定西市馬鈴薯種質(zhì)資源引進(jìn)與利用

王娟，汪仲敏，王瑞英，姚彥紅，潘曉春，李亞杰

（定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，甘肅定西743000)

遺傳育種

定西市馬鈴薯種質(zhì)資源引進(jìn)與利用

王娟，汪仲敏，王瑞英*，姚彥紅，潘曉春，李亞杰

（定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，甘肅定西743000)

為了明確從國內(nèi)外引進(jìn)的馬鈴薯種質(zhì)資源在定西旱作區(qū)的表現(xiàn)，分早熟、中熟、晚熟，采用對比法對45份馬鈴薯種質(zhì)資源的形態(tài)學(xué)特征、生物學(xué)特性進(jìn)行了鑒定分析和評價。試驗結(jié)果表明:在引進(jìn)的45份材料中，晚熟材料有23份，田間抗病性強(qiáng)的材料有10份，抗旱性強(qiáng)的材料有23份，商品薯率在80%以上的材料有8份。對種質(zhì)資源進(jìn)行育種利用，通過配置優(yōu)良組合，進(jìn)一步挖掘資源潛力，篩選出‘冀張薯8號’等優(yōu)良親本材料。同時提出加強(qiáng)種質(zhì)資源的深入鑒定，進(jìn)行以拓寬遺傳基礎(chǔ)為主要目的的種質(zhì)創(chuàng)新，豐富其遺傳多樣性，為以后針對不同用途利用這些資源提供有價值的參考依據(jù)。

馬鈴薯；種質(zhì)資源；創(chuàng)新利用

種質(zhì)資源又稱遺傳資源或基因資源，它是培育新品種的物質(zhì)基礎(chǔ)，不僅包括古老的農(nóng)家品種和本地改良品種以及來自起源中心的許多原始品種，也包括野生植物特別是與現(xiàn)有栽培植物近緣的野生植物種質(zhì)資源，以及通過人工誘變產(chǎn)生的各種突變體，遠(yuǎn)緣雜交創(chuàng)造的各種新類型資源。種質(zhì)資源具有長期進(jìn)化過程中形成的各種基因，是選育新品種和進(jìn)行理論研究的珍貴資源材料[1-4]。種質(zhì)資源的創(chuàng)新利用，對選育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆、抗病新品種具有重要意義，也直接關(guān)系到農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。20世紀(jì)90年代以后,中國從歐美國家和國際馬鈴薯中心引進(jìn)了各類專用型品種資源,在作為種質(zhì)資源進(jìn)行評價的同時,也直接應(yīng)用于新品種選育中，育成了中薯、晉薯、鄂薯、春薯、鄭薯、隴薯、青薯等系列品種[5]。定西是甘肅省及全國馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)之一，馬鈴薯產(chǎn)業(yè)是當(dāng)?shù)氐闹鲗?dǎo)產(chǎn)業(yè)，但優(yōu)良品種缺乏一直是困擾產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要問題。由于當(dāng)?shù)伛R鈴薯新品種選育起步晚，種質(zhì)資源缺乏，遺傳基礎(chǔ)狹窄，制約了品種的選育進(jìn)程。為了擴(kuò)大遺傳基礎(chǔ)，豐富種質(zhì)資源，從2008年開始當(dāng)?shù)伛R鈴薯育種單位先后從黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院克山分院、青海省農(nóng)林科學(xué)院等地引進(jìn)了一批種質(zhì)資源試管苗或薯塊，通過繁殖種植對其農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及品質(zhì)性狀進(jìn)行了初步鑒定評價，篩選出綜合性狀好的材料作為育種親本材料或直接利用，建立種質(zhì)資源優(yōu)良基因庫。在廣泛收集、保存、評價馬鈴薯種質(zhì)資源的基礎(chǔ)上，利用高效的育種手段，創(chuàng)新種質(zhì)，改良和選育適于不同用途的專用型新品種，為馬鈴薯品種的更新?lián)Q代提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試區(qū)概況

試驗地位于定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗基地。該地區(qū)的年均太陽輻射592.85 kJ/cm2，年均氣溫6.4℃，≥10℃積溫2 239.1℃，年均降水量415.2 mm，年蒸發(fā)量1 531 mm，干燥度2.53，為典型的半干旱雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)。

1.2 試驗設(shè)計與方法

試驗采用順序排列法，每份試驗材料種植1行，行長5.7 m，行距70 cm，株距28 cm，每行種植20株。按照馬鈴薯從出苗至成熟的天數(shù)，分為早熟（75 d以內(nèi)）、中早熟（76～85 d）、中熟（86～95 d）、中晚熟（96～105 d）和晚熟（105 d以上）品種，每隔15行設(shè)‘費烏瑞它’（早熟組）、‘新大坪’（中熟組）、‘定薯1號’（晚熟組）3個對照。播種采用人工點播，平播后起壟培土。播前施入施可豐復(fù)合肥600 kg/hm2（N2O 20%,P2O510%,K2O 10%），農(nóng)家肥15 000 kg/hm2。

供試材料來自黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院克山分院的種質(zhì)30份（編號1～30）、青海省農(nóng)林科學(xué)院保存的國際馬鈴薯中心材料10份（編號31～40）、國內(nèi)育種單位育成的品種資源5份（編號41～45），共45份。供試材料種植年限為2～3年。馬鈴薯生育期間，對田間主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行調(diào)查和分析。主要調(diào)查花葉病、卷葉病、早疫病、晚疫病，根據(jù)馬鈴薯病害調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)中發(fā)病級數(shù)計算發(fā)病率和病情指數(shù)后進(jìn)行綜合評定；抗旱性鑒定參照孫慧生[6]的方法進(jìn)行。商品薯率按收獲時塊莖大小分級后稱重計算，單薯質(zhì)量75 g（含）以上為商品薯。

2 結(jié)果與分析

2.1 田間主要農(nóng)藝性狀調(diào)查

從表1可以看出：引進(jìn)的45份材料中，早熟材料有2份，分別為‘Flava’和‘波C’；中早熟5份，分別為‘Houma’、‘春薯3號’、‘K314-4’、‘GP2-12’、‘青薯5號’；中熟7份，分別為‘I-850’、‘I-853’、‘I-1035’、‘Ogglomme’、‘烏盟684’、‘抗疫’、‘F66’；中晚熟8份，分別為‘Vester’、‘卡它丁’、‘米拉’、‘T9616-13’、‘NS78-11-1’、‘T1800’、‘LBr-20’、‘P4’；晚熟材料最多，達(dá)23份，占參試材料的51.1%。

對試驗材料進(jìn)行田間抗病性鑒定，由于2012和2013兩年中定西6～7月份的降雨量偏多，造成晚疫病大面積發(fā)生，大田條件有利于引進(jìn)種質(zhì)資源的晚疫病抗性鑒定。

鑒定結(jié)果表明：‘Epoka’對晚疫病抗性強(qiáng)，新型栽培種‘T9616-13’，國際馬鈴薯中心資源‘F66’、‘LBr-20’、‘W15’、‘F1’、‘E99’以及國內(nèi)育種單位育成品種‘農(nóng)天1號’、‘冀張薯8號’、‘青薯9號’對花葉病、卷葉病和早疫病、尤其是晚疫病表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗性，其中以‘青薯9號’抗性最強(qiáng)?！甀-853’紫頂萎蔫病嚴(yán)重，新型栽培種‘NS78-11-1’奧古巴花葉病嚴(yán)重。抗旱性方面‘會2’、‘涼薯3號’、‘農(nóng)天1號’、‘冀張薯8號’、‘青薯9號’等23份材料表現(xiàn)出良好的抗性。天然結(jié)實性強(qiáng)的材料有7份。經(jīng)過幾年的種植，‘I-853’、‘Flava’、‘Vester’、‘Ogglomme’、‘CEW-69.1’等12份材料退化嚴(yán)重，‘7xy.1’和‘青薯9號’退化輕。

馬鈴薯收獲時，對試驗材料的塊莖特征進(jìn)行記載，對單株結(jié)薯數(shù)及商品薯率進(jìn)行測定，具體結(jié)果如表2。

從表2可以看出：45份材料中商品薯率在80%以上的有8份，分別為‘T9616-5’、‘T9616-13’，‘F1’、‘E99’、‘農(nóng)天1號’、‘冀張薯8號’、‘青薯5號’、‘青薯9號’，其中‘青薯9號’達(dá)到了88.3%。最低的為‘CFE-69.1’，商品薯率僅為34.2%。單株結(jié)薯數(shù)達(dá)到5個的有12份，青薯9號達(dá)到9個，表現(xiàn)出高產(chǎn)豐產(chǎn)特性。

表1 引進(jìn)種質(zhì)資源的地上性狀表現(xiàn)Table 1Traits of overground part of germplasm resources

表2 引進(jìn)種質(zhì)資源的地下性狀表現(xiàn)Table 2Traits of underground part of germplasm resources

2.2 種質(zhì)資源創(chuàng)新利用

由于定西市處于干旱、半干旱區(qū)，氣候干旱使得馬鈴薯雜交結(jié)實率非常低，所以親本選擇上首要條件是花粉育性好?！ㄊ?號’是當(dāng)?shù)赜傻钠贩N，晚熟，花粉育性好，配合力高，用其做父本或母本時后代總體表現(xiàn)優(yōu)良，抗病抗逆性強(qiáng)，是最便于利用的種質(zhì)?！麓笃骸钱?dāng)?shù)刂髟云贩N，淀粉含量高，菜用品質(zhì)佳，是優(yōu)良的親本材料。還有高淀粉品種‘隴薯3號’、高產(chǎn)品種‘隴薯5號’、‘隴薯8號’、特色品種‘黑美人’等種質(zhì)在當(dāng)?shù)匾脖粡V泛地用于馬鈴薯育種。

在引進(jìn)的種質(zhì)資源中挑選花粉育性好、結(jié)實性強(qiáng)、抗病、抗旱、高產(chǎn)的材料用作親本材料可以擴(kuò)大遺傳基礎(chǔ)。綜合分析雙親的親緣關(guān)系，選用親緣關(guān)系遠(yuǎn)的親本相互雜交，其后代既可以產(chǎn)生較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢，且有多樣性的分離和較多的優(yōu)選幾率。在確定雜交組合時，一定要綜合其各品種的特征特性，具體加以分析，配置最優(yōu)組合，讓品種發(fā)揮更大的優(yōu)勢和潛力。如果花粉有效率高，但雌蕊發(fā)育不正常則可做父本。如果花粉正常且柱頭正常，則既可做父本，也可做母本。引進(jìn)材料中，‘Epoka’為波蘭品種，抗病性強(qiáng)，可用其做父本培育中晚熟品種，‘Houma’用作早熟親本?！ㄋ　ⅰ桌龈副九c‘定薯1號’雜交后后代表現(xiàn)中熟，地上長勢中等，部分株系長勢旺盛?！–’與‘定薯1號’雜交后，后代表現(xiàn)一般?！疀鍪?號’結(jié)實性強(qiáng)，生長勢旺盛，用其做親本，與本地品種配置優(yōu)良的雜交組合后代表現(xiàn)優(yōu)良，且本地品種中高產(chǎn)品種與其配合效果更佳?！甌9616-5’、‘T9616-13’、‘NS78-11-1’、‘NS8710049’、‘T1800’為新型栽培種，由于新型栽培種是經(jīng)過混合輪回選擇后的類型，對新型栽培種群體的優(yōu)良無性系及有新型栽培種親緣的雜種進(jìn)行測定和篩選后的材料，與普通栽培種品種之間雜種可以在產(chǎn)量上表現(xiàn)很強(qiáng)的雜種優(yōu)勢，用它們做親本可以為改良馬鈴薯品種及實生種子的利用提供資源。但是，實際工作中用它們做親本雜交后有漿果，但后代入選率極低。如‘T1800’雖結(jié)實性強(qiáng)，但地上長勢弱，不抗病，用其做親本后代表現(xiàn)差，在定西如何更好地利用新型栽培種還需要進(jìn)一步的鑒定研究?！瓸47’結(jié)實性強(qiáng)，一般配合力強(qiáng)，與本地品種‘定薯1號’、‘新大坪’等組合后，后代地上長勢強(qiáng)，但產(chǎn)量一般，所以在組合配置上應(yīng)該配置高產(chǎn)的品種?！綇埵?號’在定西干旱區(qū)表現(xiàn)出抗旱、抗病、高產(chǎn)的性狀，育種中做父本與‘定薯1號’、‘新大坪’等品種配置雜交組合，配合力強(qiáng)，后代表現(xiàn)性狀優(yōu)良，也可以做母本，目前已陸續(xù)篩選出一些田間抗性和產(chǎn)量性狀優(yōu)良的品系。‘農(nóng)天1號’與‘定薯1號’雜交后代表現(xiàn)性狀優(yōu)良，適合做父本或母本?！嗍?號’是青海省農(nóng)林科學(xué)院生物技術(shù)研究所，從國際馬鈴薯中心引進(jìn)雜交組合中選出優(yōu)良單株后經(jīng)系統(tǒng)選育而成，地上地下表現(xiàn)強(qiáng)勢，產(chǎn)量高，是一個優(yōu)良的品種資源，但天然結(jié)實少，用作父本，但要注意與母本的組配?！显?號’與‘黑美人’配置組合后代地上表現(xiàn)好，單株結(jié)薯數(shù)多。

引進(jìn)的材料中有部分早熟或中早熟材料，用作親本的大部分早熟品種雖能夠開花，但花藥瘦小，無花粉或有效花粉率低，或花粉育性差，不能天然結(jié)實的只能做母本。利用早熟親本與中晚熟親本雜交，常導(dǎo)致花期不遇，分期播種，或采用磚塊法，增施氮肥，延長花期。另外配置組合應(yīng)合理運(yùn)用親本資源，適當(dāng)?shù)仄赜诮贩N和即將定名而未定名的品種上，效果較好[7]。

3 討論

引進(jìn)的種質(zhì)資源中，并非所有的種質(zhì)資源都能直接用于作物育種，多數(shù)種質(zhì)材料，特別是那些野生種，一般僅在某一性狀上表現(xiàn)突出，但農(nóng)藝性狀極差，用它們做親本時效果一般，需要將其進(jìn)行資源創(chuàng)新，增加種質(zhì)資源的遺傳多樣性。加強(qiáng)種質(zhì)資源的深入鑒定、進(jìn)行以拓寬遺傳基礎(chǔ)為主要目的的種質(zhì)創(chuàng)新，豐富其遺傳多樣性才能解決種質(zhì)資源豐富與育種材料匱乏的矛盾。

以育種親本材料為主要目標(biāo)的種質(zhì)創(chuàng)新，可以充分利用自然的基因突變進(jìn)行培育、改造；也可以通過種內(nèi)雜交、遠(yuǎn)緣雜交、組織培養(yǎng)、無性系變異、人工誘變等手段，創(chuàng)造新的變異類型，如分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)可以將分子生物學(xué)方法與常規(guī)技術(shù)有機(jī)結(jié)合，直接對控制目標(biāo)性狀的基因進(jìn)行定向操作和聚合，大幅度提高育種效率[8]。以重要功能基因為核心的轉(zhuǎn)基因技術(shù)進(jìn)行種質(zhì)創(chuàng)新可以利用基因工程手段進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移，極大地豐富了變異類型，增大了遺傳多樣性。

[參考文獻(xiàn)]

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Introduction and Utilization of Potato Germplasm Resources of Dingxi

WANG Juan,WANG Zhongmin,WANG Ruiying＊,YAO Yanhong,PAN Xiaochun,LI Yajie
(Dingxi Agricultural Science Research Institute,Dingxi,Gansu 743000,China)

In order to study the performance of potato germplasm resources which were introduced from home and abroad in Dingxi dryland,including early,medium and late maturity,45 potato germplasm resources were appraised and evaluated for their morphological features and biological characteristics by the method of comparison.The test results showed that out of 45 germplasm resources there were 23 late maturing stocks,10 disease resistant stocks,23 drought resistant stocks and 8 stocks which produced more than 80%marketable potatoes.Some of these germplasm resources were used in potato breeding.By making various crosses,the introductions were explored for their potentials and superior parents,for example'Jizhangshu 8',were identified.It was also proposed that it should emphasize on further identification of germplasm resources,broadening the genetic basis for germplasm,enriching genetic diversity and finally providing valuable referencesforfutureuseofthesematerialsfordifferentpurposes.

potato;germplasm resource;innovation

S532

B

1672－3635（2014）01-0001-05

2013-12-31

國家科技支撐計劃項目“西北區(qū)馬鈴薯節(jié)水高效關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”(2012BAD06B03)；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項資金(CARS-10)資助。

王娟(1980-)，女，助理研究員，碩士，主要從事馬鈴薯遺傳育種和栽培技術(shù)研究。

王瑞英，農(nóng)藝師，主要從事馬鈴薯組織培養(yǎng)研究，E-mail：624941617@qq.com。