甘蔗品種桂糖35號(hào)在云南勐海蔗區(qū)育種潛力分析

紀(jì)新時(shí)，楊遠(yuǎn)江，李加群，封秀梅，夏紅明，李紹偉，WERAPON Ponragdee，TAKSINA Sansayawichai，趙培方，劉家勇

（1.勐海縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，云南勐海 666200；2.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所/云南省甘蔗遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南開(kāi)遠(yuǎn) 661699；3.云南英茂糖業(yè)（集團(tuán)）有限公司，昆明 650028；4.泰國(guó)農(nóng)業(yè)部大田與可再生能源作物研究所，泰國(guó)曼谷）

0 引言

勐海縣位于云南省西南部、西雙版納傣族自治州西部，地處東經(jīng)99°56′～100°41′、北緯21°28′～22°28′。甘蔗是勐?？h的主要經(jīng)濟(jì)作物，甘蔗產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度大，產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)，是勐?？h傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一，帶動(dòng)了生產(chǎn)、加工、銷(xiāo)售、運(yùn)輸?shù)认嚓P(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在縣域經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要的地位和作用。為選育適宜勐海及類(lèi)似蔗區(qū)種植的甘蔗新品種，由云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所聯(lián)合勐海縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，在勐?？h實(shí)施甘蔗新品種選育研究。

甘蔗育種者選用優(yōu)良品種（系）作為親本雜交，以期將其優(yōu)良性狀遺傳給后代供選擇[1]。曾經(jīng)的主栽品種‘POJ2878’、‘Co419’、‘F134’、‘新臺(tái)糖10 號(hào)’、‘桂糖11 號(hào)’、‘云蔗65-225’、‘云蔗71-388’及‘粵糖93-159’等均作為親本廣泛雜交利用，并育成了一批優(yōu)良甘蔗新品種。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全球直接利用‘POJ2878’育成的甘蔗新品種181個(gè)，利用‘Co419’育成的甘蔗新品種81個(gè)，其中包含‘桂糖11號(hào)’和‘云蔗65-225’等大面積推廣應(yīng)用良種[2]。近年，利用主栽品種‘新臺(tái)糖22 號(hào)’作為親本之一，育成了高產(chǎn)高糖抗倒伏的‘桂糖42號(hào)’[3]、‘柳城05136’[4]等品種在全國(guó)快速推廣應(yīng)用，占比逐年增加，在較短時(shí)間內(nèi)大面積替換了‘新臺(tái)糖’系列品種[5]。‘桂糖35 號(hào)’（選育編號(hào)：‘桂糖02-901’）是廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所以‘新臺(tái)糖23 號(hào)’為母本，‘CP84-1198’為父本雜交（圖1），經(jīng)“五圃制”甘蔗育種程序育成的特早熟、特高糖品種，最高甘蔗糖分可達(dá)18.8%，平均纖維分13.81%。在廣西區(qū)試中，該品種含糖量為15.12 t/hm2，平均甘蔗糖分達(dá)15.85%，顯著高于對(duì)照品種‘新臺(tái)糖16號(hào)’和‘新臺(tái)糖22號(hào)’，分別高1.35和1.63個(gè)百分點(diǎn)[6]。

圖1 甘蔗品種桂糖35號(hào)系譜圖Fig.1 Pedigree of sugarcane cultivar GT35

本研究先后兩年共評(píng)價(jià)了由‘桂糖35號(hào)’選配的9 個(gè)雜交組合及其同系列其他組合。分析了后代群體錘度、葉片清秀程度、空蒲心和生勢(shì)等育種指標(biāo)，以期發(fā)掘‘桂糖35號(hào)’在勐海蔗區(qū)的育種潛力，為其雜交利用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

2018 型，共計(jì)選配雜交組合49 個(gè)，其中5 個(gè)雜交組合包含‘桂糖35 號(hào)’作為親本之一，作為父本分別與‘新臺(tái)糖22 號(hào)’、‘湛蔗90-76’以及‘CP81-1254’雜交，作為母本分別與‘CP94-1100’和‘新臺(tái)糖25 號(hào)’雜交；2019 型共計(jì)選配雜交組合43 個(gè)，其中4 個(gè)雜交組合包含‘桂糖35 號(hào)’作為親本之一，作為父本分別與‘云蔗89-7’、‘粵糖96-86’、‘云蔗94-343’雜交，作為母本與‘粵糖85-177’雜交獲得（表1）；獲得雜交種子后，在云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所培育實(shí)生苗。

表1 桂糖35號(hào)選配雜交組合及其雜交類(lèi)型Table 1 Cross combinations contain GT35 as parental clone,and its utilization type

1.2 試驗(yàn)條件

試驗(yàn)地設(shè)置于勐?？h農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心甘蔗良種良繁試驗(yàn)基地（100°25′E、21°55′N(xiāo)）。勐?？h月最高溫、最低溫、平均氣溫及月降雨量如圖2所示。2019年，月最高溫35.8 ℃發(fā)生于5月份，月最低溫-0.6 ℃發(fā)生于12 月，月最大降雨量268.5 mm 發(fā)生于7 月份，全年平均月最高溫29.57 ℃，全年平均月最低溫10.25 ℃，全年月平均溫為19.38 ℃，年累計(jì)降雨量911.2 mm；2020年，月最高溫33.5 ℃發(fā)生于5月份，月最低溫2 ℃發(fā)生于1月，月最強(qiáng)降雨量246.9 mm發(fā)生于8月份，全年平均月最高溫29.67 ℃，全年平均月最低溫11.00 ℃，全年月平均溫為19.48 ℃，年累計(jì)降雨量907.1 mm。試驗(yàn)地土壤類(lèi)型為沙質(zhì)壤土。

圖2 勐?？h2019和2020年月降雨量、月最高氣溫、月最低氣溫和月平均溫Fig.2 Monthly rainfall and monthly min,max and mean air temperature in 2019 and 2020

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)按照完全隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，每重復(fù)5行區(qū)，行長(zhǎng)6 m，行距1.0 m，按照15苗/行種植，折合種植密度為25 005苗/hm2。試驗(yàn)統(tǒng)一采用‘粵糖93-159’（CK1）和‘新臺(tái)糖22號(hào)’（CK2）作為對(duì)照品種，與各組合栽培措施相同。2018型雜種圃于2018 年7 月18日移栽，2019年2 月收獲后保留宿根；2019型雜種圃于2019年7 月16 日移栽，2020 年2 月收獲后保留宿根。新植移栽后實(shí)時(shí)澆水保證成活，宿根蔗參照當(dāng)?shù)馗收嵘a(chǎn)管理，實(shí)時(shí)進(jìn)行草害和蟲(chóng)害防控。

1.4 數(shù)據(jù)收集與處理

由于新植蔗生長(zhǎng)量?jī)H為6—7月生長(zhǎng)量，未進(jìn)行數(shù)據(jù)收集。兩次試驗(yàn)數(shù)據(jù)均收集于宿根成熟期。除錘度外，葉片清秀程度、空蒲心和生勢(shì)均按照簡(jiǎn)化分級(jí)法[7]評(píng)價(jià)。2018型于2019年12月14日收集數(shù)據(jù)，各小區(qū)隨機(jī)調(diào)查5叢健康單株錘度；根據(jù)小區(qū)主要甘蔗病害發(fā)病情況，各小區(qū)給予1～5分級(jí)（1級(jí)為葉片清秀，無(wú)主要甘蔗病害，5級(jí)為發(fā)病單株較多，且感病程度嚴(yán)重）；對(duì)于生勢(shì)，按照1～5級(jí)進(jìn)行分析（1級(jí)生勢(shì)優(yōu)，5級(jí)生勢(shì)最差）；對(duì)于空蒲心，按照1～5級(jí)區(qū)分蒲心程度（1級(jí)無(wú)空蒲心，5級(jí)為重度空蒲心），各小區(qū)隨機(jī)觀察5個(gè)單株頂部1～4節(jié)空蒲心情況，根據(jù)眾數(shù)確定該小區(qū)空蒲心等級(jí)。2019型于2020年12 月24日采用上述描述方法調(diào)查。在完成組合評(píng)價(jià)后，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)各組合后代群體進(jìn)行單株選擇，獲得各組合入選率。在統(tǒng)計(jì)分析中，定義‘桂糖35號(hào)’選配組合為類(lèi)型1，其他雜交組合為類(lèi)型2；高糖單株（%）為組合內(nèi)錘度高于最高對(duì)照的單株占總調(diào)查單株的比例。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，采用Statistix 8.0完全隨機(jī)區(qū)組模型進(jìn)行方差分析和多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 桂糖35號(hào)選配組合后代錘度表現(xiàn)

如表2 所示，在2018 型中，由‘桂糖35 號(hào)’選配的5 個(gè)雜交組合，其后代錘度為14.20%～24.20%，平均錘度20.84%，高于類(lèi)型2 組合錘度均值，高于當(dāng)?shù)刂髟云贩N‘粵糖93-159’（CK1），顯著高于‘新臺(tái)糖22 號(hào)’（CK2）。其中，‘CP81-1254’ב桂糖35 號(hào)’、‘桂糖35 號(hào)’בCP94-1100’和‘湛蔗90-76’ב桂糖35 號(hào)’平均錘度高于雙對(duì)照。在2019 型中，由‘桂糖35 號(hào)’選配的4 個(gè)雜交組合后代錘度為15.00%～23.60%，平均錘度19.54%，略低于類(lèi)型2 組合平均錘度和‘粵糖93-159’平均錘度，但顯著高于‘新臺(tái)糖22號(hào)’，其中的‘桂糖35號(hào)’ב粵糖85-177’和‘云蔗94-343’ב桂糖35號(hào)’平均錘度高于雙對(duì)照。在高糖單株方面，2018型5個(gè)‘桂糖35 號(hào)’組合中，單株錘度高于‘粵糖93-159’的平均比例為62.86%，其中3 個(gè)平均錘度較高的組合‘CP81-1254’ב桂糖35 號(hào)’、‘桂糖35 號(hào)’בCP94-1100’和‘湛蔗90-76’ב桂糖35 號(hào)’高糖單株的比例分別高達(dá)85.00%、80.00%和66.67%；2019 型4 個(gè)‘桂糖35 號(hào)’組合中，‘桂糖35 號(hào)’ב粵糖85-177’和‘云蔗89-7’ב桂糖35號(hào)’高糖單株的比例達(dá)60.00%。

表2 桂糖35 號(hào)選配組合錘度及其高糖單株比例Table 2 Brix and the percentage of individuals performed higher brix than the highest check cultivar for GT35 families

2.2 桂糖35號(hào)選配組合后代清秀程度、空蒲心及生勢(shì)表現(xiàn)

如表3所示，在2018型中，‘桂糖35 號(hào)’選配組合葉片清秀程度、空蒲心和生勢(shì)的評(píng)級(jí)分別為3 級(jí)、1級(jí)和3級(jí)，與對(duì)照‘粵糖93-159’（CK1）相當(dāng)，清秀程度略低于‘新臺(tái)糖22號(hào)’（CK2）；在葉片清秀程度方面，‘新臺(tái)糖22號(hào)’ב桂糖35號(hào)’低于雙對(duì)照，為4級(jí)，其他4個(gè)雜交組合均為3級(jí)，與對(duì)照‘粵糖93-159’相當(dāng)，較對(duì)照‘新臺(tái)糖22號(hào)’的2級(jí)差；在空蒲心方面，所有‘桂糖35號(hào)’選配組合和2個(gè)對(duì)照品種均為1級(jí)，其他組合空蒲心程度為2 級(jí)；在生勢(shì)方面，‘CP81-1254’ב桂糖35 號(hào)’、‘新臺(tái)糖22 號(hào)’ב桂糖35 號(hào)’和‘桂糖35 號(hào)’בCP94-1100’與雙對(duì)照相當(dāng)，均為3級(jí)，其他兩個(gè)雜交組合生勢(shì)為4級(jí)，低于雙對(duì)照。

表3 桂糖35號(hào)選配及同系列雜交組合后代育種性狀分級(jí)結(jié)果Table 3 Ratings of target traits in GT35 families and other families

在2019型中，‘桂糖35號(hào)’組合葉片清秀程度、空蒲心和生勢(shì)的分級(jí)總體分別為3級(jí)、2級(jí)和3級(jí)，與其他組合（類(lèi)型2）總體及‘新臺(tái)糖22 號(hào)’相當(dāng)，3 個(gè)性狀的分級(jí)均優(yōu)于對(duì)照‘粵糖93-159’；在葉片清秀程度方面，‘粵糖96-86’ב桂糖35號(hào)’評(píng)級(jí)為2 級(jí)，清秀程度最佳，優(yōu)于其他組合（類(lèi)型2）總體分級(jí)，‘云蔗89-7’ב桂糖35 號(hào)’清秀程度最差（4 級(jí)）；在空蒲心方面，除‘云蔗89-7’ב桂糖35 號(hào)’外，其余3 個(gè)‘桂糖35 號(hào)’選配組合均為1級(jí)或2 級(jí)，優(yōu)于‘粵糖93-159’，與‘新臺(tái)糖22 號(hào)’相當(dāng)；在生勢(shì)方面，僅‘云蔗89-7’ב桂糖35號(hào)’評(píng)為4級(jí)，與對(duì)照‘粵糖93-159’相當(dāng)，其他3個(gè)‘桂糖35號(hào)’選配組合生勢(shì)均為3級(jí)，與‘新臺(tái)糖22號(hào)’相當(dāng)。

在最終組合評(píng)級(jí)方面，2018 型中，‘CP81-1254’ב桂糖35 號(hào)’被評(píng)為2 級(jí)組合，‘新臺(tái)糖22 號(hào)’ב桂糖35 號(hào)’被評(píng)為4級(jí)組合，其他3個(gè)‘桂糖35號(hào)’選配組合均被評(píng)為3級(jí)組合；在2019型中，‘桂糖35號(hào)’ב粵糖85-177’和‘云蔗94-343’ב桂糖35號(hào)’被評(píng)為1級(jí)組合，‘粵糖96-86’ב桂糖35號(hào)’被評(píng)為2級(jí)組合，‘云蔗89-7’ב桂糖35號(hào)’被評(píng)為3級(jí)組合。

2.3 桂糖35號(hào)選配組合入選率表現(xiàn)

根據(jù)最終組合評(píng)級(jí)結(jié)果對(duì)各雜交組合單株進(jìn)行優(yōu)選。如圖3 所示，2018型中，‘桂糖35號(hào)’選配組合（類(lèi)型1）的平均入選率為3.88%，略低于類(lèi)型2雜交組合，其中，被評(píng)為2級(jí)組合的‘CP81-1254’ב桂糖35號(hào)’入選率最高，達(dá)10.26%；評(píng)為3 級(jí)的‘桂糖35 號(hào)’ב新臺(tái)糖25 號(hào)’及‘湛蔗90-76’ב桂糖35 號(hào)’入選率均為4.24%，‘桂糖35 號(hào)’בCP94-1100’入選率為0.67%；評(píng)為4 級(jí)的雜交組合‘新臺(tái)糖22 號(hào)’ב桂糖35號(hào)’無(wú)后代材料入選。在2019 型中，由‘桂糖35號(hào)’選配組合（類(lèi)型1）的平均入選率為23.00%，明顯高于其他雜交組合（類(lèi)型2）平均入選率9.10%，其中，被評(píng)為1 級(jí)組合的‘云蔗94-343’ב桂糖35 號(hào)’和‘桂糖35 號(hào)’ב粵糖85-177’入選率分別高達(dá)41.80%和31.80%，被評(píng)為2級(jí)組合的‘粵糖96-86’ב桂糖35號(hào)’入選率達(dá)12.10%，被評(píng)為3級(jí)組合的‘云蔗89-7’ב桂糖35號(hào)’入選率為6.50%。

圖3 桂糖35號(hào)選配組合入選率Fig.3 The selection rate for GT35 families

3 討論與結(jié)論

以提高蔗糖分或提高甘蔗單產(chǎn)的方式均可增加食糖產(chǎn)量，提高甘蔗單產(chǎn)的方式需要更多的邊際成本，所以，提高甘蔗糖分增加食糖產(chǎn)量的效率是提高甘蔗單產(chǎn)效率的1.8倍[8]。蔗糖分的改良和選擇強(qiáng)度均受到廣泛重視。高糖品種‘桂糖35 號(hào)’的系譜中含有‘CP84-1198’和‘CP72-2086’，有研究表明兩者作為父本雜交對(duì)錘度的一般配合力均為正效應(yīng)[9]。本研究采用‘桂糖35 號(hào)’作為親本之一雜交，共計(jì)選配雜交組合9個(gè)，其中的5 個(gè)雜交組合平均錘度高于‘粵糖93-159’，5 個(gè)雜交組合高糖單株的比例達(dá)60%以上，最高達(dá)85%（表2）。有望從這些高糖組合中選育出蔗糖分高于‘粵糖93-159’的單株。

此外，‘桂糖35 號(hào)’是‘新臺(tái)糖23 號(hào)’的后代，該品種對(duì)后代群體錘度外的其他育種目標(biāo)遺傳效應(yīng)較好。云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所雜交利用此親本育成了高產(chǎn)高糖抗旱的‘云蔗05-51’[10-11]。本研究的9 個(gè)雜交組合中，8個(gè)組合后代的葉片清秀程度優(yōu)于或與對(duì)照‘粵糖93-159’相當(dāng)，6個(gè)雜交組合后代的生勢(shì)與‘新臺(tái)糖22 號(hào)’相當(dāng)（表3），即雜交利用‘桂糖35 號(hào)’，有望育成糖分和產(chǎn)量兼優(yōu)的新品種。本研究中的‘云蔗94-343’ב桂糖35號(hào)’和‘桂糖35號(hào)’ב粵糖85-177’被列為1級(jí)組合，后代入選率分別高達(dá)41.80%和31.80%，‘CP81-1254’ב桂糖35 號(hào)’和‘粵糖96-86’ב桂糖35 號(hào)’被列為2 級(jí)組合，后代入選率分別達(dá)10.26%和12.10%（圖3）。9個(gè)組合中僅1個(gè)組合‘新臺(tái)糖22號(hào)’ב桂糖35號(hào)’被列為4級(jí)無(wú)后代入選，主要因?yàn)槠淙~片清秀程度較差，且錘度相對(duì)較低。

高糖品種‘桂糖35 號(hào)’作為親本雜交利用，較易獲得錘度較高的后代群體供選擇，建議進(jìn)一步嘗試與其他親本雜交利用。本研究中的‘桂糖35 號(hào)’ב粵糖85-177’、‘云蔗94-343’ב桂糖35號(hào)’、‘CP81-1254’ב桂糖35號(hào)’和‘粵糖96-86’ב桂糖35號(hào)’4個(gè)雜交組合后代錘度高，入選率高，可進(jìn)一步用于新品種選育。