新型紅麻綜合雜交品種紅綜3號的選育

郭曉彥，史鵬飛，張琳，潘茲亮*，張麗霞，喬利，聶良鵬，楊光，呂玉虎，凌敬偉

（1.信陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河南 信陽464000；2.信陽農(nóng)林學(xué)院，河南 信陽464000）

紅麻又稱“洋麻”，是錦葵科木槿屬一年生韌皮纖維作物［1]。紅麻是豫南種植的主要經(jīng)濟作物之一，目前栽培面積占全國紅麻面積的50%以上，其中以信陽地區(qū)面積最大［2]。紅麻對氣候和環(huán)境適應(yīng)性強，在輕鹽堿地和干濕地上均可生長，具有生長速度快（紅麻單位面積生物產(chǎn)量是森林的3～4倍，CO2同化能力是森林的4～5倍）、抗逆性強、適應(yīng)性廣等生物特性。在現(xiàn)代“低碳”社會，紅麻作為一種新型環(huán)保作物，近年來越來越受到國內(nèi)外的高度重視［3]。我國紅麻品種改良經(jīng)歷了引種試種、系統(tǒng)選育和雜交育種三個發(fā)展階段，育成了一批高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)抗病紅麻新品種，并在生產(chǎn)上大面積推廣應(yīng)用，使我國紅麻單產(chǎn)居國際領(lǐng)先水平［4-8]。因紅麻以收獲韌皮纖維或莖稈為栽培目的，雜種優(yōu)勢率高達(dá)35%～40%，紅麻雜種優(yōu)勢利用長期以來是國內(nèi)外紅麻育種的主攻目標(biāo)，但前人尚未選育出有利用價值的紅麻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系用于雜交種子生產(chǎn)。

2004年，廣西大學(xué)周瑞陽等選育出了世界上第一個紅麻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系（桂科鑒字〔2004〕第152號）；2007年，又選育出了福2A等7個紅麻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系（桂科鑒字〔2007〕第177號），并組配出了世界上第一個紅麻三系雜交種“紅優(yōu)1號”（國品鑒麻2007003）。2008年選育出了“紅優(yōu)2號”和“紅優(yōu)3號”，2014年選育出了“紅優(yōu)4號”（國品鑒麻2014007）。但紅麻三系雜交種一般只種植F1代，農(nóng)民需要每年購買雜交種子。

綜合雜交種是由多個自交系隔離授粉所形成的遺傳平衡群體，遺傳基礎(chǔ)廣泛，可多世代利用，農(nóng)民不需要每年購買雜交種子，但配制綜合雜交種需要一定的年限，一般應(yīng)用于玉米等異花授粉作物［9-11]，且不能利用雄性不育系配制綜合雜交種，因其后代會分離出雄性不育株，從而降低以收獲種子為生產(chǎn)目的的作物產(chǎn)量。

紅麻是蟲媒授粉的常異花授粉作物，迄今為止，尚未見關(guān)于選育紅麻綜合雜交種的報道。紅麻綜合雜交種的選育，既利用了紅麻雄性不育系的異花授粉特點以實現(xiàn)基因的交流、重組和遺傳平衡，同時又利用了紅麻不以收獲種子為生產(chǎn)目的的特點，分離出雄性不育株不但不會導(dǎo)致產(chǎn)量降低，反而有利于纖維產(chǎn)量的提高。紅綜系列品種就是根據(jù)廣西大學(xué)周瑞陽等發(fā)明專利中公開的方法選育而成的［12]。

紅綜3號是由信陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院采用3個細(xì)胞質(zhì)雄性不育系K03A、F3A和P3A與2個恢復(fù)系福紅992、R1構(gòu)建的遺傳平衡群體，并從中選擇綜75進(jìn)行培育，于2012年育成的新型紅麻綜合雜交種。該品種2015年通過河南省種子管理站組織的專家鑒定并定名，是河南省第一個可多年留種利用且具有自主知識產(chǎn)權(quán)的紅麻綜合雜交種。

1 親本來源和選育過程

1.1 親本來源

K03A/K03B:廣西大學(xué)周瑞陽等選育的細(xì)胞質(zhì)雄性不育系及其保持系，2004年通過鑒定（見:桂科鑒字〔2004〕第152號，發(fā)明專利ZL200510019454.4）。

福紅992:福建農(nóng)林大學(xué)選育，2007年7月通過全國麻類品種鑒定委員會鑒定，品種鑒定編號為國品鑒麻2007005。

R1:以中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所選育的中雜紅318為基礎(chǔ)群體，由發(fā)明人經(jīng)6代系統(tǒng)選育而成，表現(xiàn)為紅莖。

F3A/F3B:又名福紅3號A/福紅3號B，廣西大學(xué)周瑞陽等選育的細(xì)胞質(zhì)雄性不育系及其保持系，2007年通過鑒定（見:桂科鑒字〔2007〕第177號，發(fā)明專利ZL 200510019454.4實施例4）。

P3A/P3B:又名粵豐1號A/粵豐1號B，廣西大學(xué)周瑞陽等選育的細(xì)胞質(zhì)雄性不育系及其保持系，2007年通過鑒定（見:桂科鑒字〔2007〕第177號，發(fā)明專利ZL 200510019454.4實施例3）。

1.2 選育過程

（1）2009年，以紅麻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系K03A為母本，以K03B為父本繁殖細(xì)胞質(zhì)雄性不育系K03A；以紅麻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系K03A為母本，以恢復(fù)系福紅992和R1為父本分別組配出紅麻雜交種K03A/福紅992和K03A/R1。又以K03A為母本，分別以K03A/福紅992和K03A/R1為父本，建立了2個各世代不育株與可育株之比為1∶1的永久分離群體:永久分離群體1（K03A//K03A/福紅992）和永久分離群體2（K03A//K03A/R1）。

（2）同年用同樣的方法，以紅麻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系F3A為母本，以F3B為父本繁殖細(xì)胞質(zhì)雄性不育系F3A，以福紅992和R1為父本，建立了2個各世代不育株與可育株之比為1∶1的永久分離群體:永久分離群體3（F3A//F3A/福紅992）和永久分離群體4（F3A//F3A/R1）。

（3）同年用同樣的方法，以紅麻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系P3A為母本，以P3B為父本繁殖P3A，以福紅992和R1為父本，建立了2個各世代不育株與可育株之比為1∶1的永久分離群體:永久分離群體 5（P3A//P3A/福紅 992）和永久分離群體 6（P3A//P3A/R1）。

（4）2010年，從上述6個永久分離群體中各取200 g種子等量混合種植于隔離區(qū)內(nèi)自由授粉，按照紅莖和綠莖選擇雄性不育單株各120個，得到2個基礎(chǔ)群體，其后代會永久出現(xiàn)不育株與可育株1∶1分離。

（5）2011年，上述2個基礎(chǔ)群體中單株的種子種成株系（株行），鑒定各株系的莖色和葉型性狀是否分離，每個基礎(chǔ)群體中沒有分離的株系合并成一個系統(tǒng)群，分別種植于隔離區(qū)內(nèi)，經(jīng)過2代自由授粉和去雜去劣，初步選育出了20個符合育種目標(biāo)的遺傳平衡群體。

（6）2012年，將上述20個符合育種目標(biāo)的遺傳平衡群體進(jìn)行比較試驗，鑒定其產(chǎn)量、品質(zhì)與抗性水平，從中選育出有較高產(chǎn)量水平的綜75（即后來命名的紅綜3號）。

（7）2013～2015年在河南信陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院進(jìn)行連續(xù)2年的區(qū)域試驗和1年生產(chǎn)試驗。2015年通過河南省種子管理站組織的專家鑒定，品種名稱為紅綜3號，登記編號為豫品鑒2015002，其選育系譜圖如下:

圖1 紅麻綜合雜交品種紅綜3號的選育系譜Fig.1 Breed pedigree of kenaf comprehensive hybrid Hongzong No.3

2 株系和品系比較試驗

2.1 株系比較

2011年采用間比法進(jìn)行株系比較試驗，77個組合（株系）（編號為1～77），以福紅992為對照，每5個組合設(shè)1個對照，參考王寶山等［13]的方法，使用相鄰兩個對照的平均值為參照與該2個對照之間的株系進(jìn)行產(chǎn)量差異比較，試驗未設(shè)置重復(fù)。結(jié)果表明:參試的77個組合中，有49個組合的干皮產(chǎn)量均高于相鄰兩個對照的平均值，其中增產(chǎn)10%以上的組合有20個，分別是組合8、10、16、21、28、29、36、41、50、52、64、69、70、71、72、73、74、75、76和 77。其中組合 75干皮產(chǎn)量最高，達(dá)到7480 kg/hm2，比對照福紅992增產(chǎn)31.7%，增產(chǎn)顯著。

表1 2011年株系比較試驗結(jié)果Table1 Lines comparison test results in 2011

續(xù)表1

2.2 品系比較

2012年采用間比法進(jìn)行品系比較試驗，20個組合（品系），以福紅992為對照，每4個組合設(shè)1個對照，試驗未設(shè)置重復(fù)，參考王寶山等［13]的方法，使用相鄰兩個對照的平均值為參照與該2個對照之間的株系進(jìn)行產(chǎn)量差異比較。結(jié)果表明:綜75干皮產(chǎn)量最高，達(dá)到7102.2 kg/hm2，比對照福紅992增產(chǎn)16.4%，增產(chǎn)顯著。

表2 2012年品系比較試驗結(jié)果Table 2 Strains comparison test results in 2012

3 區(qū)域試驗及生產(chǎn)試驗

3.1 區(qū)域試驗

2013～2014年進(jìn)行區(qū)域試驗，共7個品種（福紅992、紅綜1號、紅綜2號、紅綜3號、福航優(yōu)1號、中紅麻10號及對照品種福紅952），設(shè)5個試驗點（信陽、固始、息縣、羅山、潢川），均采用隨機區(qū)組試驗設(shè)計，設(shè)3次重復(fù)，采用壟作栽培，小區(qū)面積13.3 m2，壟面寬0.8 m，壟溝寬0.5 m，壟長5 m，每小區(qū)種植2壟，每壟種植2行，行間距0.5 m。測產(chǎn)結(jié)果表明，紅綜3號2013年平均干皮產(chǎn)量8006.4 kg/hm2，比對照福紅952增產(chǎn)17.5%，居第2位，差異達(dá)到顯著水平（p＜0.05）；2014年紅綜3號平均干皮產(chǎn)量7811.3 kg/hm2，比對照福紅952增產(chǎn)20.0%，居第1位，差異達(dá)到顯著水平（p＜0.05）。從播種到收獲約150 d左右，紅綜3號植株田間生長勢好，群體整齊度高，株高420.3～473.7 cm，莖粗1.54～1.85 cm，皮厚1.34～1.47 mm。立枯病發(fā)病率5.3%～9.7%，病情指數(shù)為3.1；炭疽發(fā)病率2.1%～5.1%，病情指數(shù)為1.7～3.7；根結(jié)線蟲病發(fā)病率2.6%～6.1%，病情指數(shù)為1.9～4.5，高抗立枯病、炭疽病和根結(jié)線蟲病。

表3 2013～2014年河南省紅綜3號區(qū)域試驗結(jié)果Table 3 Regional test results of Hongzong No.3 in Henan province in 2013～2014

3.2 生產(chǎn)試驗

2015年參加生產(chǎn)試驗，共7個品種（福紅992、紅綜1號、紅綜2號、紅綜3號、福航優(yōu)1號、中紅麻10號及對照品種福紅952），5個試驗點（信陽、固始、息縣、羅山、潢川），均采用隨機區(qū)組試驗設(shè)計，2次重復(fù)，采用壟作栽培，小區(qū)面積30 m2，壟面寬0.8 m，壟溝寬0.5 m，壟長5 m，每小區(qū)種植2壟，每壟種植2行，行間距0.5 m。測產(chǎn)結(jié)果表明，紅綜3號平均干皮產(chǎn)量8288.9 kg/hm2，比對照福紅952增產(chǎn)26.1%，居第1位，差異達(dá)到顯著水平（p＜0.05）。從播種到收獲約150 d，植株田間生長勢好，群體整齊度高，株高426.5 cm，莖粗1.83 cm，皮厚1.16 mm，單株鮮莖重445.3 g。紅綜3號平均單株干皮重44.9 g，平均單株纖維重27.3 g。該品種立枯病發(fā)病率6.7%，病情指數(shù)為2.1；炭疽發(fā)病率1.1%，病情指數(shù)為1.7；根結(jié)線蟲病發(fā)病率7.7%，病情指數(shù)為6.9，高抗立枯病、炭疽病和根結(jié)線蟲病。

表4 2015年河南省紅綜3號生產(chǎn)試驗結(jié)果Table 4 Production test results of Hongzong No.3 in Henan province in 2015

4 品種特點

紅綜3號營養(yǎng)生長期莖微紅，成熟期淺紅，裂葉；花冠黃色，花喉紅色；種子三角形，褐色。光周期敏感，晚熟型，全生育期200 d以上。該品種群體整齊，生長清秀，生長勢強；桿硬、上下粗細(xì)均勻。株高420～473 cm、莖粗1.54～1.85 cm、皮厚1.16～1.47 mm，干皮出麻率60.5%。

5 纖維品質(zhì)和抗性鑒定

纖維品質(zhì)和抗性委托福建農(nóng)林大學(xué)作物遺傳育種研究所進(jìn)行鑒定，結(jié)果表明，紅麻綜合雜交品種紅綜3號纖維支數(shù)252公支、纖維強力290 N，炭疽病發(fā)病株率1.8%、炭疽病爛頭株率0.9%，高抗紅麻炭疽病（0＜炭疽病發(fā)病率＜20.0為高抗［14]）。

6 栽培技術(shù)要點

6.1 播期

黃淮河麻區(qū)4月下旬至6月上旬播種。

6.2 播量及密度

春播播種量10.5 kg/hm2，定苗18～22.5萬株/公頃；夏播播種量13.5 kg/hm2，定苗 22.5～27萬株/公頃。

6.3 施肥及田間管理

施足基肥，輕施苗肥，早施、重施旺長肥，并增施磷、鉀肥。播種后應(yīng)適當(dāng)灌水以利全苗。苗期雨水過多，應(yīng)及時排水，苗高10 cm時，進(jìn)行第一次中耕除草，做到田間草凈土松；苗高60 cm時應(yīng)進(jìn)行一次清溝培土。臺風(fēng)來臨前不宜灌水，以防畦濕土軟，降低抗風(fēng)防倒能力。

6.4 及時收獲

工藝成熟期要及時收剝，一般在9月底至10月初及時收剝。

6.5 適宜地區(qū)

該品種適宜在淮河流域示范推廣。