李玉嬌,張宏彥,2*
(1.中國農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院,北京100193;2.中國農(nóng)業(yè)大學曲周實驗站,河北 曲周057250)
甜葉菊,菊科,葉片中含有甜菊糖苷,味甜而熱量低,原產(chǎn)于巴西、巴拉圭等國家,1971年日本從原產(chǎn)地進行引種,1977年江蘇省農(nóng)業(yè)科學院植物研究所從日本引進甜葉菊并成功種植,目前我國已成為全世界甜葉菊種植面積最大的國家,河北、安徽、江蘇、山東、河南、黑龍江等地均有種植。迄今已發(fā)現(xiàn)甜菊糖苷40種以上,主要的甜菊糖苷有9種,其中葉片中相對含量最高的甜菊糖苷為甜菊苷(STV)和萊鮑迪苷A(RA)[1],其中萊鮑迪苷A(RA)最為甘甜,更接近蔗糖,為消費者所青睞。
根據(jù)甜菊苷(STV)和萊鮑迪苷A(RA)在甜菊糖苷中的占比,將甜葉菊品種劃分為普通型與優(yōu)質(zhì)型兩類,甜葉菊品種劃分為以下3類[2]:(1)高甜菊苷(STV)型甜葉菊品種。甜葉菊中甜菊苷(STV)的含量為60%~80%,生產(chǎn)中易分離提純,而產(chǎn)品甜菊糖口感欠佳,略帶苦味;(2)高萊鮑迪苷A(RA)型甜葉菊品種。高萊鮑迪苷A(RA)型甜葉菊品種口感更接近蔗糖,因此收到青睞;(3)高RA/STV型甜葉菊品種:高RA/STV有利于萊鮑迪苷A(RA)的提取和分離再生。
我國雖已成為世界最大的甜葉菊種植和出口國,但甜葉菊品種市場存在品種雜亂、退化嚴重等問題,此外我國擁有自我知識產(chǎn)權的優(yōu)良品種還較少,嚴重制約著甜葉菊的種植開發(fā)和推廣。而甜葉菊優(yōu)良品種的研發(fā)選育與優(yōu)質(zhì)的甜菊糖苷的生產(chǎn)緊密相連,加強對高糖苷含量、高產(chǎn)量及抗逆性強的甜葉菊種源的篩選、選育、研究,是加強甜葉菊產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的重要任務之一。
1977年我國從日本、泰國引入遼陽1號、冀鄲、魯淄、蘇武、浙禾、湘汝、蜀劍、新石、云日、云賓、閩浦、粵花等不同類型的甜葉菊品種10多個。
1985~1986年中國農(nóng)業(yè)科學院作物品種資源研究所對這些甜葉菊進行品種篩選試驗,結果顯示,新石、云賓的產(chǎn)量最高,云日的糖苷含量最高[3]。1989年江蘇省中國科學院植物研究所從云日品種中成功繁育選育出新品種中品1號,總苷含量為17.89%,是20世紀90年代我國甜葉菊主要種植品種[4]。此時來源于日本的守田系列品種RA苷/總苷量較高,其中守田2號是高產(chǎn)品種,守田3號是高RA苷含量品種[5,6]。
2002年中國科學院植物研究所利用中山1號與守田3號雜交成功選育出中山2號。該品種早熟、RA苷含量高,具有抗逆、抗病性強、耐不低于5℃的低溫、宜生根、分枝多等特點,適宜栽培密度為135 000~165 000株/hm2,平均產(chǎn)量為2 700~3 000 kg/hm2[7]。
2009年譜賽科公司成功選育出譜星一號。該品種全生育期120 d,分枝多,葉小,抗逆性強,平均產(chǎn)量為3 283.05 kg/hm2,適宜在江西等地種植。
2011年安徽省蚌埠永生農(nóng)業(yè)科技有限公司成功選育出惠農(nóng)1號、潤德1號、惠農(nóng)2號和惠農(nóng)3號;安徽大學和安徽江淮分水嶺農(nóng)作物品種試驗站聯(lián)合成功選育出甜菊新品種明菊1號,其為中偏晚熟型品種,葉面積大,根系發(fā)達,適應性廣,喜中性土壤偏酸土壤,喜高溫,最適宜生長溫度為25~29℃,產(chǎn)量約為3 270 kg/hm2[9]。
2012年東臺市農(nóng)業(yè)技術推廣中心成功選育出甜菊新品種江甜1號,該品種生長勢強,抗倒伏,抗病性強,生長期間不易發(fā)生病害,耐高溫、耐旱能力、抗倒性強,耐澇力弱;人工脫葉方便,葉莖比高,干葉產(chǎn)量為6 000 kg/hm2,適宜種植密度為150 000株/hm2[10~12];安徽大學采用離子誘變選育法成功選育出甜菊新品種安甜菊2號,該品種根系發(fā)達,適應性強,喜中性或偏酸性土壤,適宜種植溫度為19~25℃[13]。
2013年中國科學院植物研究所以中山4號為母本、中山3號為父本雜交成功選育出中山5號。該品種分枝能力強,抗逆抗病性較好,適應性廣,為高STV苷甜菊品種,適宜種植密度135 000~165 000株/hm2,干葉產(chǎn)量為4 110 kg/hm2[14]。
2014年東臺市農(nóng)業(yè)技術推廣中心利用江甜1號中的紫紅色變異株成功選育出甜菊新品種江甜2號(鑒定編號:蘇鑒甜菊201402)。該品種苗期喜氮,適宜早栽,適宜種植密度為105 000株/hm2[8,15]。
2015年中國科學院植物研究所利用中山4號與中山3號雜交成功選育出甜菊新品種中山6號,該品種喜濕潤,忌水、旱,適應性較強,病蟲害少,扦插生根及分枝能力較強,適宜種植密度135 000株/hm2,干葉產(chǎn)量為3 334.5 kg/hm2,是高總苷、高RA苷型甜葉菊品種,適宜在江蘇省甜葉菊產(chǎn)區(qū)種植[16];中國科學院植物研究所利用中山3號與中山4號雜交成功選育出甜菊新品種甜種1號,該品種適應性、抗逆性強,適宜在北方種植[17,18]。
當前,我國從事甜葉菊育種的主要單位或機構有中國科學院植物研究所(又名南京植物園,1977年最先引種甜葉菊并試種成功,此后一直從事甜葉菊育種等工作,研發(fā)了‘中山’等系列甜菊品種)、四川農(nóng)業(yè)大學(該校的吳衛(wèi)老師團隊,針對鹽堿地區(qū)成功選育出抗鹽堿及抗病性甜葉菊種苗)、安徽省原野甜葉菊生物科技有限公司(選育出原野系列甜葉菊品種)、安徽省品種選育與栽培工程技術研究技術中心(選育出惠農(nóng)等系列甜葉菊品種)、甘肅省農(nóng)墾亞盛有限公司下清河分公司、黑龍江大學農(nóng)作物研究院等。
我國甜葉菊主要的育種方法有選擇育種、誘變育種、多倍體育種、群體改良、雜交優(yōu)勢育種、生物技術育種等[19]。誘變育種中有化學誘變劑育種、粒子輻射誘變育等方法,比如采用EMS誘變劑育種、重粒子輻射物理誘變育種等[20,21];多倍體育種是用秋水仙素對甜葉菊的種子和再生組織等進行處理,以獲得多倍體研究的育種方法[22,23];群體改良是育種家反復試驗,挑選優(yōu)勢群體,剔除不良單株,進而對甜菊群體進行改良。此外,還有采用組織培養(yǎng)、分子標記輔助育種等生物技術方法進行甜葉菊品種的選育。
產(chǎn)量高、糖苷含量高、糖苷優(yōu)質(zhì)、抗性強,適應性廣是未來甜葉菊育種目標。甜葉菊的高產(chǎn)則要求株型理想,抗倒伏,分枝性強,再生性、宿根性好,葉面積較大、葉厚,營養(yǎng)生長期長,中晚熟品種[25];甜葉菊的優(yōu)質(zhì)則要求干葉產(chǎn)量高、葉大而厚、抗逆性強、糖苷含量高、味質(zhì)甘醇等,二者有機結合,才會有長足的發(fā)展。