克新1 號(hào)馬鈴薯的選育與應(yīng)用進(jìn)展

牛若超 魏立檣 孫繼英 孔德崴 汝甲榮 馬子竣 王懷鵬 史喬丹

（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院克山分院/農(nóng)業(yè)部馬鈴薯生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，齊齊哈爾 161005）

馬鈴薯（Solanum tuberosum）為茄科茄屬一年生草本植物[1]，原產(chǎn)于南美洲安第斯高山區(qū)，栽培歷史距今已超過(guò)7000 年[2]。16 世紀(jì)傳入歐洲，明朝萬(wàn)歷年間傳入我國(guó)[3]。由于馬鈴薯具有適應(yīng)性強(qiáng)、產(chǎn)量高、營(yíng)養(yǎng)豐富等特點(diǎn)，是一種宜菜、宜飼、宜作工業(yè)原料等具有多種用途的作物[4]，也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中加工產(chǎn)品最豐富的原料作物。

我國(guó)目前是世界上最大的馬鈴薯生產(chǎn)國(guó)[5]，常年種植面積470 萬(wàn)hm2左右，總產(chǎn)量9500 萬(wàn)t 左右[6]。與世界上先進(jìn)國(guó)家相比，我國(guó)的馬鈴薯單產(chǎn)還不是很高，主要原因是適合我國(guó)氣候和栽培方式的優(yōu)良品種較少[7]。我國(guó)從20 世紀(jì)30 年代后期開(kāi)始馬鈴薯品種改良與創(chuàng)新工作，經(jīng)歷了引種鑒定、實(shí)生種育種、芽變育種到雜交育種的過(guò)程。隨著生物技術(shù)的發(fā)展和成熟，更多的技術(shù)手段被應(yīng)用到馬鈴薯的育種工作中，包括分子標(biāo)記輔助育種、細(xì)胞工程育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)育種等，使馬鈴薯單產(chǎn)不斷提高[8]。截至目前，我國(guó)共完成登記了克新系列、中薯系列、青薯系列品種及其他品種共320 余個(gè)[9-11]。其中馬鈴薯品種克新1 號(hào)作為我國(guó)自主育成的重要馬鈴薯品種，連續(xù)多年在全國(guó)推廣面積位居前列[12]。

1 選育背景及過(guò)程

20 世紀(jì)50、60 年代，我國(guó)的馬鈴薯栽培品種很少，東北地區(qū)栽培的馬鈴薯品種更少，僅有過(guò)去引入的男爵及當(dāng)?shù)卣狙怼⒙橥炼购涂松郊t等品種，黑龍江省馬鈴薯播種面積僅為6.67 萬(wàn)hm2左右。生產(chǎn)上種植的品種產(chǎn)量低，不抗晚疫病及環(huán)腐病且退化嚴(yán)重。常年每667m2產(chǎn)量?jī)H為400～500kg，如果遇到晚疫病大發(fā)生年份，產(chǎn)量?jī)H為150～200kg。品種的匱乏和退化嚴(yán)重阻礙了當(dāng)時(shí)馬鈴薯生產(chǎn)的發(fā)展。針對(duì)馬鈴薯生產(chǎn)上存在的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，原黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院馬鈴薯研究所在中央農(nóng)業(yè)部和東北農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所領(lǐng)導(dǎo)下，從前蘇聯(lián)、波蘭和德意志民主共和國(guó)等國(guó)家引進(jìn)了一批馬鈴薯品種，其中表現(xiàn)較好的有從波蘭引進(jìn)的Epoka、Ewerest 和Mira 等品種。這些品種經(jīng)引種鑒定和試種，產(chǎn)量顯著高于男爵品種，在生產(chǎn)上有一定種植面積，但是這些品種還存在著食味不良、薯型不好、退化嚴(yán)重、對(duì)晚疫病和環(huán)腐病抗性較低、耐儲(chǔ)性差等缺點(diǎn)。

為了選育適于東北地區(qū)生產(chǎn)栽培的、退化輕、抗晚疫病和環(huán)腐病、高產(chǎn)質(zhì)佳的馬鈴薯品種，原黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院馬鈴薯研究所于1958 年以374-128（火瑪×B355-44）為母本、Epoka（波蘭1 號(hào)）為父本配制雜交組合，并獲得實(shí)生種；1959 年對(duì)實(shí)生種進(jìn)行實(shí)生苗培育，從中選擇出克交5922-55 單株；1960 年進(jìn)行無(wú)性系選種（代號(hào)克交5922-55）；1961 年進(jìn)入品系鑒定試驗(yàn)；1963-1965 年所內(nèi)保留試驗(yàn)和群選群育結(jié)合進(jìn)行；1966-1967 年參加全省區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)；1967 年末經(jīng)嫩江地區(qū)品種審查委員會(huì)審議通過(guò)，由黑龍江省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)確認(rèn)推廣，命名為克新1 號(hào)。1968-1980 年克新1 號(hào)馬鈴薯在省內(nèi)外迅速推廣種植；1981-1982年參加了全國(guó)馬鈴薯品種區(qū)域試驗(yàn)；1983 年參加了由黑龍江省種子公司組織的中美馬鈴薯食用品種聯(lián)合比較試驗(yàn)；1984 年春由國(guó)家農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定為國(guó)家級(jí)推廣品種。

2 主要農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量特點(diǎn)

克新1 號(hào)馬鈴薯株型直立，分枝多，繁茂性強(qiáng)，株高70cm 左右。地上莖色綠，色素分布集中一面；莖斷面三棱形，莖粗1.3cm 左右，莖翼明顯微波狀；莖節(jié)部粗細(xì)同莖粗，色澤較莖部色深。葉色綠，葉腋色澤紫，無(wú)異色；葉緣平展，復(fù)葉肥大，絨毛程度中等，小葉對(duì)生排列，小葉密集度中等；側(cè)小葉對(duì)數(shù)3.8，側(cè)小葉柄上有小葉；頂小葉的形狀為仄形、莖部形狀為心形；第一、二組次生小葉為4 對(duì)，葉原指數(shù)0.675，葉柄指數(shù)0.288，托葉形狀為中間形。花序狀況中等，花序總梗綠色，長(zhǎng)度6.5cm 左右，花柄關(guān)節(jié)有色，關(guān)節(jié)上下節(jié)段比0.344，花序分枝處無(wú)色素；有小型葉，開(kāi)花繁茂性中等，易落蕾，花冠淺紫色；五星輪紋黃色，花冠尖端無(wú)色、基部有色，花冠大，有重瓣花；花藥顏色黃綠、形狀錐形；花粉量少，柱頭為頭狀形狀、綠色，花柱長(zhǎng)短中等；子房斷面無(wú)色，萼片淺綠色、長(zhǎng)葉形，花蕾有色、橢圓形。無(wú)天然結(jié)實(shí)性，漿果中等無(wú)種子；半光生芽基部圓形、紫色，頂部為尖狀、綠色。塊莖橢圓形，大而整齊，白皮白肉，表皮光滑，芽眼深度中等，商品率高，耐貯藏。生育期95d 左右，屬中熟品種。塊莖膨大快且早，結(jié)薯集中。

1960 年克交5922-55 在選種圃表現(xiàn)為比對(duì)照品種男爵增產(chǎn)139.6%，比參考對(duì)照品種Mira 增產(chǎn)22.2%，不退化，晚疫病輕。1961 年克交5922-55 在品系鑒定圃表現(xiàn)為比對(duì)照品種男爵增產(chǎn)55.3%，優(yōu)于同組合的其他品系。1966-1967 年克交5922-55參加全省馬鈴薯品種區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)，通過(guò)2點(diǎn)次試驗(yàn)，每667m2平均產(chǎn)量1648.38kg，較對(duì)照品種男爵增產(chǎn)51.65%，表現(xiàn)為產(chǎn)量穩(wěn)定、增產(chǎn)顯著、抗病毒病，塊莖大、整齊、商品薯比率高。1981-1982年克新1 號(hào)馬鈴薯參加全國(guó)馬鈴薯品種區(qū)域試驗(yàn)，2年7 個(gè)點(diǎn)次的試驗(yàn)結(jié)果表明，克新1 號(hào)馬鈴薯產(chǎn)量居第1 位，每667m2平均產(chǎn)量1605.5kg，比另外2 個(gè)參試品種呼薯三號(hào)和754 增產(chǎn)顯著。1983 年克新1號(hào)馬鈴薯參加中美馬鈴薯食用品種聯(lián)合比較試驗(yàn)，比美國(guó)大面積栽培的品種布爾班克增產(chǎn)顯著，增產(chǎn)幅度達(dá)34.63%。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，克新1 號(hào)馬鈴薯自1967 年推廣以來(lái)，在黑龍江、山東、河北、陜西等省創(chuàng)造了許多小面積高產(chǎn)典型：1972 年在黑龍江省哈爾濱市王崗公社永豐大隊(duì)種植8.4hm2，每667m2平均產(chǎn)量2233.5kg，比當(dāng)?shù)仄贩N波蘭二號(hào)增產(chǎn)40%；1983 年在山東省滕縣龍陽(yáng)公社史村果園種植0.62hm2，平均產(chǎn)量達(dá)2855kg。

3 推廣應(yīng)用情況

根據(jù)檔案資料和全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，自1967 年至2019 年的50 多年，克新1號(hào)馬鈴薯全國(guó)累計(jì)種植面積達(dá)1600 萬(wàn)hm2以上，應(yīng)用范圍遍布全國(guó)22 個(gè)省、自治區(qū)和直轄市。北起53°N 的黑龍江省漠河縣、南達(dá)23°N 的廣東省廣州市、西抵秦嶺腳下的西安市、東至海濱之城的上海市，南北跨越了30 個(gè)緯度、東西跨越了4 個(gè)經(jīng)度。在全國(guó)北方一作區(qū)、中原二作區(qū)、南方二作區(qū)及西南方一、二季混作生態(tài)區(qū)域內(nèi)均有克新1 號(hào)馬鈴薯的栽培種植，且都能獲得高額產(chǎn)量?？诵? 號(hào)馬鈴薯從育成至今，在全國(guó)推廣應(yīng)用了50 多年，在一些省區(qū)如內(nèi)蒙古、河北、山西、陜西等依然是主栽品種。

1982 年至2019 年的詳細(xì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明：37年間全國(guó)馬鈴薯種植面積9470.1 萬(wàn)hm2，其中克新1 號(hào)種植面積1352.7 萬(wàn)hm2，占全國(guó)種植面積的14.28%。37 年間內(nèi)蒙古自治區(qū)累計(jì)種植克新1 號(hào)馬鈴薯最多，面積達(dá)722.5 萬(wàn)hm2，其次為陜西省263.5 萬(wàn)hm2、山西省177.4 萬(wàn)hm2、河北省72.3萬(wàn)hm2。2008-2015 年全國(guó)種植克新1 號(hào)馬鈴薯面積連續(xù)8 年超過(guò)了66.7 萬(wàn)hm2，2012 年種植面積達(dá)到了84.8 萬(wàn)hm2。2005 年克新1 號(hào)種植面積占全國(guó)馬鈴薯種植面積的比例達(dá)到歷年最高，為21.8%，推廣到7 個(gè)?。ㄊ小^(qū)），種植面積達(dá)54.4hm2。2008年克新1 號(hào)在全國(guó)推廣范圍擴(kuò)大到14 個(gè)?。ㄊ小^(qū)），種植面積達(dá)75.8 萬(wàn)hm2。

4 體會(huì)與啟示

4.1 寬泛的遺傳基礎(chǔ)克新1 號(hào)母本來(lái)源于楊鴻祖先生從美國(guó)帶回來(lái)的馬鈴薯雜交種的中間材料374-128。374-128 是火瑪×B355-44 雜交種子中選出的一個(gè)品系，該品系具有早熟、抗病毒病、薯型好的特性?？诵? 號(hào)父本來(lái)源于從波蘭引進(jìn)的馬鈴薯品種Epoka（波蘭1 號(hào)）。Epoka 具有高產(chǎn)、抗病毒病和晚疫病、株叢繁茂、塊莖大的特性?？诵? 號(hào)馬鈴薯的雙親地緣遠(yuǎn)緣、遺傳基礎(chǔ)寬泛，有利于創(chuàng)造出顯著的雜交優(yōu)勢(shì)。

4.2 多年多點(diǎn)的試驗(yàn)在馬鈴薯傳統(tǒng)的雜交育種中，每份后代材料的獲得都很不容易，所以一個(gè)后代材料的取舍也就更加關(guān)鍵。在當(dāng)時(shí)的歷史條件下，主要是靠后代材料田間試驗(yàn)的表現(xiàn)和考種結(jié)果，在產(chǎn)量、抗病性、薯型以及品質(zhì)等方面通過(guò)綜合考量，決定是否進(jìn)入下一個(gè)育種環(huán)節(jié)。

克新1 號(hào)馬鈴薯品種的選育，更加體現(xiàn)了多年多點(diǎn)次異地鑒定的重要性。如果沒(méi)有當(dāng)時(shí)的群選群育，單是從所內(nèi)的田間試驗(yàn)表現(xiàn)來(lái)考量，難以認(rèn)知它的全部真實(shí)特性。通過(guò)把高級(jí)圃場(chǎng)材料廣泛地開(kāi)展多點(diǎn)次聯(lián)合試驗(yàn)、群選群育，育種者根據(jù)高級(jí)圃場(chǎng)材料在各種不同生態(tài)環(huán)境的表現(xiàn)，從而全面客觀地掌握試驗(yàn)材料的綜合性狀，為克新1 號(hào)馬鈴薯幸運(yùn)地選出以及在全國(guó)普及推廣都奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4.3 優(yōu)異的綜合表現(xiàn)克新1 號(hào)馬鈴薯產(chǎn)量高。不但在小面積上創(chuàng)造了許多高產(chǎn)典型，而且在大面積上也表現(xiàn)出顯著的增產(chǎn)優(yōu)勢(shì)。1982 年在黑龍江省訥河種植894.20hm2，每667m2平均產(chǎn)量1690.5kg，比其他田塊的當(dāng)?shù)仄贩N增產(chǎn)61%；1983 年在河北省圍場(chǎng)種植230.67hm2，平均產(chǎn)量1666.5kg，比當(dāng)?shù)仄贩N增產(chǎn)16.65kg。

克新1 號(hào)馬鈴薯品質(zhì)好。1981 年經(jīng)哈爾濱市食品工業(yè)研究所測(cè)定，塊莖粗蛋白3.21%、粗脂肪0.02%、淀粉12.69%、粗纖維1.21%、水分81.3%、VC 含量為17.52mg/100g（鮮薯）。

克新1 號(hào)馬鈴薯抗病性強(qiáng)。高抗馬鈴薯重型花葉?。≒VY）和卷葉?。≒LRV），對(duì)馬鈴薯奧古巴病毒（PVG）、馬鈴薯莖雜色病毒（PSnmV）、馬鈴薯雜斑病毒（AMV）都有抗病能力。對(duì)馬鈴薯輕型花葉病毒（PVX）也表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗病能力；感染PLRV后幼苗矮化枯死，從而使PLRV 不能在克新1 號(hào)馬鈴薯群體中累積和傳播；通過(guò)馬鈴薯紡錘塊莖類(lèi)病毒（PSTV）接種鑒定，克新1 號(hào)馬鈴薯對(duì)PSTV 的耐病性好，一般第4～5 年后才出現(xiàn)束頂矮化癥狀；高抗環(huán)腐病。

克新1 號(hào)馬鈴薯適應(yīng)性廣。該品種在全國(guó)22個(gè)?。ㄊ小^(qū)）的不同土壤類(lèi)型、不同氣候特點(diǎn)、不同栽培方式的生產(chǎn)條件下，都能夠獲得較高的產(chǎn)量，尤其是在西北比較貧瘠的土地上被廣泛應(yīng)用。克新1號(hào)馬鈴薯的廣泛適應(yīng)性以及較強(qiáng)的耐瘠薄性，與該品種的選育地點(diǎn)克山具有較強(qiáng)的地理氣候代表性密切相關(guān)。

由于克新1 號(hào)馬鈴薯在生產(chǎn)上的優(yōu)異表現(xiàn)，1987 年獲得了“國(guó)家發(fā)明二等獎(jiǎng)”，創(chuàng)造了克新系列馬鈴薯的歷史記錄，成為一代馬鈴薯品種的傳奇。在之后的馬鈴薯新品種選育中，圍繞克新1 號(hào)馬鈴薯品種的改良進(jìn)行了不少嘗試，但是由于克新1 號(hào)馬鈴薯具有無(wú)天然結(jié)實(shí)性、漿果中無(wú)種子等特性，很難利用傳統(tǒng)雜交育種手段被當(dāng)作親本進(jìn)一步加以利用。不過(guò)，隨著現(xiàn)代育種技術(shù)和手段的不斷進(jìn)步和提升，將來(lái)可以對(duì)克新1 號(hào)馬鈴薯或其雙親的優(yōu)異基因進(jìn)行深度挖掘，從而創(chuàng)制出更加優(yōu)異的馬鈴薯新品種。