抗豆象綠豆新品種冀綠15號(hào)的選育

范保杰 劉長(zhǎng)友 曹志敏 張志肖 蘇秋竹 王 彥 田 靜

（河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所/河北省作物遺傳育種實(shí)驗(yàn)室，石家莊050035）

綠豆儲(chǔ)藏過程中的豆象危害一直是困擾農(nóng)民和商家的主要難題[1]。在我國(guó)存在危害的主要是綠豆象和四紋豆象，其中綠豆象危害最重[2]。在豆象的一個(gè)生活周期內(nèi)，危害損失率可達(dá)30%以上，成蟲羽化后引起第2次侵染，發(fā)生嚴(yán)重時(shí)可在2～3個(gè)月內(nèi)造成整倉(cāng)綠豆全部受損[3]。國(guó)內(nèi)外針對(duì)豆象危害問題采取了一些防治措施[4-5]，其中，廣泛采用的藥物熏蒸法雖快速高效，但如果防治不及時(shí)會(huì)影響防治效果，且產(chǎn)生農(nóng)藥殘留，造成環(huán)境污染。培育抗豆象綠豆品種，利用作物本身的抗性是一種最經(jīng)濟(jì)有效的防治手段。

綠豆抗豆象育種最初是利用TC1966，但該野生材料形成的后代具有一些不易克服的不利性狀，如炸莢、子粒小、晚熟、蔓生等，且TC1966中抗豆象成分的安全性還沒有證實(shí)[6]。近年來，綠豆抗豆象育種主要是利用抗豆象栽培綠豆資源。利用V2709作抗源Y.H.Lee等[7]已經(jīng)育成并在韓國(guó)推廣應(yīng)用的抗豆象綠豆品種藏安綠豆（Jangannogdu），中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院利用“亞蔬中心”的抗豆象品系VC6089A，系選育成我國(guó)第1個(gè)抗豆象綠豆品種中綠3號(hào)。河北省是我國(guó)綠豆主產(chǎn)區(qū)之一，其中張家口鸚哥綠豆因子粒大、出芽率高而聞名，但豆象危害也是其存在的主要問題。培育適宜河北省種植的抗豆象綠豆品種，對(duì)于實(shí)現(xiàn)綠豆的綠色生產(chǎn)具有重要意義。

1 親本來源及品種選育

1.1 親本來源母本抗豆象4號(hào)是以V1128與中綠1號(hào)雜交選出的抗豆象后代材料，幼莖為綠色。父本保942-34是保定市農(nóng)業(yè)科學(xué)院育成的，幼莖為紫紅色。

1.2 選育過程2005年5月在河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所堤上試驗(yàn)站溫室內(nèi)以綠豆抗豆象4號(hào)和保942-34為親本，進(jìn)行有性雜交，當(dāng)年獲得雜交莢11個(gè)，組合代號(hào)為0509。當(dāng)年6月底在堤上試驗(yàn)站田間種植F1，并去除幼莖色為綠色的偽雜株，其余雜交株混收。

2006-2009年在河北省農(nóng)林科學(xué)院堤上試驗(yàn)站種植F2～F5，生長(zhǎng)期間采用混選法選擇后代材料，即每株采收5～10個(gè)莢混收，連續(xù)種植。2010年在堤上試驗(yàn)站繼續(xù)種植F6，并依據(jù)生育期、株高、分枝數(shù)、單株結(jié)莢數(shù)、子粒顏色、百粒重等育種目標(biāo)選出優(yōu)異單株310株。收獲考種后，每個(gè)單株準(zhǔn)備20粒種子，進(jìn)行室內(nèi)接蟲豆象抗性鑒定，鑒定出0509-12等99株抗豆象單株。2011年繼續(xù)種植F7，對(duì)抗豆象選種圃中99個(gè)株系進(jìn)行調(diào)查標(biāo)記、鑒定選擇等。其中，包括0509-12在內(nèi)的13個(gè)抗豆象株系田間長(zhǎng)勢(shì)整齊，并具有穩(wěn)產(chǎn)、抗病、早熟直立、子粒商品性好等特點(diǎn)，混收為品系。

2012-2013年進(jìn)行了新品系初級(jí)產(chǎn)比及產(chǎn)比鑒定試驗(yàn)，參試品系分別為38個(gè)和25個(gè)，采用間比法排列和隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，2～3次重復(fù)，3～4行區(qū)，小區(qū)面積6.15m2和8.4m2。2014-2015年冀綠0509-12參加了7個(gè)新品種在邯鄲、滄州、廊坊、唐山、藁城5個(gè)試點(diǎn)進(jìn)行的河北省綠豆品種區(qū)域試驗(yàn)。采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，小區(qū)面積10m2。2016年該品種參加了在藁城、保定、廊坊、唐山4個(gè)試點(diǎn)進(jìn)行的生產(chǎn)試驗(yàn)。采用大區(qū)對(duì)比試驗(yàn)設(shè)計(jì)，1次重復(fù)，小區(qū)面積333m2。2017年該品種通過了河北省科技成果轉(zhuǎn)化服務(wù)中心組織的成果評(píng)價(jià)（省級(jí)登記號(hào)20180062），命名為冀綠15號(hào)。

2 品種特征特性

2.1 早熟性河北省綠豆區(qū)域試驗(yàn)結(jié)果表明，冀綠15號(hào)生育期春播75d，夏播65d，按照國(guó)家綠豆早熟品種熟期劃分的標(biāo)準(zhǔn)（春播生育期〈90d，夏播生育期〈70d），冀綠15號(hào)屬于早熟品種。

2.2 植物學(xué)特性株高54.2cm，幼莖、成熟莖綠色，葉片卵圓形、濃綠色，花淺黃色。主莖分枝3.6個(gè)，主莖節(jié)數(shù)10.5節(jié)。單株結(jié)莢33.5個(gè)，莢長(zhǎng)10.4cm，圓筒形，成熟莢黑色，單莢粒數(shù)11.2粒。為有限結(jié)莢，直立生長(zhǎng)習(xí)性，株型緊湊，結(jié)莢集中，成熟一致，不炸莢，適合一次性收獲。

2.3 抗豆象特性在新品種選育過程中，針對(duì)豆象抗性對(duì)后代材料進(jìn)行了室內(nèi)接種鑒定與定向選擇，從選擇單株開始在綜合考慮主要目標(biāo)農(nóng)藝性狀的同時(shí)，重點(diǎn)選擇高抗豆象的后代材料。經(jīng)鑒定，單株0509-12（冀綠15號(hào)出圃代號(hào)）高抗四紋豆象和綠豆象，并具有高產(chǎn)、早熟、直立抗倒、結(jié)莢集中、成熟一致等特性。在新品系初比和產(chǎn)比鑒定中連續(xù)對(duì)品系抗豆象特性進(jìn)行了鑒定，結(jié)果表明，冀綠15號(hào)高抗四紋豆象和綠豆象。2017年經(jīng)中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所鑒定，冀綠15號(hào)高抗四紋豆象和綠豆象。

2.4 子粒特性在河北省綠豆區(qū)域試驗(yàn)中，冀綠0509-12平均百粒重5.6g，為中等子粒大小，粒形短圓柱形，種皮綠色有光澤，整齊飽滿，子粒商品性好。2017年經(jīng)河北省農(nóng)作物品種品質(zhì)檢測(cè)中心檢測(cè)，冀綠15號(hào)粗蛋白質(zhì)（干基）含量22.96%，粗淀粉含量47.34%。

2.5 適宜區(qū)域經(jīng)試驗(yàn)示范，冀綠15號(hào)適合多種生態(tài)環(huán)境種植。適宜在河北、山東、河南、遼寧、吉林、陜西、內(nèi)蒙古等省市區(qū)的適宜夏播區(qū)和春播區(qū)種植。

3 產(chǎn)量表現(xiàn)

3.1 新品系鑒定試驗(yàn)2012年新品系初級(jí)產(chǎn)比鑒定試驗(yàn)：每667m2折合產(chǎn)量92.8kg，較對(duì)照品種冀綠7號(hào)增產(chǎn)7.2%。2013年新品系高級(jí)產(chǎn)比鑒定試驗(yàn)：每667m2折合產(chǎn)量112.7kg，較對(duì)照品種冀綠7號(hào)增產(chǎn)5.4%。

3.2 區(qū)域試驗(yàn)2014年參加河北省綠豆區(qū)域試驗(yàn)，每667m2最高產(chǎn)量為143.3kg（滄州試點(diǎn)），最低產(chǎn)量為109.27kg（藁城試點(diǎn)），5個(gè)試點(diǎn)平均產(chǎn)量118.03kg。與對(duì)照品種保綠942相比，5個(gè)試點(diǎn)均表現(xiàn)增產(chǎn)，最高增產(chǎn)12.3%（藁城試點(diǎn)），最低增產(chǎn)2.47%（滄州試點(diǎn)），平均增產(chǎn)6.1%，增產(chǎn)達(dá)到顯著水平。

2015年參加河北省綠豆區(qū)域試驗(yàn)，每667m2最高產(chǎn)量154.71kg（邯鄲試點(diǎn)），最低產(chǎn)量139.45kg（滄州試點(diǎn)），5個(gè)試點(diǎn)平均產(chǎn)量146.78kg，5個(gè)試點(diǎn)中有4個(gè)試點(diǎn)表現(xiàn)增產(chǎn)，平均增產(chǎn)8.72%。其中，藁城試點(diǎn)增產(chǎn)最高為26.97%，唐山試點(diǎn)表現(xiàn)減產(chǎn)，減產(chǎn)為2.86%，其他試點(diǎn)分別增產(chǎn)2.85%（邯鄲）、4.99%（廊坊）、11.65%（滄州）。

2年每667m2平均產(chǎn)量132.4kg，較對(duì)照品種保綠942平均增產(chǎn)7.4%，增產(chǎn)達(dá)到顯著水平。

3.3 生產(chǎn)試驗(yàn)2016年進(jìn)行的生產(chǎn)試驗(yàn)中，每667m2平均產(chǎn)量134.5kg，其中唐山試點(diǎn)產(chǎn)量最高，為157.7kg，其他試點(diǎn)產(chǎn)量分別為142.6kg（廊坊）、121.0kg（保定）、116.8kg（藁城）。比對(duì)照種品種平均增產(chǎn)15.9%，其中藁城試點(diǎn)增產(chǎn)最高，為47.1%。另外，該品種在藁城示范田中，田間檢測(cè)每667m2產(chǎn)量為134.09kg，比對(duì)照品種保綠942增產(chǎn)7.02%。

3.4 生產(chǎn)示范2017年在河北石家莊鹿泉、滄州黃驊、衡水故城、邯鄲大名，山東鄒城，吉林通榆，河南安陽(yáng)等地進(jìn)行的生產(chǎn)示范中，示范面積0.3～7.3hm2，每667m2平均產(chǎn)量136.2kg。其中，邯鄲大名春播地膜覆蓋，示范面積3hm2，每667m2平均產(chǎn)量142.3kg；衡水故城與棉花1∶1套種，面積3.5hm2，平均產(chǎn)量66.4kg。

4 結(jié)論與討論

4.1 綠豆抗豆象育種研究到目前為止，世界上篩選鑒定出的抗豆象綠豆種質(zhì)資源共有6份：TC1966、ACC41、V2802、V2709、V1128 和V2817[8-9]。其中TC1966和ACC41是2份野生綠豆資源，育種利用存在著一定缺陷。栽培綠豆V2802、V2709、V1128和V2817對(duì)綠豆象和四紋豆象具有部分或完全抗性。研究表明，V1128是對(duì)綠豆象和四紋豆象均具有完全抗性，在人工種植試驗(yàn)中表現(xiàn)出比V2817更強(qiáng)的抗性[10]。因此，V1128在綠豆抗豆象育種中具有更大的潛力。冀綠15號(hào)是以V1128為抗原，通過雜交、鑒定、選擇培育成的河北省第1個(gè)抗豆象綠豆品種。該品種的選育成功解決了綠豆在儲(chǔ)藏或運(yùn)輸過程中豆象危害問題，減少了因豆象為害造成的損害，避免了用化學(xué)藥品防治豆象存在的潛在人員安全隱患及環(huán)境污染等問題。并實(shí)現(xiàn)了綠豆品種抗豆象、穩(wěn)產(chǎn)、直立、早熟、株型緊湊、成熟一致等特性的統(tǒng)一，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、外貿(mào)出口及食品加工等方面具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。另外，河北省第1個(gè)抗豆象綠豆品種的選育方法對(duì)今后抗豆象相關(guān)品種的培育具有借鑒和促進(jìn)作用。

4.2 綠豆抗豆象育種技術(shù)研究冀綠15號(hào)是以常規(guī)雜交選育為主要手段育成的抗豆象新品種，綠豆抗豆象常規(guī)雜交育種存在著選擇周期長(zhǎng)、抗豆象鑒定工作繁瑣等諸多問題。特別是針對(duì)抗豆象分離后代農(nóng)藝性狀的回交轉(zhuǎn)育，必須在后代材料抗豆象鑒定結(jié)果確定后，才能選擇抗豆象材料作親本進(jìn)行回交，回交轉(zhuǎn)育時(shí)間較長(zhǎng)。進(jìn)行抗豆象基因定位，開發(fā)與抗豆象基因緊密連鎖的分子標(biāo)記，建立分子標(biāo)記輔助抗豆象育種技術(shù)，對(duì)提高育種水平、加快抗豆象綠豆選育進(jìn)程，聚合抗豆象等位基因，提高新品種抗性水平具有重要意義。利用不同類型的分子標(biāo)記和作圖群體，TC1966的Br基因和ACC41的Br1基因已經(jīng)被定位在不同的連鎖標(biāo)記之間[11-12]。孫蕾等[13]以V2709為研究材料，將其抗豆象基因Br2定位在1個(gè)RAPD和1個(gè)STS標(biāo)記之間。本課題組于2014年起，通過配置雜交組合，利用F2分離群體，采用BSA混池法篩選多態(tài)性標(biāo)記，對(duì)栽培綠豆V1128抗豆象基因進(jìn)行了初步定位，將抗豆象新基因Br3定位在染色體5上標(biāo)記DMB158和標(biāo)記VRID5、VRBR-SSR032、VRBR-SSR033（3個(gè)標(biāo)記共分離）之間。并利用這些標(biāo)記對(duì)抗豆象后代材料進(jìn)行了輔助選擇，初步建立了綠豆抗豆象分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)體系，大大加快了河北省綠豆抗豆象品種培育的進(jìn)程。