甘蔗細(xì)莖野生種云南82-114雜交利用效果初探

安汝?yáng)|，桃聯(lián)安，經(jīng)艷芬，楊李和，董立華，周清明，段惠芬，楚連璧

(云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所瑞麗育種站，瑞麗678600）

甘蔗細(xì)莖野生種云南82-114雜交利用效果初探

安汝?yáng)|，桃聯(lián)安，經(jīng)艷芬，楊李和，董立華，周清明，段惠芬，楚連璧

(云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所瑞麗育種站，瑞麗678600）

針對(duì)云南優(yōu)良的甘蔗細(xì)莖野生種云南82-114進(jìn)行雜交利用，對(duì)選育出的F1（云割F197-105）、BC1（云割BC103-80、云割BC103-78）、BC2（云割BC204-41和云割BC204-48）真雜種及其親本（云瑞99-248、ROC10）的重要經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行分析。結(jié)果表明：雜交導(dǎo)入云南82-114基因后，F(xiàn)1、BC1、BC2代材料的莖徑、單莖重、蔗糖分隨著回交代數(shù)的曾加而逐代提高；原料莖長(zhǎng)、有效莖數(shù)、纖維分在降低；蔗莖產(chǎn)量、產(chǎn)糖量在明顯增加。云南82-114的利用為選育優(yōu)良品系(種)提供種質(zhì)基礎(chǔ)，同時(shí)也顯示了云南82-114的育種價(jià)值和甘蔗細(xì)莖野生種質(zhì)的利用潛力。

甘蔗細(xì)莖野生種；云南82-114；雜交利用；育種效果

甘蔗育種的過(guò)程其實(shí)也是野生種質(zhì)資源開(kāi)發(fā)利用的進(jìn)程，特別是對(duì)野生種質(zhì)攜帶著的優(yōu)良基因的發(fā)掘、利用對(duì)選育突破性新品種的成敗起到?jīng)Q定性作用。甘蔗細(xì)莖野生種(S.spontanuem L.)，也稱割手密種，是甘蔗育種中最具價(jià)值的資源植物，目前世界上一切栽培的甘蔗品種都含有它的血緣[1]。它是甘蔗屬(Saccharum)植物中分布最廣、類型最多的一個(gè)野生種，也是甘蔗耐旱、耐寒、抗病蟲(chóng)、抗不良環(huán)境和穩(wěn)產(chǎn)性能的重要基因源[2]。

云南割手密82-114于1982年采集自云南省西雙版納州境內(nèi)的次生雨林，屬北熱帶濕熱氣候生態(tài)類型。該無(wú)性系株叢形態(tài)直立，植株高大，莖徑粗大，分蘗強(qiáng)；采集時(shí)的株高為4.8m，莖徑2.2cm，在我站資源圃保育時(shí)檢測(cè)糖分為8.56%，體細(xì)胞染色體數(shù)2n=80，是一個(gè)較為稀有的割手密無(wú)性系。我站從1996年開(kāi)始利用云割82-114作雜交研究，首先用云南蠻耗割手密的F1代91-2868作為母本導(dǎo)入云南割手密82-114獲得F1(云割97-105）；然后回交我站優(yōu)良創(chuàng)新親本云瑞99-248，獲得BC1(云割BC103-80、云割BC103-78）；再進(jìn)一步回交和反回交全國(guó)當(dāng)家品種ROC10，分別獲得BC2(云割BC204-41和云割BC204-48），見(jiàn)圖1。并且所獲得的云割F197-105、云割BC103-80、云割BC103-78、云割BC204-41、云割BC204-48五個(gè)創(chuàng)新材料，經(jīng)過(guò)SSR分子標(biāo)記鑒定均為真雜種[5]。本文主要對(duì)F1、BC1和BC2材料的原料莖長(zhǎng)、莖徑、公頃有效莖數(shù)、甘蔗纖維分、甘蔗糖分、公頃產(chǎn)糖量等性狀進(jìn)行調(diào)查分析，探討云割82-114雜交導(dǎo)入后，在主要經(jīng)濟(jì)性狀改良上的育種效果，以期為甘蔗細(xì)莖野生種的利用提供依據(jù)。

圖1 云南割手密82-114雜交導(dǎo)入系譜圖

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為經(jīng)過(guò)SSR分子標(biāo)記鑒定為真雜種的云割F197-105、云割BC103-80、云割BC103-78、云割BC204-41、云割BC204-48五個(gè)創(chuàng)新種質(zhì)和親本ROC10、云瑞99-248以及割手密原種82-114，共計(jì)8個(gè)研究材料。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用由原種、F1、BC1、BC2由低代至高代的順序排列，每個(gè)材料種植2行區(qū)，行距1.1m，小區(qū)面積21m2，3次重復(fù)。田間管理同當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)。1月份甘蔗成熟期調(diào)查原料莖長(zhǎng)、莖徑、有效莖數(shù)，在實(shí)驗(yàn)室用二次旋光法測(cè)定甘蔗糖分、纖維分等工藝性狀，根據(jù)單莖重和有效莖數(shù)計(jì)算理論產(chǎn)量。3個(gè)重復(fù)的調(diào)查結(jié)果平均值詳見(jiàn)表1，雜種優(yōu)勢(shì)指數(shù)=F1/[(P1+P2)×0.5]×100%。

2 結(jié)果與分析

2.1 BC1代的性狀表現(xiàn)

云割BC103-80與云割BC103-78互為姊妹系，但各性狀的表現(xiàn)不完全相同。云割BC103-80的原料莖長(zhǎng)、單莖重、公頃有效莖數(shù)、公頃產(chǎn)糖量4個(gè)性狀表現(xiàn)較03-78要好，且雜種優(yōu)勢(shì)指數(shù)都大于100%，表現(xiàn)出了一定的雜種優(yōu)勢(shì)，特別是原料莖長(zhǎng)和產(chǎn)糖量均超過(guò)雙親，表現(xiàn)為較強(qiáng)的超親優(yōu)勢(shì)，雜種優(yōu)勢(shì)指數(shù)分別為116.5%和159%；纖維分也明顯低于雙親平均值；莖徑與雙親平均值相當(dāng)；蔗糖分較雙親平均值略低。傳統(tǒng)甘蔗細(xì)莖野生種的利用，其F1、BC1代表現(xiàn)莖徑細(xì)小，纖維分含量較高，糖分較低等現(xiàn)像，但在云南82-114的利用上表現(xiàn)不明顯。

表1 云割82-114后代的主要經(jīng)濟(jì)性狀比較

2.2 BC2代的性狀表現(xiàn)

在云割82-114的兩個(gè)BC2代中，云割BC204-41的原料莖長(zhǎng)、甘蔗糖分、纖維分等性狀上較云割BC204-48表現(xiàn)要好，莖徑相當(dāng)，這與其親系BC103-80和BC103-78的表現(xiàn)基本一致。但公頃產(chǎn)糖量卻相反，04-48的產(chǎn)糖量較04-41高，這是由于云割BC204-48在有效莖數(shù)和甘蔗含糖分性狀上都產(chǎn)生較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢(shì)，公頃有效莖數(shù)達(dá)137520條、甘蔗糖分達(dá)14.93%，較04-41分別高35475條/hm2和0.87%(絕對(duì)值），雜種優(yōu)勢(shì)指數(shù)分別為126.5%和106.9%，而單莖重量又與04-41相當(dāng)，所以產(chǎn)糖量也較04-41高出9.5t/hm2。

兩個(gè)BC2代材料在莖徑、單莖重、蔗糖分等性狀上均表現(xiàn)為正向超親優(yōu)勢(shì)，雜種優(yōu)勢(shì)指數(shù)在101.3%～129.2%之間。在纖維分性狀上表現(xiàn)為負(fù)向超親優(yōu)勢(shì)，含量明顯降低到14%左右，一個(gè)比較適宜的范圍。通過(guò)比較F1、BC1和BC2各代材料的性狀表現(xiàn)，可以看出隨著回交代數(shù)的曾加，莖徑、單莖重、蔗糖分在逐代提高；原料莖長(zhǎng)、有效莖數(shù)、纖維分在降低；蔗莖產(chǎn)量、產(chǎn)糖量在明顯增加，主要栽培性狀逐代得到改良。

2.3 BC2代材料與栽培品種ROC10的比較

從表2可以看出，比較BC2兩個(gè)材料與在我國(guó)大面積當(dāng)家的優(yōu)良栽培品種ROC10(即親系）的各經(jīng)濟(jì)性狀，發(fā)現(xiàn)莖徑、單莖重和有效莖數(shù)等產(chǎn)量性狀分別較ROC10高25.00%、23.53%和42.09%，原料徑長(zhǎng)與ROC10相當(dāng)，蔗糖分低1.16%(絕對(duì)值），但產(chǎn)糖量較ROC10增產(chǎn)62.28%。表明利用甘蔗細(xì)莖野生種云南82-114來(lái)改良栽培品種ROC10，提高生產(chǎn)能力是極其有用的。并有望能選育出新一代的創(chuàng)新種質(zhì)和優(yōu)良品種為甘蔗糖業(yè)提供品種支撐，同時(shí)也在一定程度上顯示了云割82-114的育種價(jià)值和甘蔗細(xì)莖野生種質(zhì)的利用潛力。

表2 云割82-114的BC2與ROC10主要經(jīng)濟(jì)性狀比較

3 小結(jié)與討論

3.1 瑞麗育種站致力于利用云南豐富而珍貴的甘蔗種質(zhì)資源進(jìn)行原始創(chuàng)新。本研究是用云南蠻耗割手密的F1代91-2868作為母本與云割82-114雜交創(chuàng)制其F1，這與前人用熱帶種Badi1a或栽培品種作為母本的方法有所不同[2，6]。獲得的F1代材料97-105其所含的細(xì)莖野生種血緣成分比例可得到加強(qiáng)。

3.2 云割82-114的BC1代種質(zhì)材料在原料莖長(zhǎng)、單莖重、有效莖數(shù)、產(chǎn)糖量等性狀方面表現(xiàn)出了一定的雜種優(yōu)勢(shì)，特別是原料莖長(zhǎng)和產(chǎn)糖量雜種優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)較為明顯。BC2代種質(zhì)材料在莖徑、單莖重、蔗糖分等性狀方面均表現(xiàn)為正向超親優(yōu)勢(shì)，在纖維分性狀上表現(xiàn)為負(fù)向超親優(yōu)勢(shì)，含量降低到比較適宜的范圍，說(shuō)明通過(guò)云割82-114的雜交導(dǎo)入其BC1、BC2代材料的莖徑、單莖重、蔗糖分、纖維分等重要經(jīng)濟(jì)性狀水平得到較大改善，趨向于栽培型品種。

3.3 通過(guò)雜交導(dǎo)入甘蔗細(xì)莖野生種云南82-114血緣后，其BC1代真雜種姊妹系間各性狀表現(xiàn)出不同水平的變異，這種豐富的變異有利于獲得強(qiáng)雜種優(yōu)勢(shì)的后代。本研究針對(duì)云南82-114的F1、BC1、BC2共5個(gè)真雜種后代進(jìn)行了初步分析，另外還有一批組合雜交后代尚待通過(guò)SSR分子標(biāo)記鑒定雜種真實(shí)性后，進(jìn)一步分析研究云南82-114的育種效果。

[1]何順長(zhǎng).云南省甘蔗野生資源植物開(kāi)發(fā)利用前景的探討[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1987(1）：6-11.

[2]王麗萍，馬麗，夏紅明，等.甘蔗細(xì)莖野生種(S.spontaneum）在雜交育種中的利用[J].中國(guó)糖料，2006(1).1-4.

[3]楚連璧.“YN”甘蔗育種體系研究[J].甘蔗，2000，7(4).22-33.

[4]安汝?yáng)|，楚連璧，孫有方，等.甘蔗新品種云蔗99-155的選育[J].甘蔗糖業(yè)，2007(3）.7-10，15.

[5]桃聯(lián)安，楚連璧，經(jīng)艷芬，等.云割82-114血緣SSR標(biāo)記雜交真實(shí)性鑒定分析[J].甘蔗糖業(yè)，2006(2）.1-3.

[6]張木清，王華忠，白晨，等.糖料作物遺傳改良與高效育種[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社2006，52，59.

Breeding Effect of Wild Sugarcane S.spontaneum YN82-114

AN Ru-dong，TAO Lian-an，JING Yan-fen，YANG Li-he，DONG Li-hua，et a1
(Ruili Sugarcane Breeding Station,Sugarcane Research Institute,Yunnan Academy of Agriculture,Ruili,Yunnan 678600,China）

The main economic characters of progeny F1，BC1，BC2of S.spontaneum YN82-114 in Yunnan are ana1yzed.The resu1ts showed that the sta1k diameter，sing1e stem weight and sugar content of sugarcane increased as increasing with backcross generations，and cane yie1d and sugar yie1d were a1so significant1y increased，meanwhi1e，the height，mi11ab1e sta1ks and fibre decreased.These indicate that S.spontaneum YN82-114 in Yunnan is an important potentia1 breeding materia1.

S.spontaneum;YN82-114;Cross uti1ization;Breeding effect

雜566.103

A

1007-2624(2009）01-0006-02

2008-05-07

云南省基金(2007C236M）；云南省“十一五”科技攻關(guān)(2006NG11）;“948”項(xiàng)目(2006-G37）；農(nóng)業(yè)行業(yè)專項(xiàng)(nyhyzx07-019）。

安汝?yáng)|(1978-），男，云南省宜良縣人，研究方向：甘蔗遺傳育種，E-mai1：ynard@163.com

桃聯(lián)安(1968-），男，副研究員，研究方向：甘蔗種質(zhì)資源利用，E-mai1.tao1ianan@163.com