李振華 楊宜紅 荊建國(guó) 聶紅民 陳翠霞 李 潔 馬金娜 谷獻(xiàn)鋒 董曉月
(濮陽(yáng)市農(nóng)林科學(xué)院 河南 濮陽(yáng) 457000)
花生是我國(guó)重要的油料作物,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和對(duì)外貿(mào)易中占有重要地位[1-2]。 近年來,我國(guó)花生產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,到2021 年我國(guó)花生種植面積480.53 萬(wàn)hm2(數(shù)據(jù)引自國(guó)家統(tǒng)計(jì)局網(wǎng)站,https://data.stats.gov.cn/easyquery.htm?cn=C01),僅次于印度,居世界第2 位,花生總產(chǎn)量已達(dá)1 830.78 萬(wàn)t,約占全球花生總產(chǎn)量的40%, 單位面積產(chǎn)量已從1978 年的1 344 kg/hm2增加到目前的3 809.93 kg/hm2,比全球花生平均單位面積產(chǎn)量高50%,在世界范圍內(nèi)位列第一。 單位面積產(chǎn)量的提高得益于花生新品種的培育及配套栽培技術(shù)推廣應(yīng)用, 其中花生新品種對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)占20%~30%[2-4]。 通過花生育種技術(shù)的創(chuàng)新,我國(guó)花生新品種培育及推廣成效顯著, 完成了5 次大的品種更迭,推動(dòng)了我國(guó)花生產(chǎn)量與品質(zhì)的提高[5]。
利用抗病育種技術(shù)進(jìn)行抗病品種的篩選和培育是作物病害綠色防控的關(guān)鍵。 濮陽(yáng)市農(nóng)林科學(xué)院花生育種創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在多年育種實(shí)踐的基礎(chǔ)上, 建立了高質(zhì)量育種技術(shù)體系, 其要點(diǎn)是 “以優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)為核心、抗病作保障”的育種目標(biāo)與后代群體多世代、多生態(tài)、多病區(qū)同步篩選鑒定技術(shù)的有效結(jié)合,該育種技術(shù)體系可有效融合優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗病等親本優(yōu)良性狀基因, 獲得具有超親性狀的后代, 解決優(yōu)質(zhì)與高產(chǎn)、高產(chǎn)與抗病之間難以有機(jī)結(jié)合的技術(shù)難題。 通過該育種技術(shù)體系的應(yīng)用,共創(chuàng)制30 余份具有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗病等優(yōu)異特征的花生種質(zhì)材料,先后育成濮花36 號(hào)、濮花72 號(hào)、濮花86 號(hào)等多個(gè)高產(chǎn)抗病花生新品種。
花生青枯病是一種由青枯雷爾氏菌引起的土傳細(xì)菌性病害,在花生整個(gè)生育期均可發(fā)生,其危害嚴(yán)重性在花生細(xì)菌性病害中居首位[6-7]。 我國(guó)花生青枯病發(fā)生面積占播種面積的10%以上, 是世界上受花生青枯病危害最嚴(yán)重的國(guó)家[8-9]。 截至目前,對(duì)花生青枯病的防治仍沒有理想的化學(xué)藥劑及生物菌劑,輪作倒茬雖能降低發(fā)病程度,但不能根除病菌[10]。 培育抗病花生品種是花生病蟲害防治最根本、 最有效的方法,不僅可以減少農(nóng)藥使用、保護(hù)生態(tài)環(huán)境,還能實(shí)現(xiàn)節(jié)本增效、保障食品安全的目的。
根據(jù)建立的育種目標(biāo),采用“以優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)為核心、雙抗青枯病基因重組作保障”的育種策略,選用具有目標(biāo)性狀的材料作親本,充分挖掘、聚合親本的優(yōu)勢(shì)基因,以選育出具有目標(biāo)性狀且綜合表現(xiàn)優(yōu)良的花生新品種。
遠(yuǎn)雜9102 是由河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院花生育種團(tuán)隊(duì)利用遠(yuǎn)緣雜交技術(shù), 導(dǎo)入野生花生種質(zhì)基因選育出的花生新品種。 該品種遺傳了野生花生的青枯病抗性基因,具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì),抗青枯病、銹病,抗旱、適應(yīng)性廣等特點(diǎn)。
濮花9327 是由濮陽(yáng)市農(nóng)林科學(xué)院以抗青10 號(hào)為核心種質(zhì), 利用回交育種技術(shù)選育而成的高抗青枯病花生品種。該品種聚合了沐陽(yáng)大站秧、徐州402、伏花生、協(xié)抗青等農(nóng)家品種的優(yōu)異基因,在選育過程中采用回交和復(fù)合雜交技術(shù)多次注入?yún)f(xié)抗青的抗病基因,強(qiáng)化抗青枯病表型。
濮陽(yáng)市農(nóng)林科學(xué)院花生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)于2000 年以二者為親本材料組配雜交組合,嚴(yán)格按照制定的育種策略進(jìn)行品種選育,經(jīng)過多生態(tài)選種、株系測(cè)產(chǎn)、新品系鑒定、新品系比較及擴(kuò)繁等育種過程,選育出株型緊湊、結(jié)果集中、莢果飽滿、抗性優(yōu)良、豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性好、適應(yīng)性廣的新品系,命名為濮花36 號(hào)(圖1)。 于2013-2014 年同時(shí)參加全國(guó)(北方片)小花生區(qū)域試驗(yàn)和全國(guó)長(zhǎng)江流域花生區(qū)域試驗(yàn),2015 年參加全國(guó)長(zhǎng)江流域花生生產(chǎn)試驗(yàn),2016 年5 月通過國(guó)家花生品種鑒定委員會(huì)鑒定(鑒定編號(hào):國(guó)品鑒花生2016013)。
圖1 濮花36 號(hào)選育系譜
在雜交后代材料篩選鑒定上,以“木桶原理”為指導(dǎo)原則, 構(gòu)建不同生態(tài)區(qū)多世代同步篩選鑒定育種技術(shù),結(jié)合育種目標(biāo),采取“低世代大群體多生態(tài)選種,多樣化目標(biāo)個(gè)性化篩選鑒定”策略,最大限度地保留具有目標(biāo)性狀的優(yōu)異基因重組個(gè)體, 在不同世代同步開展豐產(chǎn)性、抗病性、早熟性、適應(yīng)性、機(jī)械化種植適宜性等特性鑒定,選育出高產(chǎn)、抗病、早熟、適應(yīng)性強(qiáng)、適宜機(jī)械化種植的花生品種。
采用系譜法進(jìn)行定向單株選擇, 田間選擇時(shí)重點(diǎn)考察植株株型、單株生產(chǎn)力、結(jié)實(shí)性等。 單株結(jié)果少于30 個(gè)、單仁果超過5 個(gè)的材料直接淘汰;收獲后根據(jù)考種結(jié)果,淘汰飽果率低于80%、出米率低于70%的材料;播種F5世代時(shí),同時(shí)種植對(duì)照品種遠(yuǎn)雜9102, 將比對(duì)照增產(chǎn)8%以上的品系作為備選材料,結(jié)合其他目標(biāo)性狀進(jìn)行優(yōu)中選優(yōu)。
主要針對(duì)花生青枯病進(jìn)行抗性鑒定,F(xiàn)2~F5世代通過病區(qū)種植鑒定選種,不同世代分別在河南信陽(yáng)、山東日照、湖北黃岡青枯病高發(fā)病區(qū)按系譜法種植,以 《花生種質(zhì)資源抗青枯病鑒定技術(shù)規(guī)程》(NY/T 3062-2016)[11]為統(tǒng)一選種標(biāo)準(zhǔn), 在群體存活率大于70%的株系選種, 重點(diǎn)選擇存活率大于90%的群體,再結(jié)合葉部、根部病害發(fā)生情況進(jìn)行綜合研判,選育出綜合抗病好的個(gè)體材料。
早熟育種材料統(tǒng)一在6 月1 日播種,以“中下部葉片脫落,上部30%葉片變黃”為統(tǒng)一收獲標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行成熟收獲[12]。室內(nèi)考種時(shí)對(duì)生育期、單株生產(chǎn)力、百果重、百仁重、出仁率、莢果產(chǎn)量等主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行綜合分析,篩選生育期<120 d、出仁率>70%且綜合性狀優(yōu)良的早熟材料。
因氣候條件、種植習(xí)慣等的差異,我國(guó)花生種植區(qū)域廣、種植模式多樣、主推品種各異。 為篩選適應(yīng)不同生態(tài)區(qū)的育種材料,筆者構(gòu)建了協(xié)同育種體系,分別在吉林省扶余縣、 遼寧省錦州市、 河北省大名縣、河南省正陽(yáng)縣、海南省樂東縣等花生主產(chǎn)區(qū)建立生態(tài)鑒定基地,涉及東北黑土、黃河故道沙土、砂姜黑土、黃紅壤土等地貌特征和溫帶季風(fēng)氣候、亞熱帶季風(fēng)氣候、熱帶季風(fēng)氣候等典型生態(tài)氣候特征,自F6世代開始, 在不同生態(tài)鑒定基地同步進(jìn)行產(chǎn)量、抗性、適應(yīng)性鑒定,以提高育成品種的生態(tài)適應(yīng)性。
在選種過程中及時(shí)淘汰具有早衰、倒伏、株型松散、 結(jié)果不集中等不良特征的不適宜機(jī)械化操作的品系。 在株系試驗(yàn)、鑒定試驗(yàn)中測(cè)量果柄拉力、莢果耐壓力、果殼厚度、果殼和籽仁間隙等數(shù)據(jù),篩選出機(jī)械收獲不落果、機(jī)械摘果不易破損、機(jī)械化剝殼破損率低的品系材料。
2013 年、2014 年國(guó)家北方片(小粒組)花生新品種多點(diǎn)試驗(yàn)測(cè)產(chǎn)結(jié)果顯示,濮花36 號(hào)2 年平均莢果和籽仁產(chǎn)量分別為299.19 kg/畝、228.09 kg/畝, 比對(duì)照種花育20 號(hào)分別極顯著增產(chǎn)7.71%和11.10%;抗性鑒定結(jié)果顯示,抗旱耐澇性強(qiáng),結(jié)果集中、果柄堅(jiān)韌,抗倒伏性強(qiáng),高抗網(wǎng)斑病和青枯病。 該品種在全國(guó)長(zhǎng)江流域花生區(qū)域試驗(yàn)中同樣表現(xiàn)出高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、早熟抗逆等特性,具有極好的生態(tài)適應(yīng)性。
綜上可知,濮花36 號(hào)的優(yōu)異性狀表現(xiàn)來源于綜合性狀優(yōu)良、遺傳背景豐富的親本,得益于多世代、多生態(tài)、 多病區(qū)的同步篩選鑒定育種技術(shù)的綜合應(yīng)用, 該技術(shù)有助于兩個(gè)親本優(yōu)良性狀基因的有效契合,實(shí)現(xiàn)了多個(gè)目標(biāo)性狀的協(xié)調(diào)改良,獲得了具有超親性狀的后代,有效解決了高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)、早熟、抗病之間難以有機(jī)結(jié)合的技術(shù)難題,為高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)早熟、 生態(tài)適應(yīng)性良好的花生種質(zhì)材料的創(chuàng)制及新品種的培育提供了一種新思路、新方法。