綠帝1號雜交沙打旺選育報告

河為平，王春疆，張 鵬

(內(nèi)蒙古自治區(qū)草原工作站，內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010020 內(nèi)蒙古自治區(qū)科學(xué)技術(shù)協(xié)會，內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010020)

綠帝1號雜交沙打旺選育報告

河為平1，王春疆2，張 鵬1

(內(nèi)蒙古自治區(qū)草原工作站，內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010020 內(nèi)蒙古自治區(qū)科學(xué)技術(shù)協(xié)會，內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010020)

綠帝1號沙打旺是通過遠緣雜交育種，父本膜莢黃芪，母本斜頸黃芪。F1代后經(jīng)多代集團選擇選育而成。選擇標準是植株高、分枝多、葉量大、花序多、開花期早、成熟穗多，莖稈黃綠色的直立型白色花株群體。選育的新品種與對照沙打旺比較在牧草產(chǎn)量上增產(chǎn)10%以上，牧草品質(zhì)上有大幅提高；種子成熟早，種子增產(chǎn)300%以上，新品種根可替代黃芪入藥。在耐瘠薄、耐干旱、耐嚴寒、抗風沙等惡劣環(huán)境的適應(yīng)能力也等于或高于對照沙打旺。

雜交育種；集團選擇；植物學(xué)特征

沙打旺(Astragalus adsurgensPall．)別名直立黃芪，是豆科黃芪屬多年生短壽型草本植物，由野生斜頸黃芪馴化而來，在我國人工栽培歷史已近百年，是我國特有的栽培牧草、綠肥和水土保持等兼用型草種。沙打旺的適應(yīng)性很強，具有抗旱、抗寒、耐瘠薄、固沙、生長快，產(chǎn)草量高的特點，是我國“三北”高寒地區(qū)的優(yōu)良飼料植物，在當?shù)厣鷳B(tài)治理中也發(fā)揮著重要作用，是水土保持，防風固沙，恢復(fù)退化草場、沙地、荒地、荒坡植被的重要物種。沙打旺盡管具有上述優(yōu)點，但還是有不足：一是作為牧草莖稈粗硬牲畜食用的適口性差，營養(yǎng)成分中等；再是生命期短，一般只能存活四年，到第五年即大量死亡；還有一個重要的弱點是種子成熟要求有≧10℃年有效積溫3000℃以上。種植在我國華北、西北和東北大部地區(qū)的沙打旺因積溫不足種子難以成熟，無法自繁更新；這樣一旦種植的沙打旺死亡后，草場需要重新種植，種植所用種子還要到產(chǎn)地調(diào)運，這就造成草地重新建植的成本高，而且采用夏播種植的草場第一年產(chǎn)量低不能利用。這些不足和弱點使沙打旺的推廣應(yīng)用有很大阻力，很多地區(qū)種植一次以后就不愿意再種植了。藥用黃芪生命期長，但分枝少而粗，飼用率低。改良沙打旺品質(zhì)，取其沙打旺和藥用黃芪的優(yōu)點，是很好的育種選擇。

1 育種目標

根據(jù)沙打旺的上述優(yōu)點和不足，新品種育種方向和目標為：一是培育的新品種要保留沙打旺建群快、耐瘠薄、耐干旱、耐嚴寒、抗風沙等特點；二是牧草產(chǎn)量要提高，還要在牧草品質(zhì)上有提高，即營養(yǎng)成分要提高，適口性要提高；三是種子要能早熟，具備自繁更新的能力，改善沙打旺短壽特性，提高利用年限以達到一次種植長久利用的目的；四是經(jīng)濟效益要高。

2 育種材料

育種采用遠緣雜交方法。材料選擇了當?shù)夭輬錾吓c沙打旺為同一物種的野生斜莖黃芪為母本。野生斜莖黃芪其呈匍匐株型，枝條貼地面生長，很少一部分斜向上生長，自然株高25-50，分枝多，二年生根莖分枝15-30個，枝條細，葉羽狀對生，葉片較小而密。花藍紫色。6-7月份開花，種子8月份成熟，草質(zhì)好，適口性強，是草牧場上優(yōu)質(zhì)牧草，野生斜莖黃芪也具備建群快、耐瘠薄、耐干旱、耐嚴寒、抗風沙等特點；父本為黃芪屬的中藥植物膜莢黃芪，(父本種子購自山東)膜莢黃芪是多年生草本，較沙打旺長壽，且植株高大，株高150-160，花冠白色，但膜莢黃芪適口性不好，一般牲畜不吃。選膜莢黃芪為父本是它的花期也是6-7月份，同野生斜莖黃芪一致，再就是利用它的植株高大，以達到新品種牧草高產(chǎn)的目標，膜莢黃芪根可入藥，是強壯滋補藥。新品種的根也附有替代中藥材黃芪的目標。

3 選育方法及過程

3.1雜交

采用人工雜交選育法。選育試驗地在通遼市(哲里木盟)奈曼旗，該地區(qū)屬于半干旱大陸性氣候，無霜期125-130天，年平均降水量350左右，土壤類型為淡栗鈣土和草甸土。選育用地沙壤土，土質(zhì)較瘠薄，但地力比較均衡，有灌水條件。1984年4月5日將父本膜莢黃芪，母本野生斜莖黃芪同時分別播入雜交圃，當年6月末至7月初父母本同期開花，采用人工去雄、授粉、套袋隔離等手段雜交，于9月25日收獲種子，即雜交種子F1代。

3.2集團選擇

1985年，將F1代播入隔離區(qū)，出苗后生長正常?；ㄆ谟^察，花冠全部是藍紫色的。秋天混合收獲脫粒，獲得雜交種子F2代。

1986年，將F2代播入隔離區(qū)，花期觀察植株發(fā)生分離現(xiàn)象，白色花株和藍紫色花株比為1∶3,白色花株約占25%，藍紫色花株約占75%。白色花株莖稈都是黃綠色的。采用集團選擇法選擇，選擇的群體是白色花株，選擇標準是去掉藍紫花株，保留分枝多，成熟穗多，莖稈黃綠色的直立型白色花株；秋天收獲的莢果混合脫粒，獲得雜交種子F3代。

1987年，將F3代播入隔離區(qū)?；ㄆ贔3代白色花株約占40%，其余的為藍紫色、紫紅色、粉紅色、淡粉色花色株。去掉所有非白色花株，只留白色花株，秋天繼續(xù)采用集團選擇法選擇，獲得了雜交種子F4代。

1988年，將F4代播入隔離區(qū)；花期觀察，F(xiàn)4代白色花株約占99%，雜花株1%，各項性狀已經(jīng)穩(wěn)定；去掉雜花株，保留白色花株，收獲F5代種子。

1989年至2004年初育種人因公出國選育中斷，2004年初回國后，繼續(xù)育種工作。

2004年將1988年收獲的F5代種子繼續(xù)在原選育點奈曼旗西湖漁場村播種入隔離區(qū)選育，花期觀察F5代雜花株約為千分之一以下，各項性狀穩(wěn)定；去除雜花株，采用集團選擇法，保留分枝多，成熟穗多，莖稈黃綠色的直立型白色花株，收獲F6代種子。

4 品比試驗與區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗

4.1品比試驗

2005年用F6代種子進行品種比較試驗，試驗對照為當?shù)匾N的沙打旺。試驗采用小區(qū)對比法，三次重復(fù)。小區(qū)長10m，寬3m，面積30。參試品種與對照品種對比排列。

試驗觀測項目，以種子產(chǎn)量和初花期鮮草產(chǎn)量為主，同時觀測成熟果穗數(shù)，分枝數(shù)，莢果中籽粒數(shù)。

F6代的品比試驗結(jié)果：當年播種F6代初花期時平均鮮草產(chǎn)量21450/h，比對照沙打旺增產(chǎn)10.3%，經(jīng)過t檢驗方法檢驗，差異度達顯著水平；雜交沙打旺種子產(chǎn)量平均為307.5/h，而對照沙打旺沒有成熟種子。

4.2生產(chǎn)試驗

于2006年開始生產(chǎn)試驗，試驗地分別設(shè)在通遼市奈曼西湖漁場村，赤峰市天山杏樹洼牧場和呼和浩特市郊區(qū)，三地跨度1000余公里。

生產(chǎn)試驗2006年至2008年在三地進行，每處試驗地面積3-5畝，對照沙打旺面積1-2畝，不設(shè)重復(fù)；產(chǎn)量測定雜交品種與對照品種都采用固定標準樣地，測產(chǎn)樣方10，4次重復(fù)。觀測項目是鮮、干草產(chǎn)量和種子產(chǎn)量。正常的田間管理，視旱情每年澆水1-2次。

4.3區(qū)域試驗

2007年至2009年進行區(qū)域試驗，試驗地點同上；區(qū)域試驗設(shè)小區(qū)，小區(qū)面積4m×5m,4次重復(fù)，隨機排列。三個試區(qū)都是早春播種，播種時間是4月3、4、5日進行，2006、2007年都重新按2005年方案播種，同時保留以上年的試驗小區(qū)，到2007年就有二年生和三年生的播種數(shù)據(jù)。試驗對照沙打旺，處理相同，觀測項目是鮮、干草產(chǎn)量和種子產(chǎn)量。

4.4試驗結(jié)果

通過生產(chǎn)試驗和區(qū)域試驗，雜交新品種對環(huán)境的適應(yīng)性與對照品種沙打旺基本相同。在三處不同氣候(氣溫、降雨、無霜期等)和立地條件差異較大的地區(qū)都能正常返青，正常生長發(fā)育。在三個測試區(qū)，三年的生產(chǎn)試驗和區(qū)域試驗所測試的鮮、干草、種子產(chǎn)量，差異極顯著，鮮、干草平均比對照品種沙打旺增產(chǎn)10%以上，種子平均增產(chǎn)300%以上。試驗結(jié)果如表1。

表1 品種生產(chǎn)試驗產(chǎn)量結(jié)果表

5 結(jié)果分析

5.1植物學(xué)特征

育成雜交新品種與親本的異同點：與父本的主要相同點是直立株型，植株高大，花冠白色；主要不同點是父本分枝少，一般3-5個，有主次之分，主莖明顯高大粗壯，葉片寬大，兩面都有白色長柔毛，總狀花序小花少，松散排列，花的翼瓣和龍骨瓣有長爪。莢果膜質(zhì)，膨脹，卵狀矩圓形，有長柄；而育成品種分枝多，一般25-40個，最多的可達60個以上，莖稈比較均勻一致，沒有主次區(qū)別。葉片小，葉量大，葉片上面光滑，下面有白色棉毛?？偁罨ㄐ蛐』ǘ?，排列緊密呈穗狀。莢果非膜質(zhì)，不膨脹，無長柄。

與母本的主要相同點是：分枝多，莖稈細，葉片小，葉量大，總狀花序小花多，排列緊密呈穗狀；與母本的主要不同點是，母本是匍匐株型，莖稈綠色或紫色，枝條貼地面生長，少數(shù)枝條斜向上生長。株高25-50，花穗長6-8，花冠藍紫色；而育成品種是直立株型，株高120-150，最高可達180以上，莖稈黃綠色，花穗長8-12，花冠白色。

根據(jù)植物學(xué)性狀分析結(jié)果，雜交新品種在植物學(xué)性狀上已不同于父、母本，可以認定為新物種；

5.2生產(chǎn)特性

5.2.1 牧草產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)

雜交新品種鮮、干草增產(chǎn)的原因是經(jīng)過多代優(yōu)良目標性狀選育后，表現(xiàn)為植株高，單株分枝多，花序多，葉量大，與對照品種沙打旺相比較，產(chǎn)量高出10%以上；

雜交新品種飼用品質(zhì)優(yōu)于對照沙打旺：表現(xiàn)在莖稈比較細，呈黃綠色，分枝多，葉片小且密，葉量大，草質(zhì)柔軟，粗纖維含量22.03%，遠低于對照沙打旺的30%以上，適口性好。內(nèi)蒙古農(nóng)牧漁業(yè)生物實驗研究中心對當年生初花期收獲的雜交新品種營養(yǎng)成分分析結(jié)果：蛋白質(zhì)含量為17.60%、粗纖維22.03%、粗脂肪6.67%、無氮浸出物36.54%、鈣3.63%、磷0.37%、胡蘿卜素2.02mg∕100g；全面營養(yǎng)成分高出對照沙打旺，而與優(yōu)質(zhì)牧草紫花苜蓿相比，除蛋白質(zhì)一項低于紫花苜蓿，其它指標優(yōu)于紫花苜蓿；

表2 三種紫花苜蓿品種和雜交沙打旺營養(yǎng)物質(zhì)含量對比表(%)

表2中三種紫花苜蓿品種營養(yǎng)成分數(shù)據(jù)來源于參考文獻《如何把握苜蓿生產(chǎn)的質(zhì)量和產(chǎn)量》，雜交沙打旺數(shù)據(jù)來源于內(nèi)蒙古農(nóng)牧漁業(yè)生物實驗研究中心對初花期收獲的雜交沙打旺營養(yǎng)成分分析結(jié)果。

5.2.2 種子產(chǎn)量高、早熟

雜交新品種開花早，種子成熟期短，分枝多、花序多、小花數(shù)量多，莢果中成熟種子平均為8-12粒，種子產(chǎn)量高。在無霜期120-130天，≥10℃年有效積溫2500-3000℃地區(qū)種植種子能豐產(chǎn)，比對照沙打旺種子產(chǎn)量高出300%以上。

5.3抗逆性強

雜交新品種在對耐瘠薄、耐干旱、耐嚴寒、抗風沙等惡劣環(huán)境的適應(yīng)能力也等于和高于對照沙打旺。

呼和浩特地區(qū)在2011年7-8月份間，在沒有有效降水和高溫的逆境下，種植在呼和浩特市和林縣內(nèi)蒙古草原站牧草種子試驗基地的pH8.96，總鹽含量0.3%的輕度的鹽堿地上，生長第二年的雜交沙打旺新品種在沒有任何灌溉的情況下仍然生長良好，在同塊試驗地中生長的苜蓿和其它牧草的生長都已停滯，依賴灌溉保活。

5.4采用雜交新品種建植的草場可自繁更新

雜交新品種因種子能夠早熟、產(chǎn)量高，且落地的種子能自繁更新，是用于改良退化草牧場的優(yōu)良草種，也是可替代沙打旺用于水土保持，防風固沙等生態(tài)治理項目中的優(yōu)秀物種；

2012年在呼和浩特試驗地觀察到2006年種植的雜交沙打旺，生長年限已經(jīng)達到7年，而沙打旺的生長壽命為4-5年。

6 推廣應(yīng)用前景廣闊

雜交新品種產(chǎn)量高，品質(zhì)好，各項營養(yǎng)成分含量高，可種植在優(yōu)良牧草紫花苜蓿不能正常生長的干旱、瘠薄、沙化和輕鹽堿地，獲取等同于紫花苜蓿品質(zhì)和產(chǎn)量的優(yōu)質(zhì)牧草，創(chuàng)造高的經(jīng)濟效益。

雜交新品種種子成熟早、產(chǎn)量高，解決了我國“三北”大部分地區(qū)沙打旺種植中產(chǎn)草而不能生產(chǎn)種子的難題。

7 具有藥用價值

經(jīng)內(nèi)蒙古藥檢所檢測，黃芪五項檢測標準中，雜交新品種在根的性狀項上與中藥黃芪根的性狀標準比較有小的差異；在根鑒別3項比較中全部符合黃芪標準，在黃芪甲苷含量測定項中新品種黃芪甲苷含量為0.026%，是國家藥典標準的60%。藥學(xué)專家認定新品種雜交沙打旺的根可代替黃芪根入藥；

雜交新品種2010年通過國家草品種委員會的審定，登記名為“綠帝1號沙打旺”，品種登記號為429。

〔1〕李聰，苗麗宏，李蕾蓄.沙打旺品質(zhì)改良育種研究報告.中國草學(xué)會牧草育種專業(yè)委員會2007年學(xué)術(shù)研討會論文集.2007年

〔2〕陳谷，邰建輝.如何把握苜蓿生產(chǎn)的質(zhì)量和產(chǎn)量

〔3〕海棠，石鳳翎，賽很娜，寶音溫都蘇.幾種豆科牧草授粉方式及去雄技術(shù)的研究.中國草地學(xué)報.2010年6期

〔4〕秦文靜，梁宗鎖.四種豆科牧草萌發(fā)期對干旱脅迫的響應(yīng)及抗旱性評價.《草業(yè)學(xué)報》.2010第4期

〔5〕謝田玲，沈禹穎，邵新慶，高崇岳.黃土高原4種豆科牧草凈光合速率蒸騰速率日動態(tài)及水份利用效率.生態(tài)學(xué)報.2004年8期

S813.22

A

2095—5952(2014)01—0044—05

2014-02-26

河為平(1955- )男，蒙古族，吉林省松原人，高級畜牧師，從事草原技術(shù)推廣和牧草育種工作。