yōu)良親本對優(yōu)良品種選育的作用舉足輕重，其效益是難以估量的。我國臺灣糖業(yè)公司屏東甘蔗育種站自1946 年選出含‘大莖野生種’血緣的‘PT43-52’以來，至今已育出數(shù)十個含該親本血緣的‘臺糖’和‘新臺糖’系列的著名品種，如‘臺糖141’、‘臺糖146’、‘臺糖152’、‘臺糖172’、‘新臺糖1 號’、‘新臺糖5 號’、‘新臺糖10 號’、‘新臺糖16 號’、‘新臺糖22號’等，其中，‘新臺糖10號’、‘新臺糖16號’、‘新臺糖22 號’是我國蔗區(qū)的主要栽培品種，對我國蔗糖業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的影響[14-15]。因而，一個優(yōu)異親本遠比一個良種重要。早在19 世紀，JESWEIT 等人將熱帶種和‘割手密’天然雜交種‘Kassoer’進行高貴化育種，育成抗萎枯病的高產(chǎn)高糖品種‘POJ2878’，成為世界性的優(yōu)良品種和最優(yōu)異的親本，大大促進了世界甘蔗育種的發(fā)展[16]。1912 年BARBER 進行‘Vellai’（熱帶種）與印度細莖野生種的雜交，選育出適應于印度亞熱帶環(huán)境條件種植的F1代品種，繼而與印度種雜交，育成具有3 個種血緣的一系列‘Co’型品種，已經(jīng)成為世界上多個國家甘蔗育種的重要親本。本研究以我國甘蔗雜交選育出的新品種為調(diào)查對象，對其親本的選育效果進行分析，以期為甘蔗育種的雜交組合選配及雜交利用提供參考，為進一步研究甘蔗品種改良奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 育成育種親系材料收集

根據(jù)種子管理部門發(fā)布的品種審（鑒、認）定信息和中華人民共和國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部政務服務平臺非主要農(nóng)作物品種登記公布信息，收集到我國2010—2020 年通過省級以上審（鑒、認）定或農(nóng)業(yè)農(nóng)村部登記的97 個甘蔗新品種（表1）。品種親系資料主要依據(jù)《中國大陸甘蔗種質(zhì)資源保育名錄》和有關資料[17-19]進行收集整理。

表1 2010—2020 期間國內(nèi)育成甘蔗品種及其親系Table 1 The cultivars developed during 2010-2020 and their parentage

續(xù)表1 Continued Table 1

1.2 數(shù)據(jù)處理

利用廣東省科學院生物工程研究所海南甘蔗育種場種質(zhì)資源數(shù)字化管理系統(tǒng)V1.0（以Microsoft Access為數(shù)據(jù)庫平臺）建立品種親系查詢系統(tǒng)。

2 結果與分析

2.1 育成品種親本使用情況

育成的97個品種中共使用79個親本（表2）。按使用次數(shù)統(tǒng)計，在總共196次親本使用中，使用頻率最高的親本是‘新臺糖22號’，直接作親本次數(shù)達18次（其中作母本3 次，作父本15次），占比9.18%。使用頻率排在第二的是‘新臺糖25號’，直接作親本次數(shù)達13 次（其中作母本10 次，作父本3次），占比6.63%。使用頻率排在第三直接作親本次數(shù)達10 次的有3 個，分別為‘新臺糖10 號’（其中作母本3 次，作父本7 次）、‘CP84-1198’（其中作母本2 次，作父本8 次）、‘粵糖85-177’（其中作母本8 次，作父本2 次），占比均為5.10%。79個親本中有31個親本育成品種超過2個，占比39.24%。

表2 我國2010—2020 年自育甘蔗品種的親本使用次數(shù)統(tǒng)計結果Table 2 Hybridization times of parental clones that generated cultivars in China from 2010 to 2020

續(xù)表2 Continued Table 2

2.2 育成品種親本作父母本效果評價

使用親本中有20 個親本選育出品種超過3 個，占比25.32%。其中，作母本效果好于作父本的有10 個親本，特別是‘湛蔗92-126’、‘云蔗94-343’、‘粵糖92-1287’作父本未選出品種；作父本效果好于作母本的有9個親本，特別是‘崖城84-125’作母本未選出品種；‘CP72-1210’作母本和作父本各選出2個新品種。

2.3 育成品種不同來源親本分析

對育成的97 個品種中使用的79個親本進行不同來源分析（表3），其中利用‘粵糖’育成甘蔗新品種達62個，占比31.63%，排名第一，可見‘粵糖’或‘粵農(nóng)’系列作為親本育成品種效果顯著；‘新臺糖’系列育成甘蔗新品種達58 個，占比29.59%，排名第第二；國外系列親本包括‘CP’系列、‘HoCP’系列、‘Q’系列、‘QS’系列和‘K’系列等，作為親本育成新品種達40 個，占比20.41%，排名第三；‘桂糖’系列作親本育成甘蔗新品種達13 個，占比6.63%；云蔗系列包括‘云瑞’等作為親本育成新品種達12 個，占比6.12%；其他系列包括‘福農(nóng)’、‘閩糖’、‘贛蔗’和‘梁河’等作為親本育成新品種11個，占比5.61%。

表3 不同來源親本育成新品種統(tǒng)計Table 3 Summary of various sources of parental clones for sugarcane cultivars developed in China

2.4 創(chuàng)新親本利用情況分析

‘崖城’系列親本是海南甘蔗育種場利用當?shù)兀ㄑ鲁牵┮吧崤c‘Badila’等甘蔗熱帶種進行遠緣雜交，創(chuàng)制的一批含新血緣‘海島’型親本，具有抗旱、抗逆、耐貧瘠、抗病性強、光合速率高、遺傳配合力強等特性[20]。使用9個含本土‘割手密’血緣的‘崖城’系列作親本，育成品種達19個，占比9.69%（表3）?？梢姡收嵋吧N本土‘割手密’的開發(fā)利用和擴大遺傳基礎方面在我國甘蔗雜交育種中起著越來越重要的作用。

3 討論與結論

（1）對育成97 個品種中的親本進行分析，‘粵糖’系列、‘新臺糖’系列和國外引進材料（主要是‘CP’系列和‘HoCP’系列）作親本選育出優(yōu)異品種數(shù)最多[21]，特別是‘新臺糖22 號’、‘新臺糖25 號’、‘新臺糖10 號’、‘CP84-1198’和‘粵糖85-177’作親本育成品種排在前三名，表明‘粵糖’系列、‘新臺糖’系列和國外引進材料作親本對我國甘蔗新品種選育成效顯著。

（2）使用9 個含本土‘割手密’血緣的‘崖城’系列作親本育成品種達19 個，占比9.69%?？梢?，甘蔗野生種本土‘割手密’的開發(fā)利用和擴大遺傳基礎方面在我國甘蔗雜交育種中起著越來越重要的作用。

（3）關于親本利用的一些看法：要成功利用一個親本不易，要有充分評價數(shù)據(jù)后再做雜交；組合選配親本并不是越多越好，要注重親本不同結構類型的搭配，包括高產(chǎn)型、高糖型、抗旱型、耐寒型、強宿根型和抗各種病害型等各類親本比例的合理搭配；親本評價信息相當重要，越多越好，并要有具體的實驗數(shù)據(jù)來支撐，包括系譜血緣、產(chǎn)量、糖分、宿根性，特別是抗病性、抗逆性等。

（4）一個優(yōu)異親本可培育一批優(yōu)良品種，選親本比選品種重要，難度也更大。因此，在加強甘蔗新品種選育的同時，要擴大種質(zhì)資源的利用范圍，注重優(yōu)良親本的選育和更新，為甘蔗育種提供更為豐富的遺傳材料。