早熟高糖甘蔗育種實踐與體會

李祖瑩，劉 毅，王崢嶸

（1.江西省贛州市農(nóng)科所，贛州 341000；2.江西省甘蔗研究所/贛州市煙科所，贛州 341000；3.贛州農(nóng)校，贛州 341100）

高糖育種已成為當(dāng)今世界甘蔗育種的主要目標(biāo)，而早熟高糖育種則是我國霜凍蔗區(qū)甘蔗育種的努力方向。眾所周知，早熟高糖豐產(chǎn)良種有利提早開榨，避過霜凍，提高工農(nóng)經(jīng)濟(jì)效益，選育推廣早熟高糖耐寒新品種能極大地促進(jìn)我國霜凍蔗區(qū)蔗糖業(yè)的競爭力。幾十年來我們一直致力于早熟高糖良種的選育研究，筆者將早熟高糖育種工作加以總結(jié)，提出一些看法與同行們商榷。

1 江西省早熟高糖品種選育工作的回顧

1.1 早熟高糖甘蔗新品種選育成就

江西省種植甘蔗歷史悠久，是南方九?。▍^(qū)）甘蔗主產(chǎn)區(qū)之一。江西蔗區(qū)具有春雨、夏熱、秋涼之氣候特點，因此在甘蔗育種中我們歷來都偏重于早熟高糖耐寒新良種的選育。這樣才有利提早開榨，相對延長榨季，降低霜凍為害，提升甘蔗糖業(yè)的競爭力。自開展雜交育種以來，江西省通過鑒定的甘蔗新良種就有贛蔗1～18號和贛糖1～2號等20個之多，其中贛蔗1、8、14、15、16、17、18號、贛糖1號屬早熟高糖良種，這些品種不僅早熟、高糖、豐產(chǎn)，而且抗寒性強(qiáng)，宿根性好，有力地促進(jìn)了江西省甘蔗糖業(yè)的發(fā)展。同時贛蔗1、8、14、15號、贛糖1號還被粵北、桂北、閩西、湖南、浙江和湖北甘蔗區(qū)大面積推廣應(yīng)用，使這些蔗區(qū)“大霜不減產(chǎn)、小霜仍增產(chǎn)”提高了糖業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，為兄弟省的蔗糖事業(yè)添增了光彩。近年來，我們又選育出贛南02/70、贛南01/129、贛南 02/302、贛南 03/298、贛南 03/501、贛南 03/364、贛南 99/591、和贛南 03/429、贛南 03/372 等早熟高糖新品種（系）。贛南99/591和贛南03/364、贛南03/372、贛南02/70、贛南02/302已經(jīng)通過了省級區(qū)試，早熟、高糖、性狀表現(xiàn)突出，近期能通過省級鑒定。贛南95/108（贛蔗18號）在全國區(qū)試中的蔗糖分居所有參試良種之榜首，是一個綜合性狀優(yōu)良的新良種，其糖分接近世界最高糖分水平——澳大利亞良種的糖分水平。贛南02/70、贛南02/302、贛南03/364、贛南03/372、贛南03/429等幾個品種在品比和省級區(qū)試上表現(xiàn)比贛蔗18號顯著增糖、早熟、豐產(chǎn)性狀好。這些品種的育成推廣將使江西省的早熟高糖甘蔗育種更上一個新臺階。

1.2 早熟高糖育種的主要技術(shù)措施

1.2.1 育種目標(biāo)明確 根據(jù)江西省蔗區(qū)平均氣溫相對較低，霜凍較為嚴(yán)重，甘蔗生長期較短的實際情況，確定以選育早熟、高糖、前期生長快、耐寒性強(qiáng)、宿根性好的中大莖高產(chǎn)品種為主要育種目標(biāo)。

1.2.2 正確選配親本和組合 選配親本是甘蔗育種中最重要的工作之一，是育種成敗的關(guān)鍵所在。20世紀(jì)80年代初期以前，我們一般選用當(dāng)?shù)厣L的優(yōu)良品種作親本，針對其尚存缺點，選擇一個能改進(jìn)其缺點，而且優(yōu)良性狀較多的親本進(jìn)行組配，且認(rèn)為以野生種F2～F4代優(yōu)良品種或材料作為親本之一，重點選用印度種血緣。1964年選用引進(jìn)良種Nco310與崖城59/844、崖城62/70雜交育成早熟高糖良種贛蔗1、8號，于1975～1976年又以贛蔗8號、贛蔗1號分別與川蔗2號雜交，育成贛蔗14號和贛蔗15號等早熟高糖耐寒良種。在以往的甘蔗育種實踐中，我們較重視選用含糖分高的栽培品種為供體來改良甘蔗的含糖量，結(jié)果育成的品種其含糖量有一定改良提高，但是產(chǎn)量不高。90年代后，我們把親本選用策略作調(diào)整，開始重視選用高糖與野生血緣低的無性系來配制雜交組合，以選育含糖分高、豐產(chǎn)性與適應(yīng)性好的品種。重視拓寬甘蔗育種遺傳基礎(chǔ)，選用最近引進(jìn)的CP、Roc、CO品種作親本與新育成的崖城割手密后代或我省優(yōu)良品種贛蔗14號等進(jìn)行配組雜交。早熟高糖育種實踐證明新引進(jìn)CP、Roc品種作親本的高糖性狀遺傳力較大，對雜種后代遺傳變異貢獻(xiàn)明顯，贛南 91/3（CP57/614×崖城 82/96），贛南 92/615（CP72/1210×崖 71/374），贛南 95/108（Roc1×崖城71/374），贛南 99/71（贛 14 號×崖 84/153），贛南 95/364（Roc10×贛 14 號），贛南 00/8（CP57/614×崖 84/125），贛南00/378（贛75/65×CP57/614+湛82/339）等品種的育成說明了這一情況。

1.2.3 準(zhǔn)確的選擇方法 甘蔗育種親本為高度雜合的多倍體成非整倍體，多為甘蔗屬的幾個種的雜種后代，雜交后代分離十分廣泛。因此，在正確的親本組配后，準(zhǔn)確的選擇方法對甘蔗雜交育種顯得十分重要。多年來我們非常重視建立與含糖量相關(guān)的田間性狀和與含糖量直接有關(guān)的糖分性狀的選擇指標(biāo)。主要是按雜交組合分類研究，從雜交F1代入手采用科學(xué)的統(tǒng)計方法，確定各類雜交組合后代（如株高、莖徑、有效莖）和糖分性狀（如錘度、蔗糖分）與高糖選育的在早熟高糖中的選擇強(qiáng)度。借助與糖分性狀有密切遺傳相關(guān)的性狀進(jìn)行選擇。我省甘蔗育種實踐證明，在江西要選育早熟高糖基因型品種，必須在10月下旬對雜交后代進(jìn)行第一次錘度選擇，效果較好。并借助于與糖分性狀遺傳有密切相關(guān)的株高有效莖性狀進(jìn)行間接的高糖選擇評價。對于抗寒性一般在重霜來臨后對其評價選擇效果較好。

2 早熟高糖甘蔗育種體會

2.1 應(yīng)重視高糖親本的搜集研究利用

在以往的早熟甘蔗育種實踐中，普遍選用含糖分高的栽培品種為親本用來改良甘蔗的含糖量，結(jié)果育成的品種其糖分雖有一定的改良，但是蔗莖產(chǎn)量卻不高。從多年的甘蔗育種實踐體會到，今后應(yīng)重視選用近期引進(jìn)的高糖栽培品種（如美國、印度和臺灣品種）與野生血緣低代無性系來配制雜交組合，利用野生血緣來強(qiáng)化栽培品種，使雙親優(yōu)良性狀在雜交后代中得到互補(bǔ)，試圖篩選早熟、高糖、豐產(chǎn)、適應(yīng)性好、抗逆性強(qiáng)的優(yōu)良品種。利用外引品種拓寬我國甘蔗育種遺傳基礎(chǔ)，能有效提高育種效率。90年代以來，我們利用CP、CO、Roc等系列品種為親本，育成了一些適應(yīng)華中蔗區(qū)的早熟高糖品種，如贛南91/2、贛南海1/3、贛南89/131、贛南95/364等等。多年來的實踐表明，優(yōu)良的高糖親本材料有：CP57/614、CP67/412、CP72/1210、CP28/11、CP65/357、CP74/383、CP84/1198、崖 82/96、崖 54/47、崖 64/389、崖霸 1/374、崖 73/226、崖 84/125、崖 84/153、贛南75/65、贛南79/216、Roc1、Roc10、Roc11、Co1001等品種，并且這些品種易將其高糖基因傳遞給后代，是十分理想的早熟高糖親本材料，可作為今后早熟高糖良種的親本材料繼續(xù)利用。近15年來，我們已利用的早熟高糖綜合性狀較好的組合為：CP72/1210×崖 71/374、CP67/412×崖 71/374、CP57/614×贛 75/65、CP57/614×崖 64/389、CP57/614×崖 84/125、CP57/614×Roc11、贛 75/65×CP72/1210、贛 75/65×CP57/614、贛 75/65×崖 62/70、贛75/65×Roc11、Roc1×崖 71/374、粵 83/257×Roc11、粵 83/257×贛 75/65、Roc1×崖 84/125、桂 69/435×CP84/1198等多個組合的實生苗在10月下旬就有田間錘度達(dá)23Bx以上的單株。利用高糖親本配制組合，就能利用基因的累加作用，后代性狀較突出，變異更廣泛，可提高后代群體的糖分水平。今后應(yīng)擴(kuò)大這些組合的實生苗群體，選育目標(biāo)品種。

近年來，我國大陸甘蔗育種者普遍重視選用引進(jìn)的國外CP品種和臺灣品種作為親本選配組合，以拓寬雜種后代的遺傳基礎(chǔ)。引進(jìn)品種用作母本性狀遺傳較大，效果較好，對雜種后代的遺傳變異的貢獻(xiàn)明顯。今后應(yīng)繼續(xù)加大新CP、Roc高糖品種的搜集力度，利用它們來選配更多的試驗性組合，研究其配合力，從中鑒別能產(chǎn)生優(yōu)良基因型的生產(chǎn)性組合，這是今后早熟高糖育種的一項重要工作，能為今后早熟高糖雜交組合選配提供科學(xué)依據(jù)。

由于新CP種高糖潛力大，而在我國的產(chǎn)量表現(xiàn)不佳，因此在早熟高糖育種時，今后可選用在大莖豐產(chǎn)的栽培品種與之雜交，利用性狀互補(bǔ)作用，育出早熟高糖而且高產(chǎn)的新品種。不過在現(xiàn)有的條件下，盡可能選用優(yōu)良性狀多且配合力好的新引進(jìn)高糖親本與自育抗性親本，特別是我國崖城系列自育抗親本配制組合，通過雙親性狀聚合，培育出綜合性狀好的早熟高糖品種。

2.2 注意早熟高糖育種雜交后代的選擇策略

合理選配親本是獲得理想性狀重組的前提，制訂因地制宜的選擇策略，才是育種者高明技能的體現(xiàn)。經(jīng)過20年來的育種實踐，筆者認(rèn)為今后早熟高糖育種的選擇策略應(yīng)該為：

2.2.1 早期世代以錘度為重點選擇性狀 甘蔗高糖育種的早期選擇階段，錘度是衡量甘蔗基因型汁液質(zhì)量（糖分）的最重要的性狀。錘度的變異主要受基因的遺傳效應(yīng)控制，受圃系影響相對較小，因此甘蔗雜交育種的低級圃（雜種圃、選種圃）應(yīng)重點從錘度性狀篩選優(yōu)良高糖株系，并以錘度高低判斷雜交組合的優(yōu)劣。

2.2.2 早熟性狀選擇確認(rèn)時期宜在11月中旬前 早熟高糖甘蔗育種實踐證明，在江西10月下旬至11月上旬篩選的高糖并趨于成熟（未完全成熟）的品種，在各蔗區(qū)種植均表現(xiàn)為早熟。因此在江西糖分性狀的選擇時間一般于10月下旬開始進(jìn)行第一次田間錘度和糖分化驗，并以此調(diào)查結(jié)果來確定雜種后代的早熟性狀。產(chǎn)量性狀可在11、12月份決選時加以確認(rèn)，更準(zhǔn)確的應(yīng)在高級別的圃系中?？购砸话阌?2月以后重霜對后代影響程度來判定。多年研究表明10月下旬田間錘度高的雜種后代其無性系一般都是早熟高糖品（系）。

2.2.3 宿根性狀的選擇 實踐證明：宿根甘蔗具有省種、省工、早熟等優(yōu)點，是甘蔗育種中最重要的目標(biāo)之一。在選用宿根配合力強(qiáng)的親本的基礎(chǔ)上，開展宿根蔗性狀選擇。對于宿根性狀的選擇時期，一般以第二年選種圃的品系發(fā)株情況而確定。在江西選種圃中表現(xiàn)宿根好的品系一般是宿根性強(qiáng)的品種。

2.2.4 關(guān)注相關(guān)性狀間接選擇效應(yīng) 甘蔗F1代群體龐大，變異復(fù)雜，分離廣泛，要對高糖基因型進(jìn)行直接選擇，概率只有幾十萬分之一。然而由于基因的多效性和連鎖性，使得許多性狀存在不同程度相關(guān)，因此，在選種時應(yīng)注意密切遺傳相關(guān)性狀的選擇。在育種實踐中，株高與錘度一般是正相關(guān)，莖徑與錘度相關(guān)不強(qiáng)。因此選種時要特別留心叢莖數(shù)稍多、植株較高，叢重較重的高糖個體的選擇，可育成高產(chǎn)高糖新品種。不然入選的高糖單系可能產(chǎn)量低、分蘗差、植株矮小，不能達(dá)到高糖高產(chǎn)的目的。今后要以田間錘度和株高為選擇重點對實生苗群體進(jìn)行高糖育種個體篩選的間接選擇，并適當(dāng)加強(qiáng)有效莖數(shù)的選擇，協(xié)調(diào)好錘度、莖數(shù)、莖徑、株高的關(guān)系，有利于選育出早熟高糖高產(chǎn)品種。

2.3 加強(qiáng)甘蔗抗病性篩選

我國大陸在“八五”以前，對甘蔗抗病育種不夠重視，我省在這方面的研究工作開展得更少。今后應(yīng)與有關(guān)單位協(xié)作，加強(qiáng)甘蔗抗病性篩選工作。

3 今后早熟高糖親本創(chuàng)新基礎(chǔ)育種探討

3.1 加強(qiáng)早熟、高糖親本創(chuàng)新基礎(chǔ)育種

世界甘蔗品種親本70%～80%來自POJ2878，由于親緣關(guān)系過近，致使品種抗病性、抗逆性減弱，宿根性和適應(yīng)性變差，從而限制了其生產(chǎn)力。我國自育成近百個甘蔗品種，其親本絕大多數(shù)是POJ2878之后，也是野生種的雜種第6、7代，親緣關(guān)系近、野生血緣含量低，因此導(dǎo)致育成品種生活力、適應(yīng)性、抗逆性、宿根性普遍下降，這是我國甘蔗育種沒有能突破的瓶頸。所以加強(qiáng)基礎(chǔ)育種，增加血緣含量，拓寬遺傳基礎(chǔ)，重點是以CP、Roc、CO新良種作種質(zhì)與我國的資源種雜交，搞好優(yōu)異材料創(chuàng)新的基礎(chǔ)育種研究，從中選配出優(yōu)良親本，與我國栽培品種雜交，選育出突破性品種。并建議設(shè)立全國統(tǒng)一的種質(zhì)創(chuàng)新研究組織機(jī)構(gòu)，開展種質(zhì)創(chuàng)新工作。

3.2 早熟高糖與抗寒性的并重選擇

寒害是甘蔗的主要自然災(zāi)害之一，我國除海南省和臺灣省兩蔗區(qū)外，其他蔗區(qū)均有不同程度的寒害，尤其是華中蔗區(qū)（包括江西、四川、浙江、湖南、粵北、桂北等）受害更為頻繁和嚴(yán)重，在這些蔗區(qū)生長后期的低溫霜凍不僅使原料蔗變質(zhì)、糖分下降，而且還影響翌年的宿根。嚴(yán)重制約了華中蔗區(qū)甘蔗糖業(yè)的發(fā)展，因此在注重早熟高糖性狀的選擇時也應(yīng)重視入選后代的抗寒性選擇，做到“早熟高糖”與抗寒性并重選擇，這在我國甘蔗育種上具有很重要的理論與實踐意義。

3.3 加強(qiáng)早熟高糖區(qū)域協(xié)作

江西甘蔗育種有它獨特的區(qū)域優(yōu)勢，有利于選育出較適宜全國種植的早熟良種，但是近年來江西糖業(yè)不振，使江西甘蔗所育成的一些早熟苗頭品系不能進(jìn)入我國霜凍蔗區(qū)試驗，不得不在我們的手中夭折。今后應(yīng)加強(qiáng)與廣西、云南等省區(qū)協(xié)作。

[1]陳如凱，等.現(xiàn)代甘蔗育種的理論與實踐[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2003.

[2]李奇?zhèn)?，陳子云，梁?現(xiàn)代甘蔗改良技術(shù)[M].廣東：廣州：華南理工大學(xué)出版社，2000.

[3]劉毅.“十五”以來江西甘蔗育種成就及親本組合研究[J].廣西蔗糖，2008（3）：3－9.