優(yōu)質(zhì)高配合力糯質(zhì)高粱不育系 45A 的選育與應(yīng)用

倪先林，趙甘霖，劉天朋，胡炯凌，李元，陳國民，汪小楷，丁國祥

（四川省農(nóng)科院水稻高粱研究所，四川瀘州 646000）

優(yōu)質(zhì)高配合力糯質(zhì)高粱不育系 45A 的選育與應(yīng)用

倪先林，趙甘霖，劉天朋，胡炯凌，李元，陳國民，汪小楷，丁國祥*

（四川省農(nóng)科院水稻高粱研究所，四川瀘州 646000）

[目的]從介紹糯高粱三系不育系45A選育過程及特征特性出發(fā)，闡述其在育種中的應(yīng)用情況，并對應(yīng)用前景及生產(chǎn)應(yīng)用進行討論，以期對高粱品種選育提供理論依據(jù)。

優(yōu)質(zhì)；高配合力；糯高粱；不育系；45A；選育

高粱是重要的旱糧作物，集糧食、飼料、工藝原料、能源于一體，是世界5大糧食作物之一。高粱是釀酒的主要原料，酒用高粱占全國高粱總產(chǎn)的80.0%以上，高粱籽粒中總淀粉含量、支鏈淀粉含量和單寧含量是影響高粱釀酒品質(zhì)和出酒率的主要因素[1-5]。多年來，我國釀酒業(yè)以常規(guī)糯高粱和粳高粱為主要原料，但常規(guī)糯高粱品種產(chǎn)量低，粳性雜交高粱釀酒品質(zhì)較差。因此，優(yōu)質(zhì)與高產(chǎn)結(jié)合是釀酒高粱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。不育系的品質(zhì)是影響雜交高粱品質(zhì)的主要因素，高粱不育系的選育是組配優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)雜交種的關(guān)鍵。迄今，我國生產(chǎn)上主要利用的三系雜交高粱有晉雜、遼雜、吉雜、龍雜等系列組合，但還沒有一個三系雜交糯高粱組合在生產(chǎn)上大面積推廣應(yīng)用。

針對南方的生態(tài)條件、耕作制度、生產(chǎn)條件、釀酒工藝等，四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所廣泛開展了高粱粳糯間雜種優(yōu)勢研究[7-10]，深入研究了南北方高粱的釀酒工藝、釀造品質(zhì)差異等[6，11-14]；根據(jù)釀造高粱的需求，充分利用優(yōu)異的種質(zhì)資源，在傳統(tǒng)回交育種技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用邊穩(wěn)定邊回交邊測配的方法，將北方粳高粱的產(chǎn)量、抗性與南方糯高粱的品質(zhì)進行聚合，經(jīng)過多年努力，選育出了高淀粉高配合力的糯質(zhì)三系不育系45A。目前，利用45A已育成10個國家及省級審定品種，并在生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用。該不育系的成功選育，豐富和發(fā)展了雜交高粱優(yōu)質(zhì)育種科學(xué)，提升了我國釀造高粱育種水平，促進了釀酒高粱產(chǎn)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。

1 選育過程

1991年，四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所從遼寧、河北等地引進了一批高粱資源，經(jīng)鑒定，遼寧省鐵嶺市農(nóng)科所的TL169-239B表現(xiàn)千粒重大、長穗、粳質(zhì)、紅粒、中散穗、單寧含量高等特點，但是植株較高、生育期偏長。由四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所育成的72A千粒重較小、穗短、糯質(zhì)、白粒、單穗重輕、單寧含量低、生育期短，兩個親本之間性狀互補性好，遺傳基礎(chǔ)和地理來源廣泛，因此，將兩者雜交組成基礎(chǔ)選育材料。從TL169-239B/72B雜交F2代起，采用碘-碘化鉀液顯色反應(yīng)對籽粒進行糯質(zhì)檢測；F2代分離選擇抗病、糯質(zhì)、大穗、紅粒等農(nóng)藝性狀優(yōu)良的單株。F3代開始選擇優(yōu)良單株以72A為母本進行連續(xù)回交轉(zhuǎn)育，采用邊自交穩(wěn)定、邊回交、邊測配的方法，提高選擇效率，在海南和瀘州兩地穿梭種植，進行籽粒外觀和品質(zhì)選擇，同時結(jié)合株葉形態(tài)、穗型、抗性篩選，多方面加大定向選擇壓力，控制變異方向，聚合優(yōu)良基因，回交中世代開始對入選單株或株系的可恢力、配合力進行跟蹤測定。經(jīng)過多年的自交、回交、測配和嚴格選擇，選育出了品質(zhì)、產(chǎn)量、抗性、外觀四者協(xié)調(diào)的優(yōu)質(zhì)高配合力糯不育系，于1998年定名為45A。該不育系于2002年通過四川省技術(shù)鑒定，并于2009年申請國家植物新品種權(quán)（品種權(quán)號：CNA20090576.1），其選育方法“一種雜交糯高粱的選育方法”獲得國家發(fā)明專利（專利號：ZL 2012 1 0129155.6）。

2 特征特性

2.1 植物學(xué)特征

45A在四川瀘州春播全生育期120 d左右，芽鞘綠色，幼苗葉片深綠色，葉脈蠟質(zhì)，葉片數(shù)20～21片，株高125～135 cm，穗長32～38 cm，穗中散型，長紡錘形，單穗粒重45～50 g，紅粒，軟褐殼，千粒重22～24 g。

2.2 不育性穩(wěn)定、柱頭生活力強

45A可恢性好，雄性不育性穩(wěn)定，花藥白色干癟，不育率100%，雄性不育徹底，自交不結(jié)實；雌蕊柱頭呈羽毛狀，乳白色、外露好，親合力高，柱頭生命力強，接受花粉能力強，研究表明，45A在滇南開花后第9天仍具有60.0%以上的授粉結(jié)實率[15]。

2.3 抗性強

45A根系發(fā)達，莖稈粗壯，抗倒伏能力強，抗旱，經(jīng)接種鑒定，45A高抗四川絲黑穗病生理小種[16]，抗葉斑病，活稈成熟。45A所配組合一般穗型偏散，較耐穗螟。

2.4 品質(zhì)好

部分醬香型釀酒企業(yè)認為，小粒常規(guī)糯紅高粱釀酒品質(zhì)好。45A具有特別優(yōu)異的綜合品質(zhì)特性（表1）。經(jīng)測定，45A籽粒含粗蛋白8.23%，粗脂肪3.22%，單寧0.41%，總淀粉含量75.56%（山西高粱所測定為76.82%），支鏈淀粉含量占總淀粉的98.12%，糯性強。與國內(nèi)育成的其他不育系相比，45A在外觀和籽粒品質(zhì)性狀上取得了極為顯著的遺傳改良。45A千粒重較大、品質(zhì)好，較好地協(xié)調(diào)了粒重與籽粒品質(zhì)的矛盾。

2.5 配合力高

45A綜合性狀的一般配合力高，已組配出10個雜交種，所配雜交高粱實現(xiàn)了高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和廣適的有機結(jié)合。45A產(chǎn)量性狀的一般配合力高，不完全雙列雜交試驗結(jié)果表明，45A千粒重、穗粒重、穗長的一般配合力尤為突出[17]。45A胚乳糯質(zhì)，品質(zhì)優(yōu)良，總淀粉和支鏈淀粉含量的一般配合力高，所配雜交高粱釀酒品質(zhì)好、出酒率高[18-19]（表2）。45A組配審定的雜交高粱品種總淀粉含量達73.09%以上，最高達78.69%，糯質(zhì)組合支鏈淀粉含量占總淀粉的96.20%～97.99%，有的研究甚至未能檢測出直鏈淀粉含量[20]，糯粳型組合支鏈淀粉含量占總淀粉的85%左右。表明45A是品質(zhì)改良的優(yōu)異親本。

2.6 再生力強

45A所配組合瀘糯3、瀘糯8、瀘糯9、瀘糯10等生育期較短，再生力強，發(fā)苗多，再生季畝產(chǎn)可達360 kg以上，可安全成熟，豐產(chǎn)性好，比常規(guī)高粱增產(chǎn)顯著。在川南等地實現(xiàn)了一種兩收。

2.7 繁殖制種產(chǎn)量高

45A為大穗型，長穗，千粒重大，穗粒重高，易于繁殖制種，繁、制種產(chǎn)量一般能達到2 500～4 000 kg/hm2。45A開花最適溫度為25～30℃，濕度80.0%以上，在其繁制種生產(chǎn)中，應(yīng)針對45A柱頭外露率較高、柱頭活力較強、開花歷期較長、花期較分散的特點，通過栽培技術(shù)和加強田間管理，獲得高產(chǎn)。

表1 45A與部份不育系的籽粒品質(zhì)比較

表2 45A所配雜交高粱組合的籽粒釀酒品質(zhì)比較

表3 45A配組審定的雜交高粱組合的產(chǎn)量表現(xiàn)

3 應(yīng)用情況

3.1 直接利用

2001—2013年，以45A為親本組配了一系列品質(zhì)優(yōu)良、產(chǎn)量高、豐產(chǎn)性好、適應(yīng)性廣、抗逆性強的優(yōu)質(zhì)雜交高粱品種，其中，國家鑒定組合6個，?。ㄊ校┘墝彾?個。有4個組合被各級農(nóng)業(yè)部門推薦為主推品種。

45A所配組合的產(chǎn)量優(yōu)勢強，在已審定的品種中，瀘糯3號、8號、9號、10號區(qū)試平均產(chǎn)量5 850.0 kg/hm2以上，比對照常規(guī)糯高粱品種青殼洋增產(chǎn)35.0%以上（表3）；晉糯1號區(qū)試產(chǎn)量6 840.0 kg/hm2，比對照兩系糯高粱品種兩糯1號增產(chǎn)25.6%；晉雜23、晉雜104、晉雜106區(qū)試平均產(chǎn)量8 250.0 kg/hm2以上，比對照晉雜12增產(chǎn)12.1～15.1%，其中晉雜23產(chǎn)量高達9 832.5 kg/hm2。區(qū)域試驗中有6個組合產(chǎn)量位列第1，其余組合位列2～3位，豐產(chǎn)性突出?？v向比較，1993年審定的瀘糯1號（72A/35R）區(qū)試產(chǎn)量4 405.5 kg/hm2，45A系列雜交糯高粱組合產(chǎn)量提升了1 500.0 kg/hm2以上。45A系列品種適應(yīng)性廣，華北及南方皆適宜種植。

3.2 間接利用

45A配合力高、綜合性狀好，是優(yōu)質(zhì)的糯質(zhì)基因供體和新不育系選育的骨干親本材料。迄今，山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高粱所、四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所等育種單位利用45B（45A對應(yīng)的保持系）作為親本已成功選育出了糯不育系46A、10480A，并成功組配出一系列的優(yōu)質(zhì)釀酒高粱品種（瀘糯12、國窖紅2號、晉糯3號等），此外，一批以45B為親本（吉1B/45B、3401B/45B、407B/45B、1037B/45B等）的苗頭不育系也即將投入應(yīng)用。

4 討論

四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所高粱課題組根據(jù)優(yōu)質(zhì)雜交高粱育種理論，把具有廣泛遺傳基礎(chǔ)和地理遠源的粳糯高粱進行雜交，通過創(chuàng)新和改進育種方法，經(jīng)過多年研究，選育出了產(chǎn)量和品質(zhì)雙高的糯質(zhì)三系雄性不育系45A，該不育系的選育方法和理論對優(yōu)質(zhì)雜交高粱親本系的選育有重要的指導(dǎo)和促進作用，同時也豐富和發(fā)展了雜交高粱優(yōu)質(zhì)育種科學(xué)。

45A是國內(nèi)育成的第一個紅粒糯質(zhì)高粱三系不育系，所配組合較好地協(xié)調(diào)了粒色（外觀）與籽粒品質(zhì)的矛盾，在紅高粱組合選育中擴大了恢復(fù)系的利用范圍，更有利于組配出外形美觀的優(yōu)質(zhì)紅高粱品種。45A在選育過程中，綜合了雙親的遺傳優(yōu)點，優(yōu)勢互補，剔除了不良基因，將南北高粱的產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性、配合力和外觀等優(yōu)良性狀有機集于一體，使其成為具有突破性的糯質(zhì)三系不育系和釀酒雜交高粱選育的骨干親本。45A的成功選育與應(yīng)用，全面提升了我國高粱不育系的產(chǎn)量和品質(zhì)配合力育種水平，改變了我國釀造高粱雜交種的利用現(xiàn)狀，促進了釀酒高粱產(chǎn)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。

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（責(zé)任編輯戚佳妮）

Breeding and Application of High Quality and High Combining Ability Glutinous Sorghum Sterile Line 45 A

NI Xian-linet al.(Rice and Sorghum Research Institute,Sichuan Academy of Agricultural Sciences, Luzhou,Sichuan 646000)

Starting from introducing the breeding process and characteristics of high quality and combining ability glutinous sorghum sterile line 45A,the application in breeding and the application prospect and production were discussed.The results would provide guidance for the sorghum variety selection.

High quality;High combining ability;Glutinous sorghum;Sterile line;45A;Breeding

S514

A

2095-0896（2014）11-011-04

國家高粱產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系釀酒（糯）高粱新品種選育項目（CARS-06-01-05）；四川省財政育種基因工程項目（2011JYGC11-031）；四川省農(nóng)作物育種攻關(guān)（2011NZ0098-6）；"十二五"國家科技支撐計劃（2014BAD07B02-2-2）。

倪先林（1981-），男，四川沐川人，助理研究員，碩士，主要從事高粱相關(guān)研究工作。*通訊作者：丁國祥（1962-），男，四川瀘州人，副研究員，主要從事高粱相關(guān)研究工作，E-mail：dgx6132@163.com。

2014-10-29