廣西甘蔗育種研究方向之淺見

王澤平，段維興，徐 林 ，劉曉靜，欽 潔，劉海斌

（1.廣西甘蔗研究所，南寧 530002；2.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)科技信息研究所，南寧 530002）

廣西甘蔗栽培歷史可以追溯到400多年前，至今已有65個縣（市、區(qū)），近2000萬農(nóng)民從事甘蔗生產(chǎn)種植，超過農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總?cè)丝诘?0%。制糖工業(yè)產(chǎn)值約占全區(qū)工業(yè)總產(chǎn)值的7%，產(chǎn)糖量占全國總產(chǎn)糖量的60%以上。近年在全國蔗糖產(chǎn)業(yè)調(diào)整下，廣西糖料蔗種植進一步向優(yōu)勢地區(qū)集中，加快了糖業(yè)集約化發(fā)展，形成了以崇左、來賓、南寧、柳州四市為主產(chǎn)區(qū)，百色、河池兩市加快發(fā)展，桂東南和沿海地區(qū)適度發(fā)展的產(chǎn)業(yè)新格局。據(jù)統(tǒng)計，“十二五”期間，廣西將穩(wěn)定甘蔗種植面積在100萬hm2左右，廣西糖產(chǎn)量有望達到1100萬t以上，實現(xiàn)工農(nóng)業(yè)總體銷售收入950億元。甘蔗產(chǎn)業(yè)取得如此之大的經(jīng)濟效益、社會效益，這與廣西各級甘蔗科研單位加大育種工作的人力、物力投入是分開的。

1 廣西甘蔗育種取得的成就

在廣西農(nóng)業(yè)廳、廣西科技廳、廣西農(nóng)科院的直接調(diào)控與明確要求下，各甘蔗育種、甘蔗生產(chǎn)單位大力配合通力協(xié)作，截至2011年，育出桂糖系列品種已達40個，通過科技創(chuàng)新，先后培育出“桂糖1l號”、“桂糖17號”、“桂糖21號”、“桂糖28號”、“桂糖29號”、03-2287等一批高產(chǎn)高糖的優(yōu)良品種以及品系，甘蔗平均公頃單產(chǎn)從1958年的29.1t提高到2008年的87t，增長了1.98倍，平均蔗糖分從12.94%提高到17.15%，為廣西乃至全國的甘蔗科學(xué)研究、蔗糖業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展做出了重要貢獻。

有關(guān)育種單位近年來基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)速度的加快以及科學(xué)實驗條件的改善，使得我區(qū)在甘蔗常規(guī)育種以及分子育種方面取得了顯著成就。自2005年，廣西每年有近40萬的實生苗參加選拔，廣西柳城甘蔗試驗站先后育出的03/182、03/1137通過審定分別被命名為柳城一號、柳城二號。同時，崇左、桂平、憑祥、武宣、武鳴、隆安等各個蔗區(qū)也逐批參與到區(qū)域育種進程中來。廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院選引的 “西引11號”也順利參加2010—2011年度的廣西區(qū)試品比試驗。在強有力的政策支持下，有5個國家級中心在廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所掛牌成立。目前，已經(jīng)建立了比較完整的甘蔗育種、分子生物學(xué)、品種資源、栽培生理、植物保護等學(xué)科的研究體系。在AFLP等分子技術(shù)研究[1]、輻射誘變育種研究[2]，糖能兼用甘蔗新品種研究[3]，抗病[4]和抗旱遺傳特性研究[5]，生物固氮研究[6]，引種適應(yīng)性研究[7]以及逆境脅迫研究[8]、組織培養(yǎng)研究[9]等方面取得了豐碩的成果。同時在廣西原有22個自育品種改進的基礎(chǔ)上，又改進了5個自育甘蔗品種的主要遺傳性狀。據(jù)不完全統(tǒng)計，廣西甘蔗學(xué)術(shù)界發(fā)表有關(guān)甘蔗專著21部，有關(guān)甘蔗育種方面的論文已達200余篇，另外與巴西、印度、澳大利亞、美國、古巴、泰國、柬埔寨等世界蔗糖生產(chǎn)國家建立了密切的科研交流合作關(guān)系。

2 廣西甘蔗育種面臨的一些問題

在取得巨大進步的同時，由于廣西固有甘蔗生產(chǎn)條件差、生產(chǎn)規(guī)模小、自然災(zāi)害頻繁的先天性缺陷，導(dǎo)致廣西甘蔗育種面臨許多亟待解決的問題，諸如搜集種質(zhì)資源數(shù)量有限[10]，高產(chǎn)高糖品種選育進程緩慢、育種進程管理不規(guī)范，品種保護意識狹隘，缺少育種創(chuàng)新意識等，具體表現(xiàn)在：（1）甘蔗機械生產(chǎn)少、機械開發(fā)水平低，品種單一，優(yōu)良品種少。桂糖品種沒有從根本上替換臺糖系列，為蔗農(nóng)解決品種退化問題[11]；（2）資源利用與整合力度不夠，各單位生產(chǎn)方案協(xié)調(diào)不一致，參與國家區(qū)試、廣西區(qū)試積極性不高；（3）面臨直接或間接的挑戰(zhàn)，如科研成果轉(zhuǎn)化率低，缺乏科技平臺支撐，資金保障不到位，全區(qū)育種機構(gòu)不斷縮減等。

因此，全國北糖南移產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的重新調(diào)整給廣西甘蔗育種提出更高和更迫切的要求，一方面廣西必須滿足本區(qū)域甘蔗品種的更替，解決當前生產(chǎn)上蔗種缺乏、老化的突出問題；另一方面，廣西必須提高自身育種能力，突出和強化桂糖品種在全國糖業(yè)生產(chǎn)中的地位。這就要求廣西不僅僅在甘蔗種植面積、原料蔗、蔗糖產(chǎn)量方面獨占鰲頭，還應(yīng)該在育種突破方向上作出表率。

3 解決問題的措施

3.1 加快種質(zhì)資源更新，探討多種育種途徑，努力縮短育種年限

3.1.1 拓寬種質(zhì)資源，不斷豐富親本材料 目前主要栽培品種幾乎都是品種間近親雜交的后代，其父母本的種質(zhì)范圍大多局限于甘蔗的5個種，即熱帶蔗、中國蔗、印度蔗、大莖野生蔗和細莖野生蔗，后來才將種間雜交擴大到斑茅、芒屬植物。筆者從事甘蔗生產(chǎn)試驗發(fā)現(xiàn)，蔗區(qū)一些品種抗黑穗病、抗螟害性能急劇下降。2011年4—6月，廣西羅城一帶發(fā)生大面積螟害[12]，損失慘重。因此，對于廣西甘蔗育種界而言，非常有必要加強種質(zhì)資源考察，搜集甘蔗種質(zhì)遺傳信息，加強種質(zhì)抗性評價，加快特異性DNA標記，創(chuàng)制導(dǎo)入新的血緣親本材料，深入開展轉(zhuǎn)基因甘蔗選育的研究，采取技術(shù)手段將野生甘蔗的耐瘠、耐旱、多蘗、抗病性、抗蟲基因?qū)烁收嵝缕贩N，進而培育出抗逆性、抗病性和穩(wěn)定性更強的甘蔗品種。

3.1.2 常規(guī)育種和分子技術(shù)相結(jié)合，切實提高育種技術(shù)，縮短育種進程 基于甘蔗染色體組的復(fù)雜性，育種人員應(yīng)該努力從基礎(chǔ)研究中尋找突破口，明晰甘蔗生物化學(xué)特性、種間與基因間雜交原理。一方面選擇優(yōu)良高度異質(zhì)親本，雜交組合其優(yōu)良遺傳物質(zhì)，選擇適宜地點和技術(shù)誘導(dǎo)甘蔗開花[13]；另一方面將生物技術(shù)或分子育種技術(shù)大規(guī)模引入常規(guī)育種，尤其是在實生苗早期進行數(shù)量性狀標記與基因表達分析，并且根據(jù)實際目標選擇有助于滿足首要的兩個目的性狀，同時注重強調(diào)團隊工作和協(xié)作的重要性，使用計算機作為育種輔助手段，選擇最具地方適應(yīng)性的品種開展推廣試驗，力爭縮短育種進程。

3.1.3 整合育種資源，加強區(qū)域育種管理，提高實生苗入選效率 重新評價各單位育種策略，加強因地因時制宜，開展旱地育種工作。廣西蔗地以旱坡地為主，桂東南、桂中、桂西各個蔗區(qū)的氣候差異程度很大。為解決選育品種適應(yīng)性的問題，可嘗試在主要蔗區(qū)開展實生苗選拔工作，在各個材料的實生苗期進行宿根蔗選擇。目前大多數(shù)育種單位只是到品比試驗才留宿根，這不利于宿根性好的品種的選育。據(jù)研究，早期宿根評價可以更有效地觀察到材料的株型、成熟期以及抗性情況等特征，從而降低育種成本，提高育種效率[14]。

3.2 規(guī)范育種進程，提高農(nóng)事人員育種技術(shù)

3.2.1 開展育種創(chuàng)新理念探討工作，提高農(nóng)技人員的業(yè)務(wù)素質(zhì) 鼓勵科技人員大膽創(chuàng)新，堅持“走出去、引進來”的交流機制。目前，一些科研人員的育種理念比較落后，仍然停留在過去的甘蔗育種目標上，一味要求高產(chǎn)、高糖、宿根性好、抗病蟲能力強[15]。新時期下，育種人員應(yīng)該根據(jù)今后甘蔗高產(chǎn)高糖高效益低成本生產(chǎn)，以及制糖企業(yè)大規(guī)模、高綜合生產(chǎn)的發(fā)展方向，在原有目標的基礎(chǔ)上更加注重甘蔗品質(zhì)的選育，充分考慮蔗農(nóng)和制糖企業(yè)的利益，選育更能有效降低生產(chǎn)和制糖成本的甘蔗良種，建立新的甘蔗選育種理念。另外必須向育種人員強調(diào)，育種工作的服務(wù)對象是整個甘蔗產(chǎn)業(yè)，技術(shù)人員應(yīng)該實事求是提供試驗數(shù)據(jù)，作出客觀的種性評價。品種優(yōu)劣評價應(yīng)該主要由市場來檢驗，不是為了某種利益目標而抑此揚彼。

3.2.2 提供育種技術(shù)培訓(xùn)機會，提高農(nóng)民工的素質(zhì)和技能 組織院校和育種單位專門人員編寫甘蔗育種資料，開展育種程序規(guī)范化的制度建設(shè)。在農(nóng)閑季節(jié)，不定期開展技能培訓(xùn)，在參與育種工作的農(nóng)民工當中普及甘蔗栽培管理知識，其中包括實生苗的水肥管理、病蟲害防治以及各類苗圃的規(guī)范管理工作，統(tǒng)一思想，狠抓落實。甘蔗育種工作周期長，受外界因素影響大，這就要求育種工作不能僅憑育種人員的經(jīng)驗來開展，而且還應(yīng)該保證參與育種的農(nóng)事人員解決實際問題時有章可循、有法可依。

3.3 克服品種保護狹隘意識，積極開展學(xué)術(shù)平臺建設(shè)與科研交流

3.3.1 積極開展育種單位之間、及與科研院校之間的交流 促進廣西農(nóng)科院甘蔗研究所與福建農(nóng)林、云南農(nóng)科院、海南農(nóng)科院等相關(guān)科研機構(gòu)的交流，加強廣西農(nóng)科院甘蔗研究所與廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院的合作交流。

3.3.2 加強廣西農(nóng)科院甘蔗研究所與區(qū)內(nèi)各縣市農(nóng)科所的交流 目前廣西甘蔗育種主要由廣西甘蔗研究所牽頭，在區(qū)內(nèi)一些蔗區(qū)開展品比試驗，但是據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，雙方在實生苗管理方面的合作交流力度仍然不夠，有待加強。

3.3.3 積極宣傳品種保護知識以及開展甘蔗區(qū)試相關(guān)的立法工作 由廣西農(nóng)業(yè)廳牽頭組織相關(guān)單位加強品種保護知識的宣傳力度，明晰品種專利產(chǎn)權(quán)制度。同時組織相關(guān)科研單位開展立法工作，保障區(qū)試經(jīng)費來源，明確申報區(qū)試點條件和要求，立法促進縣市農(nóng)科所申報區(qū)試點的積極性，為廣西和國家甘蔗產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系提供法律依據(jù)。

4 小結(jié)

“十二五”規(guī)劃中我國已經(jīng)將食糖安全提升到與糧食安全同等地位的高度。在這個大好發(fā)展形勢下，區(qū)政府加強資金資源整合，推進土地規(guī)模化、標準化整治，支持科研機構(gòu)育種工作的開展以及蔗區(qū)灌溉設(shè)施和生產(chǎn)條件的建設(shè)，為甘蔗育種事業(yè)創(chuàng)造了良好的外部環(huán)境。隨著甘蔗育種科研平臺建設(shè)和甘蔗產(chǎn)業(yè)體系的不斷完善，甘蔗育種分子雜交基礎(chǔ)理論研究與生產(chǎn)應(yīng)用研究的相互結(jié)合，一批批區(qū)域性新品種選育基地及種植示范基地建設(shè)的竣工，高等院校、科研院所與制糖企業(yè)、農(nóng)戶多形式技術(shù)合作的開展，甘蔗育種隊伍的不斷壯大，區(qū)域選擇的有序進行，相信廣西甘蔗育種事業(yè)也一定會取得越來越顯著的成績，一系列高產(chǎn)高糖、適應(yīng)性廣、抗逆性強、農(nóng)藝性狀好、早中晚合理搭配的糖料蔗桂糖新品種也將會陸續(xù)推出。

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