不同甘蔗親本組合開(kāi)花特性的調(diào)查研究

唐仕云 ，王倫旺 ，李 翔 ，譚 芳 ，黃海榮 ，經(jīng) 艷 ，黃家雍 ，黎煥光 ，方鋒學(xué) ，鄭書(shū)斌

（1.廣西甘蔗研究所，南寧 530007；2.中國(guó)農(nóng)科院甘蔗研究中心，南寧 530007；3.廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院，南寧 530005；4.廣西農(nóng)墾國(guó)有金光農(nóng)場(chǎng)友誼分場(chǎng)，南寧 530042）

甘蔗是無(wú)性繁殖作物，但在適宜環(huán)境條件下，也可以開(kāi)花結(jié)實(shí)，為甘蔗有性雜交育種提供了有效可行的途徑。甘蔗開(kāi)花習(xí)性是甘蔗遺傳育種與大田生產(chǎn)密切相關(guān)的一個(gè)重要性狀，在有性雜交育種中，只有開(kāi)花材料才能用作親本，因而應(yīng)盡最大可能地誘導(dǎo)甘蔗開(kāi)花。但在生產(chǎn)上，甘蔗開(kāi)花后，生長(zhǎng)點(diǎn)分化為花芽，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)停止，葉片發(fā)黃，不利于甘蔗生長(zhǎng)和糖分積累，且易長(zhǎng)側(cè)芽和引起空心蒲心，導(dǎo)致甘蔗產(chǎn)量和產(chǎn)糖量降低，開(kāi)花品種普遍不受農(nóng)民和糖廠喜歡[2]。在常規(guī)“五圃制”的品種選育過(guò)程中，凡發(fā)現(xiàn)在大田生產(chǎn)條件下具有開(kāi)花性狀的材料，無(wú)論其它性狀表現(xiàn)如何，一般不宜作為入選對(duì)象。據(jù)研究，影響甘蔗開(kāi)花的因素有很多，可分為內(nèi)外兩種因素，外因條件有緯度、氣候、海拔、土壤、肥料等栽培條件，其中以光、溫、濕等因素最為重要，內(nèi)因主要是品種的遺傳特性、生育時(shí)期和葉片等[1，3-4，6-8，10-11]。甘蔗的開(kāi)花習(xí)性是可遺傳的性狀，但在不同年際間甘蔗開(kāi)花習(xí)性差別很大[2，9]。本次調(diào)查的目的是對(duì)甘蔗常用親本及組合的雜交后代，利用較易開(kāi)花的年份，通過(guò)調(diào)查研究不同親本、家系及組合的后代開(kāi)花規(guī)律，供甘蔗育種的親本選配、雜交利用以及常規(guī)品種選育提供參考，為進(jìn)一步研究甘蔗開(kāi)花性狀的相關(guān)遺傳規(guī)律打下基礎(chǔ)。

1 材料與方法

以2010年廣西甘蔗研究所鑒定圃材料為調(diào)查對(duì)象，2008年時(shí)播種529個(gè)組合共計(jì)約14萬(wàn)株實(shí)生苗，同年年底選出了396個(gè)組合的9100個(gè)無(wú)性系材料進(jìn)入選種圃，2009年播種選種圃，同年年底選出308個(gè)組合的1653個(gè)無(wú)性系材料進(jìn)入鑒定圃，2010年2月2—10日在廣西國(guó)有金光農(nóng)場(chǎng)友誼分場(chǎng)（東經(jīng)107°85′，北緯22°87′）種植，每個(gè)無(wú)性系材料依蔗種數(shù)量的不同種植1～2行，行長(zhǎng)7m，行距1.1m，每行下種量92個(gè)單芽，其它管理同大田生產(chǎn)。于2010年12月22—30日田間選拔時(shí)，調(diào)查甘蔗的開(kāi)花性狀。

在開(kāi)花調(diào)查時(shí)，一個(gè)無(wú)性系中以發(fā)現(xiàn)1條具有孕穗開(kāi)花癥狀的甘蔗歸為開(kāi)花無(wú)性系，開(kāi)花組合調(diào)查時(shí)，以該組合的雜交后代中有1個(gè)開(kāi)花無(wú)性系材料，歸為開(kāi)花組合。數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel按系譜進(jìn)行分類(lèi)匯總，以開(kāi)花無(wú)性系個(gè)數(shù)和開(kāi)花組合個(gè)數(shù)分別占被調(diào)查樣本無(wú)性系個(gè)數(shù)和組合個(gè)數(shù)的百分率表示開(kāi)花率，對(duì)親本、家系和組合后代中開(kāi)花無(wú)性系個(gè)數(shù)較多和開(kāi)花率較高的材料進(jìn)行列表分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 親本、家系及組合的整體開(kāi)花情況

從表1可以看出，在所調(diào)查的1653個(gè)無(wú)性系群體中，開(kāi)花的無(wú)性系個(gè)體有288個(gè)，達(dá)到了17.4%；雜交后代中有開(kāi)花無(wú)性系的雜交組合個(gè)數(shù)達(dá)到128個(gè)，占被調(diào)查組合的41.6%，說(shuō)明2010年在廣西國(guó)有金光農(nóng)場(chǎng)友誼分場(chǎng)的自然環(huán)境條件下是一個(gè)甘蔗較易開(kāi)花的年份，許多具有高產(chǎn)高糖特性的優(yōu)良無(wú)性系材料將會(huì)由于甘蔗易抽穗開(kāi)花的不良性狀而遭淘汰，但同時(shí)也非常有利于淘汰那些由于往年不具備開(kāi)花條件而未表現(xiàn)出開(kāi)花特性的無(wú)性系材料。在所調(diào)查的親本中，共有母本97個(gè)，父本91個(gè)，后代中有開(kāi)花無(wú)性系材料的父母本的百分率也分別達(dá)到了57.7%和60.4%較高水平，且父本的百分率略高于母本。

?

2.2 母本及其家系的開(kāi)花性狀調(diào)查

從表2可以看出，在所調(diào)查群體的母本及其家系中，以桂糖96-167、湛蔗74-141、湛蔗92-126、Roc11、Roc22、 粵糖 85-177、Roc23、Roc10、Roc24、 粵 糖 91-976、Roc1、Roc20、CP81-1254為母本的后代中開(kāi)花無(wú)性系的百分率都在10%以上，以桂糖96-167、湛蔗74-141、 湛蔗 92-126、Roc11、Roc22、 粵糖 85-177、Roc23為母本的后代中，無(wú)性系開(kāi)花率超過(guò)了整個(gè)鑒定圃群體的開(kāi)花無(wú)性系的百分率（17.4%）。從這些母本組配的半同胞家系來(lái)看，以湛蔗 74-141、Roc11、CP81-1254 為母本選配的雜交組合，所有組合后代均有開(kāi)花個(gè)體，就后代開(kāi)花性狀而言，需要另外嘗試新的組合。 以 Roc1、湛蔗 92-126、Roc23、Roc24、粵糖91-976、Roc22、粵糖85-177為母本的家系中，后代中有開(kāi)花無(wú)性系個(gè)體出現(xiàn)的組合較多，開(kāi)花組合百分率達(dá)到了50%以上，說(shuō)明這些母本，在與不同父本組配雜交組合時(shí)，出現(xiàn)開(kāi)花無(wú)性系可能性較高，需要嚴(yán)格選用不易開(kāi)花的組合。而以桂糖96-167、Roc20為母本的家系中，盡管開(kāi)花無(wú)性系個(gè)體的百分率很高，但主要集中在個(gè)別組合上，開(kāi)花特性主要受父本的影響，通過(guò)與不易開(kāi)花的父本合理搭配，可減少后代中開(kāi)花性狀的出現(xiàn)。

?

2.3 父本及其家系的開(kāi)花性狀調(diào)查

從表2可以看出，在所調(diào)查群體的父本及其家系中，以桂糖 00-122、CP84-1198、粵糖 85-177、桂糖 92-66、粵糖 96-86、粵糖 91-976、Roc16、桂糖 73-167、粵糖93-159、Roc23、Roc22為父本的后代中開(kāi)花無(wú)性系百分率均較高，以桂糖 00-122、CP84-1198、粵糖 85-177、桂糖 92-66、粵糖 96-86、粵糖 91-976、Roc16為父本的后代中，無(wú)性系開(kāi)花率超過(guò)了整個(gè)鑒定圃群體的開(kāi)花無(wú)性系的百分率（17.4%）。從這些父本組配的半同胞家系來(lái)看，以粵糖85-177、粵糖96-86為父本選配的雜交組合，所有組合后代均有開(kāi)花個(gè)體，就后代開(kāi)花性狀而言，需要不斷嘗試新的組合。以桂糖 92-66、CP84-1198、Roc23、粵糖91-976、桂糖73-167為父本的家系中，后代中有開(kāi)花無(wú)性系個(gè)體出現(xiàn)的組合較多，開(kāi)花組合百分率達(dá)到了50%以上，說(shuō)明這些父本，在與不同母本組配雜交組合時(shí)，出現(xiàn)開(kāi)花無(wú)性系可能性較高，需要嚴(yán)格選用不易開(kāi)花的組合。而以Roc16、粵糖93-159、桂糖00-122、Roc22為父本的家系中，盡管開(kāi)花無(wú)性系個(gè)體的百分率較高，但主要集中在少數(shù)組合上，開(kāi)花特性主要受母本的影響，通過(guò)合理選用不易開(kāi)花的母本，可減少后代中開(kāi)花性狀的出現(xiàn)。

?

2.4 后代中開(kāi)花無(wú)性系較多的組合調(diào)查

從表3可以看出，盡管各個(gè)雜交組合的后代歷經(jīng)雜種圃、選種圃時(shí)受綜合性狀的選擇作用而使每個(gè)組合入選的無(wú)性系個(gè)數(shù)不等，但組合的后代無(wú)性系開(kāi)花率卻都表現(xiàn)很高。尤其以桂糖00-122和粵糖91-976組成的正反交組合，后代開(kāi)花率均較高。組合桂糖96-167×桂糖92-66、湛蔗92-126×CP72-2086、湛蔗74-141×CP84-1198、Roc26×粵糖96-86的后代開(kāi)花率高達(dá)40%以上。其它組合的后代開(kāi)花率相對(duì)后代不開(kāi)花的組合表現(xiàn)也較高。

3 討論

目前，盡管對(duì)甘蔗孕穗開(kāi)花在多大程度上降低了甘蔗的產(chǎn)量與糖分有不同的報(bào)道[2，5，12]，但甘蔗開(kāi)花習(xí)性，是一個(gè)在常規(guī)育種中較難測(cè)定的性狀，需要經(jīng)過(guò)多年多點(diǎn)的重復(fù)觀察，才可能得到較準(zhǔn)確的結(jié)論。甘蔗孕穗開(kāi)花是甘蔗生理成熟的表現(xiàn)，可能與早熟高糖等目標(biāo)性狀間存在一定的遺傳相關(guān)，往往很多其它綜合性狀表現(xiàn)良好的材料，由于易開(kāi)花、早開(kāi)花而不得不遭遇淘汰，如在本次調(diào)查中，各開(kāi)花無(wú)性系在雜種圃、選種圃中均未表現(xiàn)出開(kāi)花特性，而到鑒定圃時(shí)大量材料表現(xiàn)開(kāi)花，說(shuō)明甘蔗開(kāi)花受年際變化影響大，這給甘蔗開(kāi)花習(xí)性的遺傳規(guī)律研究帶來(lái)很大困難，也給甘蔗常規(guī)育種帶來(lái)了很大的不確定性。從遺傳角度而言，開(kāi)花性狀受到親本及組合的影響，如能對(duì)親本及組合的開(kāi)花習(xí)性有所了解，通過(guò)合理選用在大田自然環(huán)境條件下不易開(kāi)花的親本組合，可降低雜交后代的開(kāi)花率，提高甘蔗常規(guī)育種的效率，具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義，但本次調(diào)查分析，由于受調(diào)查對(duì)象的條件限制，未能深度挖掘甘蔗開(kāi)花習(xí)性的相關(guān)遺傳規(guī)律，如開(kāi)花性狀的相關(guān)遺傳力，親本及組合的配合力，開(kāi)花習(xí)性與成熟度、糖分等性狀間的遺傳相關(guān)，因此，今后需要加大這方面的研究力度，通過(guò)精確的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，深度研究甘蔗開(kāi)花習(xí)性，為甘蔗的雜交育種服務(wù)，以提高甘蔗育種的效率。

[1]彭紹光.甘蔗育種學(xué)[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社，1990：63-97.

[2]黃錦福，鄧海華.甘蔗常用親本始花期及其遺傳研究[J].甘蔗糖業(yè)，2004（4）：6-10，18.

[3]趙紅梅，呂建林.福州市1997年甘蔗開(kāi)花的氣候條件分析[J].甘蔗，1998，5（4）：20-24.

[4]董立華，周清明，段惠芬，等.云南高原內(nèi)陸低海拔地區(qū)甘蔗難開(kāi)花親本人工誘導(dǎo)開(kāi)花初報(bào)[J].亞熱帶農(nóng)業(yè)研究，2008，4（3）：169-172.

[5]盧新澤.甘蔗品種開(kāi)花對(duì)工農(nóng)藝性狀的影響[J].甘蔗糖業(yè)，2005（6）：7-11.

[6]吳其衛(wèi)，符成，張垂明.優(yōu)良甘蔗難花親本的開(kāi)花誘導(dǎo)與利用研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2010（13）：70，72.

[7]盧川北，洪月云，戴藝民.亞熱帶地區(qū)人工誘導(dǎo)難開(kāi)花重要甘蔗親本開(kāi)花研究[J].中國(guó)糖料，1998（4）：3-5.

[8]潘世明，王子琳，王水琦，等.幾年來(lái)甘蔗開(kāi)花誘導(dǎo)和有性雜交技術(shù)的研究進(jìn)展[J].甘蔗，2000，7（2）：12-15.

[9]張垂明，吳其衛(wèi)，符成，等.不同年份間斷夜處理對(duì)甘蔗開(kāi)花影響的差異[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（31）：13592-13595.

[10]Pereira A.R.，Barbieri V.，Nova N.A.V.Climatic conditioning of flowering induction in sugarcane[J].Agricultural Meteorology，1983，29（2）：103-110.

[11]Midmore D.J.Effects of photoperiod on flowering and fertility of sugarcane（Saccharum spp.）[J].Field Crops Research，1980，3：65-81.

[12]Berding N.，Hurney A.P.Flowering and lodging，physiological-based traits affecting cane and sugar yield：What do we know of their control mechanisms and how do we manage them?[J].Field Crops Research，2005，92（2-3）：261-275.