國外大麥種質(zhì)資源的評價與利用

陳曉靜 陳 和 陳 健 陶 紅 沈會權(quán) 喬海龍 臧 慧

(江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇鹽城224002)

自從20世紀(jì)初人類開始有計劃的育種研究以來，培育出了一大批優(yōu)良的大麥品種，在大麥新品種的培育過程中，各種優(yōu)良種質(zhì)和材料的引入及創(chuàng)新對提高育種效率和保持遺傳多樣性至關(guān)重要。近年來，大麥新品種的更換速度越來越快，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對品種品質(zhì)的要求也越來越高，而大麥育種中可利用的優(yōu)異種質(zhì)資源范圍已經(jīng)非常狹窄，迫切需要新種質(zhì)、新材料的不斷引入和創(chuàng)造。

國外大麥種質(zhì)資源在江蘇省大麥生產(chǎn)、品種改良以及大麥基礎(chǔ)研究等方面都占有十分重要的地位。許多優(yōu)良大麥品種引進后被直接利用到江蘇省的大麥生產(chǎn)，如1966年從日本引入的早熟三號(原名關(guān)東二條3號)，1980年從日本引入的飼料大麥品種西引二號(原名淺間麥)，還有蘇引麥1號(原名萎縮不知)、蘇引麥2號(原名岡2)、鹽引一號(原名關(guān)東二條23號)等等，國外品種的引進與直接利用都對江蘇省的大麥發(fā)展發(fā)揮了至關(guān)重要與深遠的影響。其次，國外大麥種質(zhì)資源還對大麥品種改良起到非常重要的作用，如單二系以Nasunijo/Kinuyu taka通過花藥培養(yǎng)選育而成，蘇啤三號的母本是日本啤酒大麥材料Kinuyu taka和Kanto nijo 25中間材料。多年來我們通過多種途徑和渠道先后從日本、加拿大、澳大利亞、美國等國引進了大量國外大麥品種資源，如甘木二條、美97-1338、LARA、匈牙利大麥等等，極大地豐富了大麥遺傳育種材料，加快了新品種選育進程。

2006至2009連續(xù)三年在江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗場，篩選鑒定了由農(nóng)業(yè)部“948”項目組提供的，從美國和加拿大等國新近引進的大麥種質(zhì)資源材料900份，對它們的適應(yīng)性、豐產(chǎn)性、抗逆性進行了初步的考察與評價。旨在通過試驗評價引進品種的利用價值，為江蘇省大麥育種研究提供可以直接生產(chǎn)利用的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)大麥新品種，或優(yōu)異的雜交育種親本材料。

1 材料與方法

1.1 田間試驗設(shè)計

試驗地在江蘇鹽城，經(jīng)度120.13，緯度33.38，年平均溫度13.9～14.5℃，屬于亞熱帶，年平均降水量980～1100mm，沙壤土。2006年10月至2009年6月每年鑒定種質(zhì)資源300份，3年共鑒定新引進大麥新品種和育種高代品系900份，其中二棱大麥620份，四棱大麥280份。

每個品種(系)種一個小區(qū)，5行區(qū)，行距0.3m，行長2m，行播，不設(shè)重復(fù)，每50個品種設(shè)一個對照，對照品種蘇啤3號。三年種植鑒定采用了不同的種植密度。第一年每行80粒；第二年每行150粒；第三年每行120粒。所有材料適期播種，田間管理與大田生產(chǎn)一致。

1.2 調(diào)查記載項目

在大麥各生長發(fā)育時期，參照《大麥種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》中的調(diào)查方法與記載標(biāo)準(zhǔn)，每個品種(系)隨機調(diào)查10株，對播種期、出苗期、抽穗期、成熟期、株高、穗長、穗粒數(shù)、千粒重、黃花葉病抗性等多項農(nóng)藝性狀進行考察鑒定。

2 結(jié)果與分析

2.1 大麥黃花葉病抗性

大麥黃花葉病是由大麥黃花葉病毒(BaYMV)和大麥溫和花葉病毒(BaMMV)引起，以土壤中的禾谷類多黏菌為介體傳播的一種主要病害。20世紀(jì)70年代在我國開始蔓延，發(fā)病區(qū)輕則減產(chǎn)30%，籽粒品質(zhì)下降，重則顆粒無收。我國長江下游鄂、浙、蘇、滬、皖等省市發(fā)病較多，其中以江蘇、浙江、上海等地發(fā)病最為嚴重[1]。輪作和農(nóng)藥均無明顯防病作用，而大麥品種間大麥黃花葉病的感病性差異較大，因此種植抗病品種是唯一有效的防治措施。抗大麥黃花葉病材料的引進與挖掘?qū)ν貙挻篼溈共∵z傳基礎(chǔ)，加快江蘇省大麥新品種選育具有深遠而重要的意義。

表1 大麥黃花葉病抗性表現(xiàn)

900份供試材料大麥黃花葉病抗性田間鑒定結(jié)果如表1所示。供試材料絕大多數(shù)不抗大麥黃花葉病，中抗、感、高感大麥黃花葉病品種(系)占88.9%，這一部分材料在江蘇省不適宜直接利用。篩選出的Z159U007V、G049T065U、G049T057U等13份高抗大麥黃花葉病材料則尤為珍貴，為大麥黃花葉病抗病育種提供了新的、可靠、豐富的抗源。

2.2 株高及抗倒伏性

株高雖不直接構(gòu)成產(chǎn)量，但其與群體大小、個體優(yōu)劣、抗倒伏性以及收獲指數(shù)等密切相關(guān)，根據(jù)植株高度劃分為高稈(1.1m以上)、中稈(0.91～1.1m)、半矮稈(0.71～0.9m)和矮稈(0.7m以下)四個類型[2]。

外引材料各年度最高與最矮品種及其株高與均值情況詳見表2，900份供試材料中二棱品種(系)株高最高的是Z203U001V大麥114.7cm，最矮的是BARI174大麥54.3cm，平均株高83.4cm；四棱品種(系)最高的是G039N009N大麥116.3cm，最矮的是G067T060U大麥61.5cm，平均株高85.9cm。株高總體分布情況如表3所示，外引品種總體株高不高，大多都屬于半矮稈類型，占總數(shù)的62.2%，還有7.8%矮稈材料。

表2 各年度供試材料中最高與最矮的品種株高一覽表

表3 外引材料株高分布情況

矮稈品種植株中心低，重心力矩小，其抗倒伏能力一般比高稈品種強，但品種的抗倒伏性與莖稈的直徑、堅韌程度，根系發(fā)育狀況等都有關(guān)系。引進品種由于莖稈細、穗子重等原因，本地區(qū)種植盡管株高整體不高，抗倒性卻不強。由于三年不同種植密度下，供試材料總體抗到能力均不好，排除了因種植密度高引起倒伏。如表4所示，900份材料中完全無倒伏現(xiàn)象發(fā)生的品種(系)僅占供試材料21.2%，小區(qū)全部倒伏的占到供試材料的15.6%。

表4 外引材料抗倒伏性情況

2.3 生育期

大麥生育期比小麥短，江蘇沿海地區(qū)是棉花主產(chǎn)區(qū)之一，利用大麥的早熟特點，與棉花間套作，提高了復(fù)種指數(shù)，獲得了較高的社會、經(jīng)濟、生態(tài)效益。外引材料在試驗地種植抽穗期與成熟期情況，以3d為一個時間段做統(tǒng)計(見表5、表6。)

表5 外引材料抽穗期分布情況

表6 外引材料成熟期分布情況

如表所示，供試品種(系)抽穗期最早在4月8日，最遲在5月2日；成熟期最早在5月18日，最遲是6月8日。4月14日到4月22日3個時間段里抽穗品種(系)較多，共計有584份材料，占到總數(shù)的64.9%；5月27日到6月1日2個時間段里成熟品種(系)較多，合計有485份材料，占到總數(shù)的53.9%。

對照品種蘇啤3號抽穗期三年均在4月13日前后，成熟期在5月22日左右，從表1和表2可以看出，絕大多數(shù)外引材料的抽穗期和成熟期都遲于對照品種，而收割遲將影響到套種作物的生長及下茬作物的適期種植與種植質(zhì)量。與對照蘇啤3號相比較，結(jié)合田間實際，認為抽穗期在4月15日之前(包括4月15日)，成熟期在5月25日之前(包括5月25日)是較為理想和可以接受的，這部分材料有156份，占到總數(shù)的17.3%。

3 小結(jié)與討論

3.1 江蘇省近年來冬季氣溫偏高，雨水較多，氣候不穩(wěn)定，有利于禾谷類多黏菌休眠孢子的萌發(fā)和游動，大麥黃花葉病呈多發(fā)和加重趨勢，抗大麥黃花葉病品種顯現(xiàn)出明顯的生長優(yōu)勢。在過去的十年間，江蘇省雖然已育成一些抗病大麥品種，但所選用的抗源親本幾乎相同或相近，從而品種育成后其抗病性也相似，一旦出現(xiàn)克服一個品種抗性的病毒株系或致病型，那么，其他品種的使用也會受到限制。篩選出的Z159U007V、G049T065U、G049T057U等13份大麥黃花葉病高抗材料，為大麥黃花葉病抗病育種提供了新的、可靠、豐富的抗源，使育出的新品種抗病基因不同，病毒無法適應(yīng)抗病性，對拓寬大麥抗病遺傳基礎(chǔ)、加快抗病大麥新品種選育保障國家糧食安全、促進我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

3.2 近年來，我們一直以矮稈抗倒作為育種的突破口，采取優(yōu)質(zhì)×矮稈或矮稈×矮稈配組方式，對后代群體嚴格地進行外觀品質(zhì)和植株高度鑒定，提高育成品種的品質(zhì)、產(chǎn)量水平和耐肥抗倒能力，育成了一批株高75～85cm的優(yōu)良品種(系)，如蘇啤3號、蘇啤4號等。矮化植株不僅有利于提高抗倒伏能力，還有利于增強肥水效益，增大經(jīng)濟系數(shù)(或收獲指數(shù))，從而進一步提高產(chǎn)量潛力。900份外引材料大多都屬于半矮稈類型，占總數(shù)的62.2%，還有7.8%矮稈材料。篩選出的具有優(yōu)良性狀的矮稈源親本將搜集到江蘇省大麥種質(zhì)資源中，用作雜交親本，配置雜交組合。

3.3 外引材料整體在大麥黃花葉病抗性、抗倒伏能力和生育期長短幾方面與地方常規(guī)品種有著較明顯的差異，大部分品種(系)抗大麥黃花葉病能力差、易倒伏、生育期較長，不能夠被生產(chǎn)上直接利用。但絕大多數(shù)供試材料籽粒粒形橢圓，腹溝淺，色澤淡，光澤度好，表現(xiàn)出較好的籽粒外觀品質(zhì)。根據(jù)鑒定結(jié)果，篩選出了一批綜合性狀優(yōu)良的材料升級到下年度新品種比較試驗，而一些千粒重高、籽粒外觀品質(zhì)好、高抗或抗大麥黃花葉病的品種(系)，被充實到江蘇省大麥種質(zhì)資源和親本材料中，它們都將在大麥品種改良中發(fā)揮積極和重要的作用。

[1] 盧良恕.中國大麥學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1996：413

[2] 盧良恕.中國大麥學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1996：157