大莖野生種57NG208在云瑞系列親本創(chuàng)制中的利用

俞華先，桃聯(lián)安，田春艷，經(jīng)艷芬，安汝東，郎榮斌，邊芯，周清明，孫有芳，楊李和

（云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所瑞麗育種站，云南瑞麗 678600）

0 引言

云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所瑞麗育種站是全國唯一的內(nèi)陸型甘蔗雜交育種試驗(yàn)站 （以下簡稱 “瑞麗站”）自1988年建站以來，承擔(dān)著對外提供雜交花穗、發(fā)掘利用云南豐富甘蔗野生種質(zhì)資源、創(chuàng)制新親本和選育甘蔗新品種的重要任務(wù)。為了突破甘蔗育種遺傳基礎(chǔ)狹窄，育成品種宿根性差、適應(yīng)性不廣的瓶頸，30年來兢兢業(yè)業(yè)，不斷加大云瑞親本與國內(nèi)、外新品種雜交利用力度，結(jié)合抗病、抗旱性等鑒定試驗(yàn)，以及強(qiáng)宿根與褐條病早期脅迫篩選，培育特色鮮明的云瑞創(chuàng)新親本材料100多份。育成通過云南省審定甘蔗新品種2個：云蔗05-596、云蔗06-160；獲國家品種權(quán)3個：云蔗05596、云蔗05704和云蔗06189。這些親本和品系的基礎(chǔ)種質(zhì)親緣關(guān)系很少進(jìn)行過綜合分析。眾所周知，甘蔗種質(zhì)資源是甘蔗育種的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，其開發(fā)利用的狀況很大程度上決定著甘蔗育種水平[1]。親緣關(guān)系是甘蔗雜交組合選配的重要參考信息，了解親本的血緣關(guān)系，有利于提高親本組合選配的針對性，可有針對性地使用血緣異質(zhì)性較大的親本組配組合，擴(kuò)大后代血緣范圍，提高選擇優(yōu)良單株的機(jī)率[2]。因此，為了甘蔗雜交組合選配的科學(xué)、合理，對雜交親本及其后代進(jìn)行基礎(chǔ)種質(zhì)親緣關(guān)系分析必須引起重視。

劉雁衡睜開眼，說了一句令石警官很不滿的話。劉雁衡把凍僵的左手手指蜷起來，和右手一起把簫抱到胸前，淡淡對四小姐說：“對不起，你擋了我的風(fēng)。”

大莖野生種別名伊里安野生種（Saccharum robustum L.），為多年生草本植物，具有植株高大、長勢旺盛、莖硬抗風(fēng)、抗蟲、耐旱性強(qiáng)、宿根性好、纖維分含量多、生物產(chǎn)量高等特點(diǎn)[3]，多數(shù)大莖野生種后代選育出的品種還具有萌芽率高、分蘗好、生長快、植株高、有效莖數(shù)多、生勢強(qiáng)和不易倒伏等優(yōu)點(diǎn)，利用大莖野生種來拓寬甘蔗遺傳基礎(chǔ)及品種改良有十分重要意義。中國臺灣甘蔗研究所于1939年開始利用大莖野生種（Saccharum robustum L.），以POJ2883和大莖野生種雜交育成PT39-461；以POJ2725為母本育成PT40-203、PT40-243等；以F108為母本雜交育成PT40-388[4]。1946年發(fā)現(xiàn)大莖野生種F2材料PT43-52抗風(fēng)能力特強(qiáng)，之后以PT43-52及其后代為親本育成一系列重要的臺糖品種，最重要的是F146、F172、F160、ROC16、ROC22、ROC10等，這些品種曾在臺灣和大陸大面積推廣，并且也是我國各家育種單位常用的親本[5]。

Q陳老師你好，我兒子6歲，剛上小學(xué)一年級。老師反映他在校沒有規(guī)矩，比如排隊(duì)的時候會提前脫離隊(duì)伍，上課不認(rèn)真聽課自己做別的事情。我回家問他在學(xué)校應(yīng)該怎么做，不能做什么，他都說得很好，但就是做不到。我該怎么做才能讓他講規(guī)矩呢？每次他都答應(yīng)我要好好表現(xiàn)，但每天都接到老師的信息說他表現(xiàn)不好。

海南甘蔗育種場已通過“高貴化”的途徑，利用大莖野生種與當(dāng)?shù)馗钍置苓x育出導(dǎo)入新野生血緣的崖城73-226、崖城58-47和崖城82-108等創(chuàng)新材料[3]。本文以大莖野生種57NG208為種質(zhì)核心，整理瑞麗育種站2008年至2018年10年時間以來，以大莖野生種57NG208為起始親本，與割手密、斑茅和國內(nèi)、外新品種等雜交育成的一系列云瑞系列創(chuàng)新親本，分析其育成品系材料的特點(diǎn)，亦為云瑞創(chuàng)新親本的利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

以2008年至2018年10年時間中，以大莖野生種57NG208為核心種質(zhì)進(jìn)行雜交選育獲得的45份創(chuàng)新親本為材料。

瑞麗站于2015—2016年雜交季利用大莖野生種57NG208與瑞割06-7-2的雜交后代云瑞12-60為父本，與甘蔗部分生產(chǎn)性親本作母本雜交，育成云瑞17-23、云瑞17-24、云瑞17-28等7份創(chuàng)新BC1代材料（見表1）。在2014—2015年雜交季育成含大莖野生種57NG208和瑞割07-30血緣的品系材料云瑞15-83。這些創(chuàng)新材料從11月份平均錘度來看均低于雙對照（粵糖93-159和ROC22）。2.1.2 以大莖野生種57NG208與斑茅云南82-28雜交后代為起始親本的云瑞系列品系材料

1.2 方法

于2018年9月18日對新植、2017年9月27日對宿根分別調(diào)查株高、莖徑、有效莖數(shù)、11月份錘度和1月份錘度等性狀，參照經(jīng)艷芬等[6]和俞華先等[7]的方法利用以下公式計(jì)算單產(chǎn)、11月份理論蔗糖分和11月理論含糖量。

將45份參試材料的蔗莖產(chǎn)量按標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)化，以其歐式距離值作為聚類距離，采用可變類平均法進(jìn)行聚類，其聚類分析結(jié)果詳見圖1。從圖1可見，在歐式距離5.00處，45份參試材料被分為3大類，第Ⅰ大類包含蔗莖產(chǎn)量低于雙對照（粵糖93-159和ROC22），且蔗莖產(chǎn)量低于110 t/hm2的云瑞17-24、云瑞13-1、云瑞13-6、云瑞 17-28、云瑞 17-87、云瑞 12-195、云瑞 17-81、云瑞 14-193、云瑞 14-216、云瑞 13-10十份材料，其中云瑞17-24和云瑞13-1屬于中產(chǎn)種質(zhì)，其余材料屬于低產(chǎn)種質(zhì)。在第Ⅰ大類中，云瑞14-193、云瑞13-6和云瑞14-216三份材料11月份蔗糖分高于雙對照，云瑞17-24、云瑞13-1、云瑞17-28、云瑞17-87、云瑞12-195、云瑞17-81和云瑞13-10七份材料11月份蔗糖分皆低于雙對照。從大莖野生種57NG208的雜交利用方式看，云瑞12-195、云瑞 13-1、云瑞 13-6和云瑞 13-10四份材料屬于大莖野生種57NG208與栽培種或中間材料的雜交F1代創(chuàng)新親本；云瑞14-193和云瑞14-216兩份材料屬于大莖野生種57NG208與南澗果蔗雜交后再與甘蔗生產(chǎn)性親本雜交的F2代材料；云瑞17-24、云瑞17-28、云瑞17-81和云瑞17-87四份材料屬于以大莖野生種57NG208與瑞麗割手密雜交后代為起始親本的云瑞系列品系材料。

11月份理論蔗糖分（%）=蔗汁平均錘度（%）×1.01-5.6

2.1.4 大莖野生種57NG208與栽培品種或中間材料的雜交F1代材料創(chuàng)制

2 結(jié)果與分析

2.1 大莖野生種57NG208在云瑞系列親本選育中的利用

瑞麗站長期從事發(fā)掘利用云南甘蔗野生種質(zhì)資源創(chuàng)新種質(zhì)、培育新血緣親本和雜交花穗的生產(chǎn)工作，先后以大莖野生種57NG208與瑞麗割手密、熱帶種和斑茅雜交，選育出大批對等F1～F2材料作輪回親本，并培育成了一批綜合性狀較好的親本。

在2014—2015年雜交季節(jié)，瑞麗站獲得兩份以大莖野生種57NG208與斑茅云南82-28雜交后代為起始親本的云瑞系列品系對等F2材料（見表2），這兩份材料在2017年田間試驗(yàn)調(diào)查中，11月份平均錘度均低于雙對照，但1月份錘度均在20%以上，單產(chǎn)在127.5 t/hm2以上。

調(diào)查顯示，雖然運(yùn)滿滿平臺上的卡車司機(jī)來自五湖四海，但是熱衷的運(yùn)輸線路都集中在長三角地區(qū)，除了江蘇、浙江是卡車司機(jī)輸出大省和擁有密集公路網(wǎng)外，還有一個不可忽視的原因是，這幾條線路所覆蓋的城市群，輕工業(yè)和紡織業(yè)較為發(fā)達(dá)，能為卡車司機(jī)帶來充足的貨源。尤其是，電商繁榮產(chǎn)生的海量包裹催生出巨大公路運(yùn)輸需求。

2.1.1 大莖野生種57NG208與瑞麗割手密雜交的系列BC1或F2代創(chuàng)新材料

表1 部分以大莖野生種57NG208與瑞麗割手密雜交后代為起始親本的云瑞系列品系材料Table 1 Some of Yunrui clones derived from the hybridization between Saccharum robustum 57NG208 and Ruili Saccharum spontaneum L

2.1.3 大莖野生種57NG208與熱帶種或中間材料的雜交群體材料創(chuàng)制

云瑞 16-16、云瑞 15-80、云瑞 16-63、云瑞 15-86、云瑞 15-27、云瑞 17-33、云瑞16-14、云瑞 15-78、云瑞 16-18、云瑞 16-15、云瑞 16-19、云瑞 12-114、云瑞 15-72、云瑞15-152和云瑞13-7十五份材料的蔗莖產(chǎn)量均大于180 t/hm2，屬于高產(chǎn)種質(zhì)，被聚為第Ⅱ大類，該類型材料蔗莖產(chǎn)量均超過雙對照，但11月份蔗糖分除云瑞15-152外皆低于雙對照。從大莖野生種57NG208的雜交利用方式看，云瑞15-72、云瑞15-78、云瑞 15-80、云瑞 15-86、云瑞 15-27、云瑞15-152、云瑞12-114和云瑞13-7屬于大莖野生種57NG208與南澗果蔗或其它親本雜交F1代或F2代材料；云瑞16-14、云瑞16-15、云瑞16-16、云瑞16-18、云瑞16-19和云瑞16-63屬于以大莖野生種57NG208與熱帶種或中間材料為起始親本的雜交F2或F3代材料；云瑞17-33屬于以大莖野生種57NG208與瑞麗割手密雜交后代為起始親本的云瑞系列品系材料。

表3 以大莖野生種57NG208與熱帶種或中間材料為起始親本的雜交F1和F代材料Tab l e 3 F2 and F3 c l ones de r i ved f r om t he hyb r i d i za t i on o f Sa c c ha r um r obus t um 57NG208 t o o r ad vanc ed c l ones

表2 2份以大莖野生種57NG208與斑茅云南82-28雜交后代為起始親本的云瑞系列品系材料Table 2 Some of Yunrui clones derived from the hybridization between Saccharum robustum 57NG208 and Erianthus Yunnan 82-28

11 月份理論含糖量（t/hm2）=單產(chǎn)（t/hm2）×11 月份理論蔗糖分/100

從表4可見，瑞麗站分別在2011—2012年、2012—2013年雜交季獲得大莖野生種57NG208與栽培品種或中間材料的雜交F1代。該部分材料由于實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)建尚未完成真實(shí)性鑒定工作。10份材料中，云瑞12-112和云瑞13-7兩份材料的11月份平均錘度均超過雙對照，云瑞13-10的11月份平均錘度介于雙對照之間，其余7份材料11月份平均錘度低于雙對照。

表4 大莖野生種57NG208與甘蔗親本的雜交F1代材料Table 4 The F1 clones of Saccharum robustum 57NG208

2.2 創(chuàng)新親本的產(chǎn)量和糖分情況

從表5可見，45份創(chuàng)新種質(zhì)材料（不含對照）的蔗莖產(chǎn)量，參照馬麗等[8]對50份國外甘蔗雜交種質(zhì)的產(chǎn)量評價的分析標(biāo)準(zhǔn)：“公頃產(chǎn)量高于120 t的種質(zhì)為高產(chǎn)種質(zhì)；公頃產(chǎn)量在 90～120 t之間的為中產(chǎn)種質(zhì)；公頃產(chǎn)量90 t以下的為低產(chǎn)種質(zhì) ”。云瑞13-6、云瑞17-28、云瑞17-87、云瑞12-195、云瑞17-81、云瑞14-193、云瑞14-216和云瑞13-10八份材料為低產(chǎn)種質(zhì)，且蔗莖產(chǎn)量皆低于雙對照；云瑞16-61、云瑞12-112、云瑞12-215、云瑞17-60、云瑞17-23、云瑞17-24和云瑞13-1七份材料為中產(chǎn)種質(zhì)；其余30份材料均為高產(chǎn)種質(zhì)，在這30份材料高產(chǎn)種質(zhì)中除云瑞15-77、云瑞15-111和云瑞13-9三份材料蔗莖產(chǎn)量低于雙對照外，其余27份材料蔗莖產(chǎn)量皆高于對照之一或雙對照。蔗糖是甘蔗生物煉制最主要的目標(biāo)產(chǎn)品，糖分性狀是甘蔗品質(zhì)最重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)。雖然環(huán)境飾變對甘蔗糖分和產(chǎn)量均會產(chǎn)生影響，但甘蔗糖分性狀受環(huán)境因素作用相對弱于產(chǎn)量性狀，這主要得益于糖分性狀遺傳力較高[9]。目前，我國食糖安全面臨的挑戰(zhàn)對甘蔗品種糖分的持續(xù)提高提出了新的要求；而糖分性狀遺傳改良高度依賴于高糖親本的評價和篩選[10]。本試驗(yàn)中的45份材料，云瑞 15-152、云瑞 15-84、云瑞 14-192、云瑞 15-79、云瑞 16-62、云瑞 15-27、云瑞 16-19、云瑞 15-72和云瑞12-114九份材料11月份理論含糖量均超過雙對照，云瑞15-17、云瑞15-78、云瑞16-63、云瑞15-80、云瑞16-15等八份材料11月份的含糖量介于雙對照之間，其余28份材料11月份含糖量皆低于雙對照。從11月份甘蔗糖分看，云瑞14-216、云瑞12-112、云瑞15-111、云瑞13-6、云瑞14-193、云瑞14-192、云瑞15-79和云瑞15-84八份材料11月份甘蔗糖分均超過雙對照，云瑞15-17、云瑞15-152、云瑞13-9和云瑞16-62四份材料11月份甘蔗糖分介于雙對照之間，其余材料11月份甘蔗糖分皆低于雙對照。綜合11月份糖分和產(chǎn)量來考慮，云瑞14-192和云瑞15-84屬于高產(chǎn)高糖類型創(chuàng)新親本。

表5 創(chuàng)新親本材料的產(chǎn)量及含糖量Table 5 The cane and sugar yields of innovative parental clones

2.3 聚類分析

單產(chǎn)（t/hm2）=莖徑2×（株高-50）×0.785×叢有效莖數(shù)（條/hm2）

從表3可見，在2013—2014年和2014—2015年雜交季中，瑞麗站以大莖野生種57NG208與南澗果蔗正反交獲得云瑞12-38-76、云瑞12-38-84、云瑞12-9-60、云瑞12-9-75、云瑞12-38-38、云瑞12-38-77六份材料，分別用其作父本，與甘蔗生產(chǎn)性親本雜交，獲得3份云瑞14系列F2代材料和12份云瑞15系列F2代材料；在2015—2016年雜交季，瑞麗站以大莖野生種57NG208與南澗果蔗雜交獲得云瑞12-9-22與德蔗93-88雜交后再次回交德蔗93-88，獲得云瑞16系列的3份F2代創(chuàng)新材料，以大莖野生種57NG208與云瑞08-345雜交獲得云瑞12-114作父本，與熱帶種雜交后，再與克林斯他林那雜交獲得7份云瑞16系列F3代創(chuàng)新材料。這25份材料，從11月份平均錘度看，云瑞14-216、云瑞15-111、云瑞14-193、云瑞14-192、云瑞15-79和云瑞15-84六份材料11月份平均錘度均超過雙對照，云瑞15-17、云瑞15-152和云瑞16-62三份材料11月份平均錘度介于雙對照之間，其余16份材料11月份平均錘度低于雙對照。

稱取0.012 g甲基藍(lán)，溶于600 mL去離子水中配制甲基藍(lán)溶液，在660 nm波長下，用紫外可見分光光度儀測得其加入吸附劑之前的吸光度；然后在燒杯中加入100 mL的甲基藍(lán)溶液，在甲基藍(lán)溶液中加入1 g硅酸鎂、硅酸鈣、硅膠、硅膠復(fù)合材料，然后封口靜置2 h后，對燒杯中的溶液進(jìn)行離心分離，取上清液放入紫外分光光度計(jì)中進(jìn)行吸光度的測定。

圖1 45份云瑞系列創(chuàng)新親本類型分析樹形圖Fig.1 A tree diagram based on cluster analysis of 45 Yunrui-series innovation parental clones

其余20份材料聚為第Ⅲ大類，該類型材料蔗莖產(chǎn)量均低于180 t/hm2，其中云瑞16-61、云瑞12-112、云瑞12-215、云瑞17-60和云瑞17-23屬于中產(chǎn)種質(zhì)，其余材料屬于高產(chǎn)種質(zhì)；云瑞12-112、云瑞15-111、云瑞14-192、云瑞15-79和云瑞15-84五份材料11月份平均糖分超過雙對照。

3 討論與結(jié)論

親本創(chuàng)新對擴(kuò)大栽培甘蔗遺傳基礎(chǔ)及選育突破性的新品種具有重大意義[11]，我國大陸育成的部分品種含有大莖野生種的血緣，但其血緣是來自臺灣甘蔗研究機(jī)構(gòu)開發(fā)利用的大莖野生種[12]。云南由于立體地理氣候環(huán)境復(fù)雜，甘蔗野生種質(zhì)屬種類型、生態(tài)類型、性狀水平蘊(yùn)藏豐富而珍貴[13-14]，開發(fā)利用甘蔗野生種是拓寬甘蔗品種遺傳基礎(chǔ)的有效途徑，通過有性雜交途徑，發(fā)掘利用甘蔗野生資源優(yōu)良抗逆基因，擴(kuò)大種質(zhì)遺傳基礎(chǔ)，改良甘蔗品種的抗逆性，是提高甘蔗品種的自主創(chuàng)新能力以及推動甘蔗產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展的重要措施[15-16]。云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所瑞麗育種站自建站30多年來以來，在熱帶種、割手密、大莖野生種和近緣屬植物斑茅等甘蔗野生資源發(fā)掘利用方面取得了可喜的成就。

2007年，我國的大米、小麥粉、食用植物油、鮮冷藏凍肉、餅干、果汁及果汁飲料、啤酒、方便面等食品產(chǎn)量已位居世界第一或世界前列。

甘蔗親本創(chuàng)新是一項(xiàng)經(jīng)常性、持續(xù)性的研究工作，尤其是野生種質(zhì)資源的利用，周期長，收效慢[17]。劉毅等[18]、吳才文[19]學(xué)者認(rèn)為親本創(chuàng)新是甘蔗品種創(chuàng)新的源頭，只有親本創(chuàng)新有了突破,才可能帶來甘蔗品種培育的突破；在親本選配時，應(yīng)考慮利用割手密、大莖野生種等野生種質(zhì)資源創(chuàng)新的野生種F2、F3崖城系列新親本材料，與高貴化程度高的新臺糖系列、CP系列和我國大陸新近育成的品種進(jìn)行野生種強(qiáng)化雜交，并且建議選用各種甘蔗野生種遠(yuǎn)緣雜交F2、F3代材料作父本，與高糖親本雜交。本文筆者選用的45份材料，除9份材料是大莖野生種57NG208與甘蔗親本的雜交F1代外，其余材料均是大莖野生種57NG208遠(yuǎn)緣雜交F2、F3代，這些材料各具特色。在當(dāng)前蔗區(qū)面積縮小、作物競爭加劇的現(xiàn)實(shí)背景下，提高單產(chǎn)是確保我國蔗糖總產(chǎn)水平、保障食糖安全的必由之路[20]。本研究的45份參試材料，從產(chǎn)量性狀聚類結(jié)果看，大莖野生種57NG208與南澗果蔗或其它親本雜交F1代或F2代材料：云瑞15-72、云瑞15-78、云瑞15-152和云瑞12-114，大莖野生種57NG208與熱帶種或中間材料為起始親本的雜交 F3代材料：云瑞16-14、云瑞16-15、云瑞16-18、云瑞16-19和云瑞13-7，大莖野生種57NG208與瑞麗割手密雜交后代為起始親本的云瑞系列品系材料云瑞17-33，蔗莖產(chǎn)量皆超過180 t/hm2屬于高產(chǎn)種質(zhì)，且產(chǎn)量均超過雙對照，但其11月份蔗糖分除云瑞15-152外皆低于雙對照。 云瑞14-216、云瑞12-112、云瑞15-111、云瑞13-6、云瑞14-193、云瑞14-192、云瑞15-79和云瑞15-84八份材料11月份平均糖分超過雙對照，其中云瑞14-216的11月份平均糖分最高為16.52%，但其產(chǎn)量最低，參照安汝東等[21]對該類材料的利用方式，將該類材料用于選育糖料專用型甘蔗品種或者培育高糖親本；云瑞14-193和云瑞13-6的11月份平均糖分均超過15.00%，產(chǎn)量皆低于90 t/hm2；云瑞15-79和云瑞14-192的產(chǎn)量和糖分性狀相對比較理想，建議加強(qiáng)這類親本的利用。從其雜交的血緣親本來看，本研究選用的瑞麗割手密和云南82-28（斑茅）都生長在云南蔗區(qū)，符合陳西文等[12]、劉毅等[18]學(xué)者提倡的結(jié)合生態(tài)型選配親本的建議，但整體來看這些材料產(chǎn)量適中糖分不理想，建議與高糖親本或栽培品種雜交來改良其糖分性狀?；仡櫋熬盼濉逼陂g，我國主要甘蔗育種單位通過聯(lián)合攻關(guān)，使一些歷史上從未利用過的具有優(yōu)良商業(yè)性的熱帶原種開了花[22-24],為創(chuàng)造新的親本系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)，據(jù)此建議加強(qiáng)同行的交流和學(xué)習(xí)，尤其是在甘蔗野生雜交組配方面的研究。

桂娭毑嚇了一跳，他這個身體，怎能上得水庫工地，這一去，準(zhǔn)是送肉上砧板。她曉得寶玉爹的脾氣，寧折不彎從來不低頭求人的，思前想后她豁出去了，瞞著寶玉爹，去找?guī)ш?duì)的大隊(duì)民兵營長白招財。忘了跟大家通氣，招財在部隊(duì)待了兩年，沒有更光榮，復(fù)員回來了，當(dāng)了民兵營長，如今也成了喊得水動的角色了。

在親本選配的過程中，一般認(rèn)為雙親血緣異質(zhì)性越大，選育出優(yōu)良品種的機(jī)率就越高[12]，但由于甘蔗屬于異源多倍體，遺傳背景非常復(fù)雜，且在常規(guī)雜交育種過程中，經(jīng)常會發(fā)生串粉、自交、種子混雜等情況，導(dǎo)致系譜圖不能真正反映甘蔗親本的遺傳差異，因此需要借助分子生物學(xué)技術(shù)開展相關(guān)創(chuàng)新材料遺傳特性的研究，才能使創(chuàng)新材料能更好地應(yīng)用于甘蔗育種中。