山西省燕麥育種現(xiàn)狀及資源特點(diǎn)

周建萍，劉龍龍，崔 林

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院品種資源研究所，山西太原030031）

1 山西省燕麥生產(chǎn)現(xiàn)狀

山西是裸燕麥的故鄉(xiāng)，五寨縣是裸燕麥的最早發(fā)源地之一，大約在公元前九世紀(jì)開始由山西傳入其他省區(qū)，“五寨莜麥”至今聞名全國[1]。山西的東西兩山地處黃土高原，屬溫帶寒冷型氣候區(qū)，年平均氣溫為4～7℃，山區(qū)和丘陵區(qū)占總面積的70%以上，主要作物為馬鈴薯、燕麥、油料、雜豆，是人少地多的旱作農(nóng)業(yè)區(qū)。在20世紀(jì)50年代初，山西省燕麥面積為28萬hm2，約占全國燕麥面積的1/7，20世紀(jì)60年代下降為23.3萬hm2。1966—1976年，由于單一經(jīng)營傾向十分嚴(yán)重，且各地不顧一切地主攻高產(chǎn)，對(duì)燕麥等區(qū)域性作物比較忽視，致使燕麥面積和產(chǎn)量大幅度下降，種植面積在13.3萬hm2以下，總產(chǎn)量約為7.5億kg，平均單產(chǎn)600 kg/hm2左右?！捌呶濉逼陂g，由于重視科學(xué)技術(shù)的推廣應(yīng)用，山西省燕麥種植面積一直維持在16.7萬hm2左右，公頃產(chǎn)量上升到900 kg左右，總產(chǎn)量翻了一番?！鞍宋濉敝痢熬盼濉逼陂g，山西省燕麥種植面積逐年減少，由1990年的13.3萬hm2下降到目前的8萬～10萬hm2。其種植面積下降的原因：一是國家由計(jì)劃經(jīng)濟(jì)向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)軌，經(jīng)濟(jì)效益低的作物，如谷子、高粱、油料、燕麥等的種植面積被一些效益比較好的作物如玉米、豆類、馬鈴薯等代替。二是燕麥本身產(chǎn)后加工落后，市場(chǎng)銷路沒有打開，造成種植戶自給自足而減少種植面積。三是燕麥產(chǎn)區(qū)自然氣候近幾年連續(xù)干旱，播種困難或播后未出苗等，造成燕麥生產(chǎn)處于低谷。

2 山西省燕麥育種發(fā)展歷程

山西省燕麥科研已有50年的歷史，多年來一直受到上級(jí)部門的大力扶持，在全國處于領(lǐng)先地位，“七五”至“九五”期間主持農(nóng)業(yè)部“燕麥新品種選育”重點(diǎn)科研項(xiàng)目和國家“燕麥品種資源性狀鑒定及繁種”科技項(xiàng)目。在選育新品種的育種方法上，經(jīng)歷了農(nóng)家種篩選、系統(tǒng)選育、品種間雜交、遠(yuǎn)緣雜交4個(gè)階段。

2.1 農(nóng)家品種的篩選應(yīng)用階段

20世紀(jì)50年代初，山西省燕麥育種工作者首先開展了對(duì)我國燕麥農(nóng)家品種的收集與整理工作，并在此基礎(chǔ)上開展了農(nóng)家品種的篩選鑒定工作，從中選出產(chǎn)量高、品質(zhì)好的農(nóng)家品種在全國進(jìn)行推廣，期間主要推廣應(yīng)用的品種有五寨三分三、李家場(chǎng)等[2]。

2.2 國外燕麥品種的引進(jìn)推廣階段

20世紀(jì)60年代初，由中國農(nóng)科院作物所等單位從前蘇聯(lián)、加拿大等歐美國家引進(jìn)一批燕麥品種，經(jīng)篩選鑒定和全國區(qū)域性試驗(yàn)示范，20世紀(jì)70年代前后推廣了維爾1998（華北2號(hào)）、永75、永 492（小 465）、壩選 3號(hào)（赫波 1號(hào)）等一批抗倒伏性強(qiáng)、單產(chǎn)高的優(yōu)良品種。

2.3 燕麥品種間雜交技術(shù)研究及品種選育應(yīng)用階段

早在20世紀(jì)50年代末60年代初，我國燕麥育種工作者在引進(jìn)推廣國外品種的同時(shí)，開展了燕麥品種間雜交技術(shù)的研究。期間觀察了燕麥的開花習(xí)性，研究提出了品種間雜交技術(shù)及其育種方法。到20世紀(jì)70年代末80年代初，育成并推廣了一批用燕麥品種間雜交方法培育出的優(yōu)良品種，如雁紅10號(hào)、晉燕4號(hào)（雁紅11號(hào)）、晉燕3號(hào)等。

2.4 皮、裸燕麥種間雜交新技術(shù)研究及品種培育推廣階段

皮燕麥與裸燕麥在產(chǎn)量、抗性性狀方面具有很好的互補(bǔ)性。為了改變山西省燕麥資源貧乏、類型單一、單產(chǎn)低、不耐肥水的現(xiàn)狀，從20世紀(jì)70年代初，用從歐美引進(jìn)的抗倒伏、耐肥、抗病、高產(chǎn)，類型豐富的普通燕麥（皮燕麥A Sativa）與裸燕麥進(jìn)行種間雜交。在研究種間育種方法的同時(shí)，研究人員還對(duì)燕麥主要性狀遺傳規(guī)律進(jìn)行了研究，特別是對(duì)皮、裸燕麥種間雜交后代外稃性狀遺傳表現(xiàn)的研究，明確了外稃性狀是受三對(duì)核基因控制并受細(xì)胞質(zhì)基因影響而遺傳的，由此形成了皮、裸燕麥種間雜交育種特有的選擇方法[3]。到20世紀(jì)80年代初，育成推廣了一批抗倒伏力強(qiáng)，喜肥耐水，適宜密植，單產(chǎn)高的新品種，主要有晉燕5號(hào)、晉燕6號(hào)、晉燕7號(hào)、晉燕8號(hào)、晉燕9號(hào)、20-1等。這些品種的育成推廣使山西省燕麥平均單產(chǎn)提高了20%～40%。同時(shí)育成了一批抗燕麥堅(jiān)黑穗病、稈銹病、大粒（千粒質(zhì)量30 g以上）、高蛋白、早熟等不同類型的種質(zhì)資源，豐富了山西省燕麥的種質(zhì)資源，初步改變了類型單一的局面。新方法在全國各燕麥育種單位相繼應(yīng)用，育成10多個(gè)燕麥新品種，取得的重大成果“六倍體皮、裸燕麥種間雜交及其在裸燕麥新品種選育中的應(yīng)用”（由山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院牽頭）獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

2.5 應(yīng)用基礎(chǔ)研究階段

20世紀(jì)90年代以來，在開展燕麥育種應(yīng)用研究的同時(shí)，加大了基礎(chǔ)研究的力度。在山西省自然科學(xué)基金的資助下，開展了燕麥體細(xì)胞無性系變異技術(shù)研究[4]，隨后又開展了燕麥細(xì)胞懸浮培養(yǎng)及植株再生技術(shù)的研究，為開展燕麥生物工程育種奠定了基礎(chǔ)[5-6]。

在雄性不育材料的研究和利用方面，山西同樣走在了全國同行的前頭，發(fā)現(xiàn)了我國第1例燕麥雄性不育材料[7]，在山西省自然科學(xué)基金、省攻關(guān)項(xiàng)目的資助下，進(jìn)行了遺傳鑒定及不育性狀轉(zhuǎn)育、利用的研究[8]。利用雄性不育材料進(jìn)行異源基因庫建立的基礎(chǔ)研究，為燕麥開展輪回選擇育種創(chuàng)造了條件。這對(duì)我國燕麥進(jìn)行輪回選擇育種具有重要的推動(dòng)作用。

3 山西省燕麥育種的目標(biāo)和任務(wù)

在品種選育方面，“七五”至“九五”期間，農(nóng)業(yè)部將燕麥新品種選育研究列為重點(diǎn)科研項(xiàng)目，期間育出了一些平均單產(chǎn)在1 500 kg/hm2以上的新品種。山西省這一時(shí)期燕麥的育種目標(biāo)為：丘陵旱坡地品種具有抗旱、耐瘠、口緊、中晚熟、籽實(shí)和秸稈產(chǎn)量高等性狀，公頃產(chǎn)750～1 050 kg，比主栽品種增產(chǎn)10%～15%；灘川地品種具有抗旱、抗倒伏、中熟、豐產(chǎn)等優(yōu)良性狀，公頃產(chǎn)1 500～2 250 kg，比主栽品種增產(chǎn)10%以上；優(yōu)質(zhì)品種單產(chǎn)不低于主栽品種，蛋白質(zhì)含量在17%左右，亞油酸含量占不飽和脂肪酸的30%以上，千粒質(zhì)量25 g以上。

進(jìn)入21世紀(jì)初，燕麥新品種的選育應(yīng)該能夠滿足不同需求的多類型新品種的選育目標(biāo)。在應(yīng)用類型上，應(yīng)該有食用型、飼用型和加工型。食用型燕麥品種主要用于產(chǎn)區(qū)傳統(tǒng)的食用，選育目標(biāo)要求品種淀粉含量相對(duì)高，做成的燕面食品勁、白、柔軟、不硬不犟、適口性好。飼用型燕麥，可分為2種，一種是作飼料型品種，其應(yīng)具有較高的籽粒產(chǎn)量，并要求蛋白質(zhì)、賴氨酸含量高；另一種是作飼草型品種，要求生物產(chǎn)量高，尤其是青草產(chǎn)量高、營養(yǎng)豐富，適應(yīng)舍飼養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。加工型燕麥品種，主要是為產(chǎn)區(qū)以外的廣大消費(fèi)者提供醫(yī)療保健用新型食品，主要用作加工麥片、方便面等食品。這一類品種要求蛋白質(zhì)、賴氨酸、亞油酸含量高，淀粉含量低，適合加工成降脂、降糖、營養(yǎng)保健的產(chǎn)品[9]。

在生物特性上，除豐產(chǎn)性外，新品種還應(yīng)具有“三抗一優(yōu)”的特性，即抗旱性、抗病性、抗倒伏性、優(yōu)質(zhì)。（1）抗旱性品種。燕麥主要種植在我國北方干旱半干旱地區(qū)，絕大多數(shù)種植在旱地，豐歉取決于自然降雨的多少和降雨分布是否均勻，因此新品種要求具有較強(qiáng)的抗旱性。（2）抗病性品種。燕麥雖然病害發(fā)生較少，但燕麥堅(jiān)黑穗病和紅葉病是一種常發(fā)性病害，而且發(fā)生面廣，尤其是堅(jiān)黑穗病為害極重，減產(chǎn)一般在30%～50%，甚至90%。因此，培育高抗燕麥堅(jiān)黑穗病和紅葉病的燕麥品種是生產(chǎn)中迫切需要的。（3）抗倒伏性品種。燕麥既是營養(yǎng)價(jià)值高的雜糧，又是產(chǎn)區(qū)畜牧業(yè)的飼草來源，而產(chǎn)草多的高稈品種容易倒伏，因此，育種目標(biāo)要求新品種高稈兼抗倒伏。

在適應(yīng)性上應(yīng)具有3種生態(tài)型，即早、中、晚3種熟期。早熟型品種生育期為80 d以下，中熟型品種生育期為80～110 d，晚熟型品種生育期為110 d以上。

4 山西省育成和引進(jìn)燕麥品種的現(xiàn)狀

山西省先后育成審、認(rèn)定燕麥品種18個(gè)，分別為晉燕1號(hào)、晉燕2號(hào)、晉燕3號(hào)、晉燕4號(hào)、晉燕5號(hào)、晉燕6號(hào)、晉燕7號(hào)、晉燕8號(hào)、晉燕9號(hào)、晉燕10號(hào)、晉燕11號(hào)、晉燕12號(hào)、晉燕13號(hào)、品燕1號(hào)、20-1、雁紅10號(hào)、雁紅14號(hào)和小465。

“八五”期間重點(diǎn)對(duì)育成品種雁紅10號(hào)、晉燕7號(hào)、小465在生產(chǎn)上進(jìn)行了推廣。推廣面積較大的品種為雁紅10號(hào)，在我國燕麥生產(chǎn)區(qū)晉、冀、蒙都有較大的種植面積，累計(jì)推廣面積達(dá)46.13萬hm2，創(chuàng)造社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益10 380萬元，1990年雁紅10號(hào)由國家品種審定委員會(huì)認(rèn)定為全國旱地推廣品種。晉燕7號(hào)累計(jì)推廣面積18.53萬hm2，創(chuàng)造社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益3 892萬元。小465累計(jì)推廣面積8.8萬hm2，創(chuàng)造社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益2 772萬元。“九五”期間重點(diǎn)對(duì)育成品種晉燕8號(hào)、20-1在生產(chǎn)上進(jìn)行了推廣。晉燕8號(hào)累計(jì)推廣面積為11.53萬hm2，創(chuàng)造社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益為2 568萬元；20-1累計(jì)推廣面積6.2萬hm2，創(chuàng)造社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益1 951萬元。

近年來育成的晉燕12號(hào)、晉燕13號(hào)、品燕1號(hào)新品種，在產(chǎn)量上較20世紀(jì)80年代品種有了大幅度提高，在籽粒性狀上其千粒質(zhì)量提高到26 g左右，品質(zhì)上也有了很大改進(jìn)，蛋白質(zhì)含量提高到17%左右。

在推廣山西省燕麥品種的同時(shí)，2004年從全國各育種單位引進(jìn)10個(gè)燕麥新品種經(jīng)不同生態(tài)區(qū)試驗(yàn)比較，從中選出4個(gè)品種（白燕2號(hào)、白燕3號(hào)、白燕5號(hào)、壩莜1號(hào)）和壩莜3號(hào)、美國保羅，分別于2005，2006年通過了山西省品種審定委員會(huì)認(rèn)定。

5 山西省燕麥資源現(xiàn)狀及特點(diǎn)

在燕麥品種資源研究方面，完成了“八五”、“九五”3次全國燕麥資源編目，入編數(shù)達(dá)3 243份[10]；對(duì)我國華北、西北、西南地區(qū)的野生燕麥資源進(jìn)行了調(diào)查和收集，增加了我國燕麥資源的多樣性。

在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院品種資源研究所建有設(shè)施較好的燕麥中期保存庫，保存有2 800份裸燕麥、皮燕麥、野燕麥資源，占全國燕麥長(zhǎng)期庫中資源的3/4。

5.1 燕麥種質(zhì)資源的種類

山西省燕麥種質(zhì)資源擁有13個(gè)種3個(gè)變種，即普通栽培燕麥（A sativa L，2n＝42），籽粒為有稃型；裸燕麥（A nuda L，2n=42）；小粒裸燕麥（A nudibrevis Vav，2n＝14）；普通野燕麥（A fatua L，2n＝42，包括 3 個(gè)變種：var fatua，var glabrata Patorm，var mollis Keng）；大燕麥（A magna Murph，2n＝28）；野紅燕麥（A sterilis L，2n＝42）；地中海燕麥（A byzantina Hochst，2n=42）；砂燕麥（Astrigosa Schreb，2n＝14）；東方燕麥（A orientalis Schreb，2n＝42）；異穎燕麥（A eriantha Dur）；裂稃燕麥（A barbata Potter Link，2n＝28）：南燕麥（A meridionalis Roshev）；南野燕麥（A ludoviciana Dur，2n＝42）。

5.2 燕麥種質(zhì)資源的特點(diǎn)

5.2.1 主穗小穗數(shù) 裸燕麥的主穗小穗數(shù)在11.7～78.7個(gè)之間，平均值為（28.91±6.97）個(gè)，其中≥35個(gè)的品種有94個(gè)，25.0～34.9個(gè)之間的有396個(gè)，≤24.9個(gè)的有176個(gè)，主要分布范圍在25.0～35.0個(gè)之間。皮燕麥的主穗小穗數(shù)在

11.6 ～67.2個(gè)之間，平均值（37.06±9.0）個(gè)，主要分布在35.0個(gè)以上。

5.2.2 主穗粒數(shù) 裸燕麥的主穗粒數(shù)在22.4～126.0粒之間，平均值為（55.43±13.22）粒，其中≥70.0粒的有82個(gè)，在50.0～69.9粒之間的有342個(gè)，≤49.9粒的有242個(gè)，主要分布在50.0～69.9粒之間。皮燕麥主穗粒數(shù)在19.5～125.9粒之間，平均值為（55.37±16.30）粒，主要分布基本上與裸燕麥相同。

5.2.3 主穗粒質(zhì)量 裸燕麥在0.3～2.3 g之間，平均值為（0.96±0.24）g，其中≥1.3 g的有77個(gè)，0.9～1.2 g的有376個(gè)，≤0.8 g的有213個(gè)，主要分布在0.9～1.2 g之間。皮燕麥主穗粒質(zhì)量在 0.3～2.7 g之間，平均值為（1.36±0.39）g，主要分布在1.3 g以上。

5.2.4 千粒質(zhì)量 裸燕麥在6.7～34.1 g之間，平均值為（17.42±3.0）g，其中≥20.0 g的品種有97個(gè)，15.0～19.9 g的有 454個(gè)，≤14.9 g的有115個(gè)，主要分布在15.0～20.0 g之間。皮燕麥千粒質(zhì)量在9.8～35.1 g之間，平均值為（24.5±3.75）g，主要分布在25 g以上。

5.2.5 β-葡聚糖 對(duì)來源于中國13個(gè)?。▍^(qū)）1 010份和國外引進(jìn)的4份裸燕麥品種（系）進(jìn)行了β-葡聚糖含量的鑒定研究。結(jié)果表明，中國裸燕麥β-葡聚糖含量為2.0%～7.5%，其中含量＜3.00%的占 6.61%，3.00%～4.99%的占86.40%，5.00%～5.99%的占 5.72%，≥6.00%的占1.18%。按來源地劃分，河北、山西、內(nèi)蒙古的含量較高，云南、貴州、四川的含量較低，而陜西的含量最低[11]。

6 小結(jié)

裸燕麥與皮燕麥在產(chǎn)量性狀上的差異主要在主穗小穗數(shù)、主穗粒質(zhì)量和千粒質(zhì)量上，皮燕麥在這3個(gè)性狀上都高于裸燕麥。裸燕麥主穗小穗數(shù)雖然少于皮燕麥，但主穗粒數(shù)與皮燕麥相當(dāng)，說明裸燕麥的小穗粒數(shù)多于皮燕麥。在以上構(gòu)成產(chǎn)量性狀諸因素中，皮、裸燕麥之間可以互相彌補(bǔ)，因此，用皮、裸燕麥進(jìn)行種間雜交，可能獲得產(chǎn)量性狀比雙親更高的后代。

在我國皮、裸燕麥品種資源中，豐產(chǎn)資源多數(shù)集中在山西省，山西省品種資源還具有豐富的花稍抗原與熟性基因庫。高蛋白裸燕麥品種資源主要集中在青海省，該省還擁有豐富的極早熟基因庫。高脂肪裸燕麥品種資源主要集中在云貴高原各?。▍^(qū)）。高亞油酸品種資源主要集中在青海和河北2省。新疆自治區(qū)擁有豐富的抗蚜蟲、抗黃矮病與堅(jiān)黑穗病基因庫。國內(nèi)品種資源的抗倒伏力均較差，但是國外資源較強(qiáng)。所以，通過皮、裸燕麥種間雜交育種途徑，可以選育出豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆的新品種。

“九五”期間，對(duì)國家?guī)毂４娴?00份種質(zhì)進(jìn)行了抗旱、抗病、優(yōu)質(zhì)、豐產(chǎn)4個(gè)方面的性狀鑒定和評(píng)價(jià)，從中篩選出抗旱性強(qiáng)的材料23份，對(duì)堅(jiān)黑穗病免疫的材料16份，千粒質(zhì)量在28 g以上的材料9份，蛋白質(zhì)含量在18%以上、脂肪含量在5%左右、亞油酸含量在45%以上的優(yōu)質(zhì)材料7份。

綜上所述，山西省燕麥育種經(jīng)歷了幾代人的努力和半個(gè)世紀(jì)的奮斗，完成了4個(gè)育種階段，實(shí)現(xiàn)了4次品種更新，單產(chǎn)水平得到了大幅度提高，但由于燕麥?zhǔn)切∽谧魑?，主要分布在高緯度、高海拔的高寒、邊遠(yuǎn)貧困地區(qū)，科技投入少，條件差，研究人員更少，與小麥、玉米、水稻等大宗作物相比差距甚遠(yuǎn)。對(duì)燕麥科研工作者來說，可挖掘的生產(chǎn)潛力、科研潛力很大，因此，研究課題更廣泛，任務(wù)更艱巨，更應(yīng)該得到國家的大力資助和扶持，使小作物發(fā)揮出大效益。

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