食用型向日葵雜交種太食3196 的選育

楊 芬，雷 偉，丁變紅，吳新明

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所，山西太原030031；2.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第六師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，新疆五家渠831301）

山西地處黃土高原，氣候條件干旱寒冷，土壤貧瘠，大部分是高寒山區(qū)或干旱貧瘠的丘陵坡地，旱地面積占全省耕地面積的75%以上，還有約17 萬(wàn)hm2鹽堿地和瘠薄地尚待開(kāi)發(fā)利用[1-2]。向日葵因其具有耐干旱、耐瘠薄、耐鹽堿等特性[3-4]，能夠在山西省大部分地區(qū)種植，特別是能充分利用旱地、鹽堿地等這些閑置土地，改良土壤的同時(shí)提高農(nóng)戶收益。因此，向日葵成為山西省主要的經(jīng)濟(jì)作物之一，種植面積常年保持在13 萬(wàn)hm2左右[5-6]。然而，近年來(lái)山西省向日葵種植面積和效益都有下滑的趨勢(shì)，主要原因之一就是品種更新緩慢，缺乏高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病性強(qiáng)的新品種。目前山西省食用向日葵主干品種仍是傳統(tǒng)的農(nóng)家種、常規(guī)種[7]，如三道眉、大黑片、星火系列等，還有少量雜交品種，如晉葵3 號(hào)、DK119等[8]，這些品種在生產(chǎn)上植株高大，生育期長(zhǎng)，容易倒伏，且由于長(zhǎng)期種植，沒(méi)有合理倒茬，致使品種混雜、退化嚴(yán)重[9]，病蟲(chóng)害泛濫[10]，產(chǎn)量低、抗性差、商品價(jià)值低，種植葵花收益不高，嚴(yán)重影響了葵農(nóng)種植向日葵的積極性。

太食3196 是山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所自主選育的食用型向日葵雜交種，2018 年4 月通過(guò)中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部非主要農(nóng)作物品種登記，登記編號(hào)為：GPD 向日葵（2018）1401027，該品種中早熟、長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)，抗病抗倒伏，平均公頃產(chǎn)量達(dá)到3 300 kg 以上，適宜在山西西部、北部，新疆北部冷涼地區(qū)和甘肅等地春播。

1 太食3196 的選育

1.1 育種目標(biāo)

針對(duì)目前山西省食用向日葵生產(chǎn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，選育生育期短、植株高度低、抗病性強(qiáng)、產(chǎn)量高，適應(yīng)黃土高原特殊氣候環(huán)境的食葵雜交品種。

1.2 育種思路

1.2.1 回交轉(zhuǎn)育法選育不育系和配套保持系 在已有不育系或不育材料的基礎(chǔ)上，通過(guò)回交轉(zhuǎn)育的方法選育同質(zhì)異核的新不育系。具體做法是選擇穩(wěn)定的雄性不育系作為母本，用抗病性強(qiáng)、產(chǎn)量高的自交系作為父本進(jìn)行雜交，在下一代選出不育株繼續(xù)與該自交系回交，產(chǎn)生回交1 代，如此連續(xù)回交6～7 代后，不育系的細(xì)胞核被自交系代換，形成新的不育系，輪回父本即為新不育系的保持系。

1.2.2 常規(guī)選育法提純恢復(fù)系 發(fā)現(xiàn)抗病性強(qiáng)、農(nóng)藝性狀優(yōu)良、產(chǎn)量高的自交系材料，不斷加代提純的同時(shí)，用不育系測(cè)交，鑒定雜交種的育性及產(chǎn)量，不斷淘汰掉不具有恢復(fù)能力或恢復(fù)力差的材料，選擇配合力高的材料作為恢復(fù)系。

1.3 選育過(guò)程

太食3196 是食用型向日葵雜交種，母本為不育系309A，父本為恢復(fù)系F216R。

1.3.1 不育系309A（母本）的選育 2005 年從國(guó)外雜交種中分離出幾株不育株，用自育穩(wěn)定的自交系與之進(jìn)行一對(duì)一測(cè)交，冬季到海南做育性鑒定，發(fā)現(xiàn)以自交系309 作為父本的雜交種F1植株不育率達(dá)到80%以上，說(shuō)明自交系309 具有保持不育株不育特性的能力。2006 年春，用309 與雜交種F1中的不育材料繼續(xù)雜交，產(chǎn)生回交一代（BC1），BC1冬天到海南繼續(xù)與309 回交，產(chǎn)生回交二代（BC2），如此在山西和海南兩地不斷鑒定、篩選、提純，又經(jīng)過(guò)5 代回交，到2009 年回交到BC7，轉(zhuǎn)育出一對(duì)穩(wěn)定的同核異質(zhì)體，其形態(tài)性狀基本一致，作為回交母本的不育材料就命名為309A，回交父本命名為309B。

1.3.2 恢復(fù)系F216R（父本）的選育 2006 年從甘肅收集了幾株盤(pán)大、長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)、抗病性好的食葵資源，2007 年開(kāi)始對(duì)這批資源進(jìn)行自交、鑒定、篩選，在保留原有的優(yōu)勢(shì)性狀外，又不斷選擇抗病性強(qiáng)、結(jié)實(shí)率高的材料，冬季到海南加代提純。同時(shí)，用篩選出的優(yōu)良自交系材料與已有的多個(gè)不育系進(jìn)行測(cè)交，F(xiàn)1雜交種經(jīng)鑒定，可育株率達(dá)到90%以上，說(shuō)明這個(gè)自交系擁有恢復(fù)基因（Rf）。之后一方面自交篩選，另一方面配制測(cè)交組合，并鑒定雜交種的育性和產(chǎn)量。到2010 年選育出一個(gè)理想的自交系材料，后與多個(gè)不育系配制雜交組合，雜交種的可育株率達(dá)100%，說(shuō)明它是一個(gè)穩(wěn)定的恢復(fù)系，命名為F216R。

1.3.3 雜交組配 2011 年用F216R 與多個(gè)不育系配制雜交組合，2012 年進(jìn)行配合力檢測(cè)和產(chǎn)量測(cè)定，結(jié)果309A 與F216R 特殊配合力高，是個(gè)有潛力的雜交組合，命名為太食3196。

2 品種特征特性

2.1 農(nóng)藝性狀概況

太食3196 平均生育期105d，株高175～190 cm；幼莖淺綠色，莖粗2.6～2.8 cm；葉片數(shù)26～28 片，葉片大、心型呈綠色，邊緣規(guī)則鋸齒狀；舌狀花長(zhǎng)卵圓形，呈黃色，管狀花黃色，花粉淡黃色；花盤(pán)平，直徑約21 cm，成熟期水平向下；籽粒寬卵形，棕底白邊，平均粒長(zhǎng)2.0 cm，粒寬0.8 cm；單盤(pán)質(zhì)量116 g，百粒質(zhì)量13.8 g，籽仁率61.3%，平均公頃產(chǎn)量達(dá)3 300 kg，適宜在山西西部、北部，新疆北部冷涼地區(qū)和甘肅等地春播。

2.2 品質(zhì)檢測(cè)

2017 年9 月，經(jīng)農(nóng)業(yè)部油料及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心檢測(cè)（武漢），太食3196 籽實(shí)粗蛋白含量18.1%，油酸含量72.1%，亞油酸含量17.1%，維生素E 含量10.0 mg/100 g。

2.3 抗病性鑒定

2017 年9 月，太食3196 在內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院進(jìn)行了抗病性鑒定，鑒定結(jié)果表明，太食3196黃萎病平均病情指數(shù)22.28，表現(xiàn)為中抗水平；黑斑病病斑直徑14.24 mm，表現(xiàn)為中抗水平；列當(dāng)瘤結(jié)平均寄生數(shù)目為37.0，表現(xiàn)為中感列當(dāng)（G 小種）；核盤(pán)菌病斑直徑2.71 cm，對(duì)菌核病表現(xiàn)為感病。

3 產(chǎn)量表現(xiàn)

3.1 品比試驗(yàn)

2013 年在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所內(nèi)品系鑒定試驗(yàn)中，太食3196 產(chǎn)量為2 961.0 kg/hm2，比對(duì)照YS809（2 701.5 kg/hm2）增產(chǎn)9.4%，居參試品種第1 位；2014 年在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所內(nèi)品系鑒定試驗(yàn)中，產(chǎn)量為3 700.5 kg/hm2，比對(duì)照YS809（3 238.5 kg/hm2）增產(chǎn)14.3%，居參試品種第2 位。

3.2 區(qū)試結(jié)果

2014—2015 年，太食3196 連續(xù)2 a 參加了山西省食葵區(qū)域試驗(yàn)，產(chǎn)量和抗性表現(xiàn)突出。2014 年太食3196 在8 個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的平均公頃產(chǎn)量達(dá)到3 732.0 kg，居參試品種第3 位，比對(duì)照（YS809）增產(chǎn)18.40%（表1）；2015 年太食3196 在8 個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的平均公頃產(chǎn)量達(dá)到3 311.4 kg，居參試品種第4 位，比對(duì)照（YS809）增產(chǎn)12.56%（表2）。

表1 2014 年太食3196 區(qū)試結(jié)果

表2 2015 年太食3196 區(qū)試結(jié)果

3.3 生產(chǎn)示范結(jié)果

2015—2017 年，太食3196 在山西省陽(yáng)高縣和廣靈縣連續(xù)示范種植3 a，總體表現(xiàn)為整齊度高，無(wú)倒伏、不分枝，抗病抗逆性強(qiáng)，高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，在陽(yáng)高縣平均公頃產(chǎn)量為3 195.0 kg，個(gè)別高產(chǎn)田可達(dá)到3 750.0 kg以上，在廣靈縣平均公頃產(chǎn)量為3 330.0 kg，最高公頃產(chǎn)量達(dá)3 720.0 kg。2015 年在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第六師農(nóng)科院試驗(yàn)地示范種植，平均公頃產(chǎn)量為4 512.0 kg，比對(duì)照X3939（4 476.0 kg）增產(chǎn)8%。

4 結(jié)論與討論

種子是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，是農(nóng)業(yè)發(fā)展的核心推動(dòng)力，優(yōu)良品種對(duì)農(nóng)作物的增產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用[11]。研究表明，向日葵是具有強(qiáng)大雜種優(yōu)勢(shì)的作物，其雜交種增產(chǎn)效果顯著，一般比普通品種增產(chǎn)15%～40%，還能大幅度提高抗性和品質(zhì)[12-13]。因此，以胞質(zhì)雄性不育系為基礎(chǔ)配制雜交種的選育是當(dāng)前世界上向日葵品種改良的主要方向，多數(shù)盛產(chǎn)向日葵的國(guó)家，還提出了種子雜交種化[14-16]。目前美國(guó)向日葵生產(chǎn)上雜交種使用率達(dá)99%，其他國(guó)家雜交種的覆蓋率也很高[17]。

我國(guó)是向日葵生產(chǎn)大國(guó)，也是消費(fèi)大國(guó)，然而，由于長(zhǎng)期以來(lái)食用向日葵作為國(guó)家計(jì)劃之外的一種經(jīng)濟(jì)作物，并沒(méi)有引起足夠重視，相關(guān)理論研究十分滯后，在人員、材料、技術(shù)等方面的積累也有限[18-19]，很大程度影響到新品種的選育速度，現(xiàn)在對(duì)其育種等研究已跟不上實(shí)際生產(chǎn)的需要。因此，十分有必要加快我國(guó)食葵三系雜交種的選育工作，特別是注重三系親本材料的創(chuàng)造和利用，高品質(zhì)雜交種的選育[20]。

太食3196 的成功選育，一方面能明顯提高食葵的產(chǎn)量和抗性，促進(jìn)增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，加速食葵品種的更新?lián)Q代，推動(dòng)食葵產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。另一方面在選育過(guò)程中，利用國(guó)外雜交種轉(zhuǎn)育出新型不育系309A，利用農(nóng)家品種選育出恢復(fù)系F216R，為栽培品系引入了多種基因類型，豐富了親本的種質(zhì)資源，為今后選育優(yōu)質(zhì)雜交種打下了基礎(chǔ)，也為今后利用雜交種、農(nóng)家品種選育親本材料積累了技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。