趙春雷,陳麗,王希,丁廣洲,王定杰
(1.黑龍江大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與生態(tài)環(huán)境學(xué)院/中國(guó)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/黑龍江省甜菜工程技術(shù)研究中心,哈爾濱 150080;3.國(guó)家糖料改良中心/中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北方糖料作物資源與利用重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室,哈爾濱 150080)
目前,國(guó)產(chǎn)甜菜品種種植面積僅占我國(guó)甜菜總面積的10%左右,大部分面積被國(guó)外甜菜品種所占據(jù)[1]。外國(guó)甜菜品種之所以后來(lái)者居上,是因其雜種F1代具有100%雜交率,表現(xiàn)型整齊一致、豐產(chǎn)性好、適合密植、尤其適合機(jī)械化精量播種,單胚種優(yōu)勢(shì)明顯。隨著我國(guó)綜合國(guó)力提高,機(jī)械化水平與日俱增,勞動(dòng)力成本節(jié)節(jié)攀升,選育適合機(jī)械化種植的單胚型甜菜雜交種[2-3]成為解決我國(guó)甜菜生產(chǎn)用種和降低勞動(dòng)力成本的主要途徑。我們通過(guò)遠(yuǎn)緣雜交選育出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的甜菜新型細(xì)胞質(zhì)單胚雄性不育系[4]。利用該新型細(xì)胞質(zhì)單胚雄性不育系與優(yōu)良授粉系[5]雜交選育[6-7]出優(yōu)良單胚雜交組合‘HDTY04’。該組合于2014—2015年通過(guò)了黑龍江省甜菜品種區(qū)域試驗(yàn)鑒定,產(chǎn)量性狀、質(zhì)量性狀表現(xiàn)穩(wěn)定、優(yōu)異,2021年3月通過(guò)國(guó)家非主要農(nóng)作物品種登記,正式命名為‘HDTY04’。
具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的甜菜單胚雜交種‘HDTY04’,由于其具有優(yōu)異的抗病性和含糖率、較好的豐產(chǎn)性,將比種植國(guó)外品種減輕病害的發(fā)生和蔓延[8],提高原料甜菜的含糖率,減少根產(chǎn)量和品質(zhì)年度間的較大波動(dòng)[9],使農(nóng)民增收、企業(yè)增效。此外,國(guó)產(chǎn)品種種子對(duì)比國(guó)外品種種子價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯,該品種的推廣應(yīng)用還可以降低農(nóng)民種植甜菜的種子成本,對(duì)保證我國(guó)甜菜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[10-11]具有重要意義。
2011 年以新型細(xì)胞質(zhì)二倍體單胚雄性不育系‘MDms4-3’為母本,以‘DP30’多胚二倍體授粉系為父本,父母本按1∶3比例栽植,開(kāi)花授粉20 d后拔掉父本,配制成單胚雜交組合‘HDTY04’。
母本‘MDms4-3’:以野生種[12]B.maritimaL.為母本,以‘范1/8-8’為父本,雜交得到了雜交種F1代,F(xiàn)4代分離出不育株,用多胚保持系連續(xù)回交4 代,F(xiàn)8代開(kāi)始用單胚保持系連續(xù)回交4 代,對(duì)育性、粒性及產(chǎn)質(zhì)量性狀及抗病性進(jìn)行同步選擇,獲得了含野生甜菜B.maritimaL.細(xì)胞質(zhì)的新型單胚雄性不育系‘MDms4-3’。
父本‘DP30’:以抗叢根病的種質(zhì)‘W13’為母本,以3個(gè)優(yōu)良品系為父本,栽植在隔離區(qū)里自由授粉、自然雜交,分別收獲正、反交組合種子?!瓺P30’是其反交組合在感病地經(jīng)過(guò)三世代田間選擇根形較好的抗病株,母根單株檢糖,入選的優(yōu)良母根在隔離區(qū)混合采種,之后又進(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,在非感病地和感病地(所內(nèi)試驗(yàn)地)進(jìn)行試驗(yàn)鑒定,同時(shí)大面積培育母根對(duì)目標(biāo)性狀進(jìn)行兩代高強(qiáng)度選擇成系(見(jiàn)圖1)。
圖1 HDTY04選育過(guò)程Fig.1 Breeding process of sugar beet cultivar HDTY04
2012—2013年經(jīng)哈爾濱呼蘭、閆家崗試驗(yàn)地產(chǎn)質(zhì)量和抗病性鑒定,表現(xiàn)高糖偏豐產(chǎn),抗褐斑病、耐根腐病和叢根病。2年4點(diǎn)次平均根產(chǎn)量50 771.3 kg/hm2,比對(duì)照品種增產(chǎn)7.0%,平均含糖率17.23%,比對(duì)照品種提高1.53個(gè)百分點(diǎn),平均產(chǎn)糖量8 747.9 kg/hm2,比對(duì)照品種提高17.4%(見(jiàn)表1)。
表1 2012—2013 年HDTY04 產(chǎn)質(zhì)量性狀小區(qū)試驗(yàn)鑒定結(jié)果Table 1 Yield and quality of HDTY04 of plot test in 2012-2013
‘HDTY04’品種在2014 年黑龍江省甜菜品種區(qū)域試驗(yàn)鑒定(表2)中,4 個(gè)點(diǎn)平均根產(chǎn)量為59 718.0 kg/hm2,比對(duì)照品種‘HI0466’增產(chǎn)18.3%;平均含糖率為18.50%,比對(duì)照品種提高1.10 個(gè)百分點(diǎn);平均產(chǎn)糖量為11 061.0 kg/hm2,比對(duì)照品種提高26.3%。其中呼蘭試驗(yàn)點(diǎn)根產(chǎn)量和產(chǎn)糖量較對(duì)照均達(dá)到極顯著水平;依安試驗(yàn)點(diǎn)根產(chǎn)量和產(chǎn)糖量較對(duì)照均達(dá)到極顯著水平,含糖率較對(duì)照提高1.70個(gè)百分點(diǎn),達(dá)到顯著水平;紅興隆試驗(yàn)點(diǎn)根產(chǎn)量和產(chǎn)糖量均達(dá)到顯著水平。
表2 2014—2015 年HDTY04 黑龍江省區(qū)域試驗(yàn)結(jié)果Table 2 Regional test results of HDTY04 in Heilongjiang province in 2014-2015
‘HDTY04’品種在2015 年黑龍江省甜菜品種區(qū)域試驗(yàn)鑒定(表2)中,4 個(gè)點(diǎn)平均根產(chǎn)量為60 142.1 kg/hm2,比對(duì)照品種‘HI0466’增產(chǎn)12.2%;平均含糖率為18.20%,比對(duì)照品種提高1.30 個(gè)百分點(diǎn);平均產(chǎn)糖量為10 918.1 kg/hm2,比對(duì)照品種提高22.3%。其中九三點(diǎn)含糖率較對(duì)照提高1.20個(gè)百分點(diǎn),達(dá)到極顯著水平;呼蘭點(diǎn)含糖率較對(duì)照提高1.00個(gè)百分點(diǎn),達(dá)到顯著水平;依安點(diǎn)根產(chǎn)量較對(duì)照提高34.1%,達(dá)到極顯著水平,含糖率較對(duì)照提高2.60個(gè)百分點(diǎn),達(dá)到極顯著水平,產(chǎn)糖量較對(duì)照提高58.3%,達(dá)到極顯著水平;紅興隆點(diǎn)根產(chǎn)量較對(duì)照提高11.3%,達(dá)到顯著水平,產(chǎn)糖量較對(duì)照提高14.2%,達(dá)到顯著水平。
‘HDTY04’品種在2014—2015年黑龍江省甜菜品種區(qū)域試驗(yàn)鑒定(表2)中,兩年4個(gè)點(diǎn)平均根產(chǎn)量為59 930.1 kg/hm2,比對(duì)照品種‘HI0466’平均增產(chǎn)15.3%;平均含糖率為18.40%,比對(duì)照品種平均提高1.20 個(gè)百分點(diǎn);平均產(chǎn)糖量為10 989.6 kg/hm2,比對(duì)照品種平均提高24.3%。
該品種在2015 年經(jīng)中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院甜菜研究所褐斑病、根腐病病圃鑒定,褐斑病發(fā)病為0.8 級(jí),比對(duì)照品種低1.4 級(jí),鑒定結(jié)論抗褐斑病[13];根腐病發(fā)病率為3.9%,比對(duì)照品種低2.3個(gè)百分點(diǎn),鑒定結(jié)論耐根腐??;在2019 年經(jīng)內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院特色作物研究所叢根病病圃鑒定,叢根病病級(jí)1.5 級(jí),病情指數(shù)25.18,室內(nèi)ELISA 檢出率96%,鑒定結(jié)論耐叢根病[14](注:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院甜菜研究所具有褐斑病、根腐病鑒定資質(zhì);內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院特色作物研究所具有叢根病鑒定資質(zhì))。
該品種苗期生長(zhǎng)勢(shì)較強(qiáng),株高55 cm 左右,胚軸顏色為混合型,葉叢斜立,葉色綠,葉片舌形,葉柄粗細(xì)中等,葉片數(shù)32片左右;塊根圓錐形,根頭較小,根溝較淺,根皮白色、較光滑,根肉白色;采種株以混合型為主,父本花粉量大,母本不育率100%、單粒率100%,結(jié)實(shí)密度20 粒/10 cm,種子產(chǎn)量高,種子千粒重14~16 g。該品種豐產(chǎn)性好,含糖高,抗褐斑病性強(qiáng),較耐根腐病和叢根病。
該品種適宜在黑龍江省的哈爾濱、齊齊哈爾、嫩江、紅興隆甜菜產(chǎn)區(qū)春季種植。
(1)精細(xì)整地,適當(dāng)深耕,施足基肥,要有機(jī)肥和化肥配合施入。一般施基肥(廄肥)3.75 t/hm2,尿素150 kg/hm2、磷酸二銨225 kg/hm2;或者磷酸二銨作種肥,用量225 kg/hm2,3~4對(duì)真葉時(shí)追施尿素150 kg/hm2。
(2)采用紙筒育苗或機(jī)械化精量點(diǎn)播壟作栽培方式,適時(shí)早播、因地制宜,合理密植,比較適宜的密度為7萬(wàn)株/hm2~7.8萬(wàn)株/hm2;要及時(shí)中耕、除草、追肥、防蟲(chóng),9月28日以后可根據(jù)情況適時(shí)收獲。
(3)制種時(shí)父母本母根要分別培育,培育健壯母根,采種田應(yīng)選擇肥力較好、有灌溉條件的地塊,加強(qiáng)肥水管理,尤其在開(kāi)花授粉期必須保證充足的水分。父母本栽植比例為1∶3~1∶4,開(kāi)花授粉20 d 以后拔掉父本,及時(shí)收獲晾曬。