摘要：為提高我國糯高粱育種水平，遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高粱研究所以具有印度血緣的糯質(zhì)ICS12B為母本，以421B×121B F1為父本，去雄雜交，經(jīng)過多年多代回交轉(zhuǎn)育，培育出矮稈、早熟、植株整齊、不育性穩(wěn)定的糯質(zhì)雄性不育系LA34。其集聚糯、粳多個材料優(yōu)良基因，籽粒粗蛋白含量14.44%，粗淀粉含量71.32%，支鏈淀粉含量占總淀粉含量的97.00%，粗脂肪含量3.95%，單寧含量0.053%；抗病性強(qiáng)，抗蚜蟲、抗高粱絲黑穗病、抗葉斑病、抗倒伏、抗旱、抗?jié)?、耐瘠薄。LA34配合力高，組配多個優(yōu)質(zhì)飼用、食用、釀造用高粱雜交種，大幅度提高了糯高粱的抗性和產(chǎn)量水平，降低了雜交種株高，縮短了生育期，適應(yīng)范圍廣，同時也擴(kuò)大了糯質(zhì)不育系的遺傳基礎(chǔ)，為提升我國糯高粱育種和生產(chǎn)水平奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：糯高粱； 雄性不育系； LA34； 優(yōu)質(zhì)

中圖分類號：S514 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1161（2024）05-0001-04

高粱（Sorghum bicolor （L.） Moench）是重要的禾谷類作物之一，在世界各地均有種植，主要分布于干旱和半干旱地區(qū)[1]。近年來，我國高粱育種取得了長足進(jìn)展，針對糯質(zhì)專用種質(zhì)資源稀缺、糯性不穩(wěn)定、糯性遺傳單一、親本系及品種選育落后等問題，在糯高粱親本系選育上有所突破，選育出一批糯性穩(wěn)定的高粱親本，并培育出糯高粱品種，改善了產(chǎn)量低、不抗絲黑穗病和難以適應(yīng)規(guī)模化、機(jī)械化生產(chǎn)等情況。

國內(nèi)多家科研單位、企業(yè)等在糯高粱種質(zhì)創(chuàng)新方面開展了大量工作。遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高粱研究所經(jīng)過多年研究，在糯高粱親本系選育方面取得顯著成績，選育出LA34、003A、LA25、LA23、遼粘A-1、遼粘A-2等一系列糯高粱不育系，并在品種選育中應(yīng)用。四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所選育出糯高粱不育系13163A、72A、45A，其中以45A為母本配制10個糯高粱雜種[2-3]。湖南省寧遠(yuǎn)縣種子公司以九嶷糯粱HS-57為母本選育出兩糯一號[4]。湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)院高粱研究中心以湘糯粱2S為母本選育出興湘粱2號[5-6]。四川省宜賓市農(nóng)業(yè)科學(xué)院以209A為母本選育出糯高粱宜糯紅11。吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院以吉5535A選育出糯高粱雜交種吉雜238、吉糯雜3號[7]和一批糯高粱雜交組合種。吉林市農(nóng)業(yè)科學(xué)院以598A選育出九糯5 號[8]。山西農(nóng)業(yè)大學(xué)高粱研究所以10480A選育出晉糯3號、晉糯粱7號、晉糯粱8號，以11494A選育出紅糯16號、晉糯粱6號、晉白糯2號[9]。河北省農(nóng)林科學(xué)院谷子研究所以L407A選育出冀釀2號[10]。河北省張家口農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育出張2A。這些親本系的成功創(chuàng)制，豐富了我國糯高粱種質(zhì)，為優(yōu)質(zhì)糯高粱品種培育奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

本研究闡釋遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高粱研究所新培育的優(yōu)異糯高粱不育系LA34的親本來源、特征特性和應(yīng)用情況，以期為糯高粱親本系和雜交種的選育提供技術(shù)保障。

1親本來源和選育過程

1.1親本來源

糯質(zhì)高粱雄性不育系LA34集聚了糯、粳多個材料優(yōu)良基因。LB34是遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高粱研究所以具有印度血緣的糯質(zhì)ICS12B 為母本，以421B×121B F1為父本，再以ICS12A為母本回交，經(jīng)過多年多代選育而成。2005年命名為LA34 和LB34。ICS12B 以國際熱帶半干旱地區(qū)作物研究所（ICRISAT）配制的（BTX623/CS3541）/B.Bulk 的幼胚為外植體，通過組織培養(yǎng)產(chǎn)生再生植株優(yōu)選回交育成，具有糯性穩(wěn)定的特性。421B是1983年從國際熱帶半干旱地區(qū)作物研究所（ICRISAT）引進(jìn)的不育系，原編號SPL132B，經(jīng)南繁北育7個世代的鑒定、選擇，從分離的世代中選出帶有頂芒的單系[11]。421B具有高抗絲黑穗病3號小種、抗葉斑病、抗倒伏、分蘗力強(qiáng)、大穗、多粒、親合力高、育性穩(wěn)定的特點(diǎn)，但晚熟、粒小。121B是從TAM428B 系選出的一株變異株，TAM428由美國引入通過熱帶高粱資源轉(zhuǎn)換計(jì)劃育成，對絲黑穗病為水平抗性、早熟、抗蚜、配合力高，但葉病較重，而且為A1細(xì)胞質(zhì)恢復(fù)系、A2細(xì)胞質(zhì)保持系[12]。根據(jù)優(yōu)質(zhì)雜交高粱育種理論，選育糯高粱雜交種是當(dāng)前重要的育種目標(biāo)之一，將具有遺傳基礎(chǔ)廣泛和地理遠(yuǎn)源的粳糯高粱進(jìn)行雜交，導(dǎo)入帶有抗蚜基因的TAM428，經(jīng)過創(chuàng)新與改進(jìn)，培育出矮稈、早熟、抗蚜、品質(zhì)優(yōu)良的糯高粱不育系LA34。LA34的創(chuàng)制與應(yīng)用，大幅度提高了糯高粱的抗蚜和產(chǎn)量水平，提高了絲黑穗病抗性，降低了雜交種株高，縮短了生育期，適應(yīng)范圍廣，為提升我國糯高粱育種和生產(chǎn)水平奠定了基礎(chǔ)，同時也對雜交高粱優(yōu)質(zhì)育種學(xué)科發(fā)展起到了促進(jìn)作用。

1.2選育過程

1998年夏在遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院沈陽試驗(yàn)地育成421B×121B，1999年夏在沈陽以具有印度血緣的糯質(zhì)ICS12B為母本、以421B×121B F1為父本、經(jīng)過人工去雄有性雜交得到F0種子，2000年在沈陽從粳質(zhì)和糯質(zhì)都有的F1 代中選擇糯性雜交種子種植，2000—2005年經(jīng)過沈陽和海南兩地8代套袋自交加代選擇、回交轉(zhuǎn)育5代而成。在F2—F4代中選擇早熟、矮稈、抗蚜、糯性穩(wěn)定的單株套袋自交，2002年冬在海南F6代時以具有印度血緣的糯質(zhì)不育系ICS12A為母本進(jìn)行回交轉(zhuǎn)育，2003年春在沈陽得到BC1，選擇不育性好的材料與F7回交轉(zhuǎn)育，經(jīng)過沈陽和海南兩地加代，在2005年得到糯質(zhì)、矮稈、早熟、整齊一致、不育系穩(wěn)定的單株，培育出雄性不育系LA34，其系譜如圖1所示。

2特征特性

2.1植物學(xué)特征

LA34芽鞘綠色，葉片濃綠，中脈蠟質(zhì)，葉上沖，苗期長勢旺盛，分蘗1～2個，柱頭乳白色，花藥瘦小、干癟，不育率100.00%，株高84.0 cm，穗中緊、紡錘形，穗長31.0cm，穗粒質(zhì)量80.0g，千粒質(zhì)量24.7g，褐殼，白粒。LA34是優(yōu)質(zhì)糯高粱不育系，一般配合力好，特殊配合力高，其配制的雜交組合整齊度好，株高優(yōu)勢不顯著，一般在130.0～165.0 cm之間，葉片窄小，耐密植，穗柄稍長，穗中緊，主莖分蘗一致，適宜機(jī)械化作業(yè)。

2.2生物學(xué)特性

LA34不育性穩(wěn)定，花期長，花藥瘦小干癟、白色、柱頭較長且外露率高，存活時間長，不敗育，自交不結(jié)實(shí)。經(jīng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心（沈陽）檢測，LA34籽粒粗蛋白含量14.44%，粗脂肪含量3.95%，粗淀粉含量71.32%，單寧含量0.053%，支鏈淀粉占總淀粉含量的97.00%，糯性遺傳穩(wěn)定，是優(yōu)質(zhì)的高粱親本材料。

2.3抗性強(qiáng)

LA34根系發(fā)達(dá)，植株粗壯，抗倒伏能力強(qiáng)，胚芽拱土能力較強(qiáng)。經(jīng)遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高粱研究所接種鑒定，LA34抗高粱絲黑穗病3號生理小種，接種發(fā)病率10.00%，抗葉斑病，抗旱，抗?jié)?，耐瘠薄，活稈成熟?/p>

2.4抗蚜蟲

LA34高抗蚜蟲，基于轉(zhuǎn)錄組、生理代謝組聯(lián)合分析， LA34 可通過多糖結(jié)合生物學(xué)途徑調(diào)節(jié)抗蚜代謝，增強(qiáng)其對蚜蟲危害的抵御能力，以其為母本配制的雜交組合可將抗蚜、矮稈、糯質(zhì)有機(jī)結(jié)合，突破了矮稈抗蚜糯質(zhì)不育系稀缺的育種“瓶頸”。

3不育系LA34 的比較優(yōu)勢與應(yīng)用

3.1不育系LA34 的比較優(yōu)勢

LA34與其他骨干糯質(zhì)不育系的品質(zhì)性狀對比見表1。

由表1可知，遼寧、吉林、山西、四川等省級農(nóng)業(yè)科研單位選育出多個骨干糯質(zhì)不育系，并選育出多個糯質(zhì)雜交種應(yīng)用于生產(chǎn)。親本總淀粉含量69.53%～75.56%，支鏈淀粉占總淀粉比例均在94.00%以上，糯性遺傳穩(wěn)定，單寧含量0.053%～1.070%。高粱籽粒的蛋白質(zhì)含量直接關(guān)系到其營養(yǎng)價(jià)值[13]，LA34在蛋白質(zhì)含量上有所突破，達(dá)14.44%，高于12.00%，但蛋白質(zhì)含量的提高會降低蛋白質(zhì)的可消化性，影響蛋白質(zhì)的品質(zhì)[14]。降低單寧含量一直是高粱品質(zhì)育種的首要目標(biāo)，尤其在食用飼用高粱育種中更為重要，全國高粱品種區(qū)域試驗(yàn)鑒定標(biāo)準(zhǔn)要求食用飼用高粱單寧含量低于0.500%，籽粒的單寧含量超過0.500%會嚴(yán)重影響食用和飼用價(jià)值，而低于0.100%則幾乎沒有影響[15]。LA34單寧含量0.053%，是優(yōu)良的食用飼用親本系，為食用飼用高粱品種選育提供了有力支撐。

3.2不育系LA34 的應(yīng)用

2012—2023年，國內(nèi)多家科研單位、企業(yè)等以LA34為母本組配了一系列品質(zhì)優(yōu)良、產(chǎn)量高、豐產(chǎn)性好、適應(yīng)性廣、抗逆性強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)雜交高粱品種。其中，遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高粱研究所以LA34為母本，配制出遼粘6號、遼糯7號、遼糯10、遼糯11、遼糯22、遼雜69等6個雜交種，通過國家和重慶市鑒定、登記，并有多個組合參加全國高粱品種區(qū)域試驗(yàn)。四川省宜賓市農(nóng)業(yè)科學(xué)院應(yīng)用LA34配制雜交組合LA34×宜123R和LA34×宜127R，準(zhǔn)備申請國家登記。LA34系列品種適應(yīng)性廣，北方和南方均適宜種植。配制的雜交種類型豐富，可作釀造用和食用（飼用），胚乳類型為糯質(zhì)或半糯質(zhì)，株高在150.9～168.4 cm之間（見表2）。籽粒總淀粉含量71.24%～76.26%，糯質(zhì)支鏈淀粉占總淀粉比例均在94.00 以上，半糯質(zhì)占比76.10%；2個食用（飼用）品種單寧含量分別為0.100%和0.180%、適口性好，釀造用品種單寧含量為0.620%～1.220%；千粒質(zhì)量較小，為20.6～27.2g（見表3）。

由于不育系LA34配合力高，以LB34為親本與其他親本去雄雜交，選育出一批高抗、高配合力、株高70.0～100.0 cm、釀酒專用的紅粒糯質(zhì)不育系，極大豐富了糯質(zhì)高粱資源。遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高粱研究所已對LA34申請品種權(quán)保護(hù)。

矮稈糯質(zhì)不育系LA34及其雜交種能夠滿足規(guī)?；?、專用化生產(chǎn)需求，在提高機(jī)械化程度、降低生產(chǎn)成本、解放勞動力、提高農(nóng)民種植高粱積極性和增加農(nóng)民收益等方面起到重要作用。以其為母本選育的糯高粱雜交種具有抗旱、耐瘠、多抗、熟期較早的優(yōu)點(diǎn)，能充分利用溫光資源，節(jié)約水資源，減少農(nóng)藥、化肥對環(huán)境的污染和破壞，生態(tài)效益顯著。推廣糯高粱雜交種夏播復(fù)種模式，可以極大地挖掘單位面積土地利用率，增加單位面積土地產(chǎn)值，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。