甘蔗優(yōu)良親本云瑞05-292的培育與應(yīng)用

經(jīng)艷芬， 邊 芯， 張躍彬， 周清明， 桃聯(lián)安， 安汝?yáng)|， 董立華， 陳學(xué)寬，劉家勇， 郎榮斌， 俞華先， 張 鈺， 楊李和， 孫有芳， 田春艷

(1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所， 云南 開(kāi)遠(yuǎn) 661699； 2.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院， 昆明 650205)

原有種質(zhì)基礎(chǔ)上導(dǎo)入新種質(zhì)血緣，遺傳基礎(chǔ)得到拓展或利用有別于傳統(tǒng)親本體系的栽培原種(熱帶種、印度種、中國(guó)種)和野生種間雜交后代，可用于配制商業(yè)性雜交組合的親本材料、品系和品種[2]。推動(dòng)世界甘蔗育種百年進(jìn)程的POJ、Co親本系統(tǒng)的創(chuàng)立，始于爪哇、印度割手密與熱帶種的雜交及“高貴化”育種理論的應(yīng)用[3]。在長(zhǎng)期的作物育種實(shí)踐中，通常采用從品種表現(xiàn)反證其親本、組合優(yōu)劣[4]的定性評(píng)價(jià)與應(yīng)用生物統(tǒng)計(jì)、數(shù)量遺傳學(xué)原理的定量評(píng)價(jià)相結(jié)合的方法，開(kāi)展親本組合評(píng)價(jià)。近年來(lái)，對(duì)云瑞親本[5-8]、組合[9-12]、品系[13-17]優(yōu)劣評(píng)價(jià)進(jìn)行了大量的探索，找到了方便快捷的評(píng)價(jià)云瑞親本組合的有效方法。同異分析法不僅有較大的區(qū)分度，還有最高的準(zhǔn)確度，計(jì)算過(guò)程較簡(jiǎn)單，是一種較好的分析方法[18]。同異分析、模糊綜合評(píng)判對(duì)組合的區(qū)分度、準(zhǔn)確度均為最優(yōu)或優(yōu)，可作為甘蔗雜交組合評(píng)價(jià)優(yōu)先使用的方法，與常用的R軟件分析評(píng)價(jià)家系的方法共同構(gòu)成甘蔗雜交組合評(píng)價(jià)的技術(shù)方法體系[19]。本試驗(yàn)利用同異分析法、甘蔗育種常用的最佳線(xiàn)性列偏估計(jì)值評(píng)價(jià)家系的方法，對(duì)云瑞05-292參加的云南省甘蔗品種區(qū)域試驗(yàn)，以云瑞05-292選配組合參與的云南省分區(qū)育種試驗(yàn)等數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，以期揭示云瑞05-292作為品種、親本的應(yīng)用潛力。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

云瑞05-292作為品種的應(yīng)用價(jià)值評(píng)價(jià) 以云南省第十二輪區(qū)試結(jié)果為依據(jù)，參試材料：C 266-70(A 1)、Sp 80-3280(A 2)、Sp 81-3250(A 3)、德蔗06-24(A 4)、云農(nóng)04-14(A 5)、云瑞05-292(A 6)、云蔗05-194(A 7)、云蔗05-211(A 8)、云蔗06-160(A 9)、云蔗06-362(A 10)、ck1(ROC 22)、ck2(旱地桂11、水田ROC 10) 共12個(gè)，其中的云瑞05-292(A 6)、云蔗06-160(A 9)、云蔗06-362(A 10)均為瑞麗生產(chǎn)花穗培育品種(系)，云瑞05-292(親系：德蔗93-88×云瑞03-373)、云蔗06-160(親系：閩糖90-1002×云瑞99-113)從系譜上是云南蠻耗割手密血緣后代。

云瑞05-292作為親本的育種潛力評(píng)價(jià)：以最佳線(xiàn)性無(wú)偏估計(jì)值評(píng)價(jià)組合優(yōu)劣的家系評(píng)價(jià)，云南分區(qū)育種17型26個(gè)參試組合與代號(hào)見(jiàn)表7；以后代的田間表現(xiàn)反證親本優(yōu)劣的親本育種潛力評(píng)價(jià)，參試組合為云南分區(qū)育種15型61個(gè)組合(略)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

1.2.1品種應(yīng)用價(jià)值評(píng)價(jià)試驗(yàn)

云南省第十二輪區(qū)試為3個(gè)水田、5個(gè)旱地8個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)兩年新植一年宿根，3重復(fù)5行區(qū)的隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，小區(qū)面積38.5 m2。試驗(yàn)地田間管理同大田生產(chǎn)，每公頃施復(fù)合肥(N∶P2O5∶K2O=10∶9∶6)600 kg 作基肥，兩次培土各追施同樣比例的復(fù)合肥600 kg·hm-2，尿素300 kg·hm-2，適時(shí)進(jìn)行病、蟲(chóng)、草害防治。

1.2.2親本育種潛力評(píng)價(jià)家系試驗(yàn)

試驗(yàn)為3重復(fù)單行區(qū)的隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，行距1.1 m，株距0.2 m，小區(qū)面積6.6 m2，每小區(qū)種植實(shí)生苗30株，甘蔗成熟期(12月)，調(diào)查中間10叢每叢3株的農(nóng)藝性狀指標(biāo)，根據(jù)公式計(jì)算叢重、錘重等與育種目標(biāo)性狀密切相關(guān)的指標(biāo)，綜合評(píng)價(jià)親本、組合育種潛力。田間管理按常規(guī)。

1.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)收集與統(tǒng)計(jì)分析

1.3.1試驗(yàn)數(shù)據(jù)收集

出苗率、分蘗率、宿根出苗率、株高、莖徑、有效莖數(shù)、小區(qū)成活叢數(shù)、叢有效莖數(shù)、錘度，11月至翌年3月錘度，按以下公式計(jì)算：?jiǎn)吻o重(kg)=株高×莖徑2×0.785 4/1 000；產(chǎn)量(t·hm-2)=單莖重×有效莖數(shù)/1 000；含糖量(t·hm-2)=產(chǎn)量×蔗糖分/100；叢重(t)=單莖重×叢莖數(shù)/1 000；錘重(t)=叢重×錘度/100。

1.3.2參試品種(系)的同異分析

參照文獻(xiàn)[9]、文獻(xiàn)[10]、文獻(xiàn)[19]的方法進(jìn)行，具體略。

1.3.3組合主要性狀的遺傳分析

用Excel 2010軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，廣義遺傳力(h2)參照Aitken(2006)的方法，以R軟件進(jìn)行分析，家系廣義遺傳力：

2 結(jié) 果

2.1 云瑞05-292的創(chuàng)制

1980年利用云南蠻耗割手密、斑茅與品種雜交，獲得云南割手密、斑茅血緣F1代云瑞80-189、云瑞80-114，用其不斷回交不同時(shí)期的栽培品種創(chuàng)制BC1、BC2...，到2005年云瑞03-373與德蔗93-88雜交獲得云瑞05-292，在組合上是云南蠻耗割手密血緣BC6代、云南蠻耗斑茅BC5代，歷時(shí)25年。

2.2 云瑞05-292與云南引進(jìn)、自育品種(系)比較試驗(yàn)

2.2.1云南引進(jìn)、自育品種(系)主要性狀表現(xiàn)

在3個(gè)引進(jìn)種、7個(gè)云南本土自育品系，2個(gè)對(duì)照共12個(gè)品種系參加的云南省第十二輪區(qū)域試驗(yàn)中，A 9(親系：閩糖90-1002×云瑞99-113)和A 6為云瑞親本育成品系。從表1可見(jiàn)，含糖量超過(guò)雙對(duì)照的品種(系)由高到低依次為：A 9、A 2、A 10、A 3、A 6；產(chǎn)量超過(guò)雙對(duì)照的品種(系)由高到低依次為：A 9、A 2、A 10、A 3、A 1、A 6；蔗糖分超過(guò)雙對(duì)照的品種(系)由高到低依次為：A 4、A 7、A 8、A 6、A 2；有效莖數(shù)超過(guò)雙對(duì)照的品種(系)由高到低依次為：A 9、A 3、A 1、A 2、A 4、A 6；考察比較含糖量、產(chǎn)量、蔗糖分、有效莖數(shù)4個(gè)性狀表現(xiàn)均超過(guò)雙對(duì)照的品系為A 6、A 2，是參試品系中綜合表現(xiàn)最好的，3個(gè)性狀均超過(guò)雙對(duì)照的品種(系)為A 9、A 3綜合表現(xiàn)較好；可見(jiàn)，云瑞親本育成品系云瑞05-292(A 6)和云蔗06160(A 9)與引進(jìn)品種Sp 80-3280(A 2)和Sp 81-3250(A 3)相當(dāng)，優(yōu)于其他本次參試的云南引進(jìn)、自育品種(系)。

表1 云南自育、引進(jìn)品種(系)的主要性狀表現(xiàn)

2.2.2云南引進(jìn)、自育品種(系)同異分析

從表2可見(jiàn)，以甘蔗產(chǎn)量為目標(biāo)時(shí)，A 9、A 3、A 2、A 10、ck1、A 1、A 6聚為一類(lèi)，表現(xiàn)為優(yōu)；以蔗糖分為育種目標(biāo)時(shí)，A 2、A 3、A 10、A 9、ck1、A 6聚為一類(lèi)，表現(xiàn)為優(yōu)；以含糖量為育種目標(biāo)時(shí)，A 9、A 3、A 2、A 10、ck1、A 6、A 1聚為一類(lèi)，表現(xiàn)為優(yōu)；以有效莖數(shù)為育種目標(biāo)時(shí)，A 3、A 9、A 2、A 10、A 1聚為一類(lèi)，表現(xiàn)為優(yōu)，A 6、ck1、A 4、ck2、A 8聚為一類(lèi)，表現(xiàn)為良；除A 4、A 7外，引進(jìn)品種A 3、A 2、A 1，云南自育品系A(chǔ) 9、A 10、A 6、A 4，以產(chǎn)量、蔗糖分、含糖量、有效莖數(shù)為育種目標(biāo)時(shí)，均表現(xiàn)優(yōu)良。

表2 云南自育、引進(jìn)品種(系)同一度聚類(lèi)分析

2.3 云瑞親本的遺傳分析

2.3.1參試組合親本的方差分析結(jié)果

2017年布置了云南分區(qū)育種26個(gè)組合有性世代瑞麗點(diǎn)的核心試驗(yàn)，涉及母本17個(gè)，父本18個(gè)，4個(gè)云瑞親本參與組合選配，其中云瑞05-292作母本，云瑞99-601、云瑞10-299、云瑞10-463作父本(見(jiàn)表5、表6)。參試組合及其母本、父本叢莖數(shù)、株高、莖徑錘度、單莖重、叢重、錘重7個(gè)性狀的方差均達(dá)到顯著或者極顯著水平(見(jiàn)表3)。

表3 參試組合7個(gè)性狀的方差分析結(jié)果

2.3.2參試組合的主要性狀遺傳力

參試組合及母本、父本7個(gè)性狀平均遺傳力從高到低依次為株高(74.08%)>錘度(72.31%)>莖徑(72.11%)>單莖重(69.48%)>叢重(67.45%)>錘重(66.96%)>叢莖數(shù)(54.14%)，組合、母本和父本各性狀平均遺傳力從高到低依次為組合(80.78%)>母本(72.02%)>父本(51.42%)，見(jiàn)表4。

表4 母本、父本及組合7個(gè)主要性狀的遺傳力

2.3.3云瑞親本作母本的一般配合力

從表5可見(jiàn)，17個(gè)母本中的9個(gè)為引進(jìn)品種(系)，8個(gè)為中國(guó)大陸自育品種?？疾?個(gè)性狀全為正效應(yīng)的母本只有ROC 1；6個(gè)性狀為正效應(yīng)的母本有CP 94-1100、粵糖94-128；云瑞05-292是5個(gè)性狀為正效應(yīng)的4個(gè)母本中，唯一的自育品種(系)；云瑞05-292作母本時(shí)，叢莖數(shù)、株高為負(fù)效應(yīng)，其余5個(gè)性狀均為正效應(yīng)，莖徑、單莖重、錘度、叢重、錘重的效應(yīng)值依次列參試母本的第1、2、5、5、5位。如果以考察性狀效應(yīng)值為正的數(shù)量多少衡量母本的優(yōu)劣，則云瑞05-292是中國(guó)大陸自育8個(gè)參試品種(系)中僅次于粵糖94-128而優(yōu)于其他自育品種(系)的母本，也是僅次于ROC 1、CP 94-1100，而優(yōu)于或與其他引進(jìn)參試品種相當(dāng)?shù)哪副尽?/p>

表5 參試組合母本的一般配合力

2.3.4云瑞親本作父本的一般配合力

從表6可見(jiàn)，參試組合涉及18個(gè)父本，其中云瑞親本有云瑞99-601、云瑞10-299和云瑞10-463。7個(gè)考察指標(biāo)一般配合力全為正效應(yīng)的父本是桂糖96-211，一個(gè)指標(biāo)為負(fù)效應(yīng)的父本是云瑞99-601、桂糖00-122和云蔗05-51。云瑞99-601除莖徑外，錘重、叢重、叢莖數(shù)、株高、錘度、單莖重的一般配合力均為正效應(yīng)，依次列參試父本的第1、1、1、6、7、7位；云瑞10-299叢莖數(shù)、叢重、錘重、株高、單莖重的一般配合力均為正效應(yīng)，依次列參試父本的第2、3、4、5、8位；云瑞10-463錘度、叢重、錘重、莖徑的一般配合力均為正效應(yīng)，依次列參試父本的第6、7、8、9位。以父本一般配合力正效應(yīng)指標(biāo)數(shù)量及其在參試父本中的排名衡量親本的優(yōu)劣，則云瑞99-601、云瑞10-299和云瑞10-463作父本的一般配合力居參試父本的中上水平，可根據(jù)育種目標(biāo)要求作為高產(chǎn)、多莖和高糖育種的優(yōu)良父本利用。

表6 參試組合父本的一般配合力

2.3.5參試組合特殊配合力

從表7可見(jiàn)，26個(gè)參試組合中，考察性狀特殊配合力全為正效應(yīng)的組合是519、524，1個(gè)指標(biāo)為負(fù)效應(yīng)的組合是510、522、528、544、545，2個(gè)指標(biāo)為負(fù)效應(yīng)的組合是516、517、547、548，3個(gè)指標(biāo)為負(fù)效應(yīng)的組合是523、543。3個(gè)以下指標(biāo)為負(fù)效應(yīng)的組合13個(gè)，占參試組合總數(shù)的50%。云瑞親本選配4個(gè)組合543、544、545和547屬于上述組合。以云瑞99-601為父本選配的545號(hào)組合，除莖徑外，錘重、叢重、叢莖數(shù)、株高、單莖重、錘度的特殊配合力均為正效應(yīng)，依次列參試組合的第2、2、2、7、10、12位；以云瑞05-292為母本的544號(hào)組合，除株高外，莖徑、單莖重、錘度、錘重、叢重、叢莖數(shù)的特殊配合力均為正效應(yīng)，依次列參試組合的第1、4、5、6、6、10位；以云瑞10-299為父本選配的547號(hào)組合，除錘度、莖徑外，叢莖數(shù)、叢重、錘重、株高、單莖重的特殊配合力均為正效應(yīng)，依次列參試組合的第3、4、5、6、11位；以云瑞10-463為父本選配的543號(hào)組合，除叢莖數(shù)、株高、單莖重外，叢重、錘重、錘度和莖徑的特殊配合力均為正效應(yīng)，依次列參試組合的第8、9、11、12位。以云瑞親本選配的4個(gè)組合特殊配合力表現(xiàn)各不相同，相同的是543、644、545與蔗糖分、甘蔗產(chǎn)量、甘蔗含糖量密切相關(guān)的錘度、叢重、錘重的特殊配合力均為正效應(yīng)，可作為高產(chǎn)、高糖育種的重點(diǎn)組合利用，547可作為甘蔗育種的高產(chǎn)組合利用。

表7 2017型分區(qū)育種核心試驗(yàn)參試組合特殊配合力

2.4 云南分區(qū)育種2015型參試組合綜合評(píng)價(jià)

2015型61個(gè)雜交組合在云南開(kāi)遠(yuǎn)、隴川、瑞麗、盈江4地綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，優(yōu)、良、中三級(jí)比例依次為24.59%、54.69%、18.03%。云瑞親本選配的5個(gè)組合中，云蔗05-51×云瑞05-292、粵糖00-236×云瑞10-736為優(yōu)，RB 85-5156×云瑞10-550、云瑞09-315×CP 94-1100為良，粵糖96-86×云瑞10-550為中，尤其是云蔗05-51×云瑞05-292的雜交后代中篩選出了產(chǎn)量、糖分、有效莖數(shù)等品種特性表現(xiàn)突出的材料，從實(shí)踐上證明了云瑞05-292作為親本的育種潛力。

3 討 論

3.1 云南割手密的雜交利用與云瑞甘蔗親本培育

與世界著名的POJ、Co親本系統(tǒng)的培育相似，云瑞甘蔗親本的培育始于割手密的雜交利用。云南割手密的雜交利用采用了云南割手密與品種的發(fā)展型雜交，培育改良型親本，云南割手密與栽培原種間的開(kāi)創(chuàng)型雜交，創(chuàng)立甘蔗育種的獨(dú)立親本系統(tǒng)兩種方式。云瑞05-292屬于改良型云瑞親本，因其在原有品種的基礎(chǔ)上，導(dǎo)入了云南割手密的血緣，增加了其育成品種對(duì)云南蔗區(qū)的適應(yīng)性。

3.2 云瑞05-292作為品種的應(yīng)用潛力

甘蔗育種的目標(biāo)是不斷促進(jìn)蔗糖產(chǎn)業(yè)品種更新，保障蔗糖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。衡量品種生產(chǎn)應(yīng)用價(jià)值的主要指標(biāo)是甘蔗含糖量，而甘蔗產(chǎn)量、糖分決定了含糖量，因此，對(duì)甘蔗品種生產(chǎn)應(yīng)用價(jià)值的衡量標(biāo)準(zhǔn)，通常是甘蔗產(chǎn)量、糖分達(dá)到或者優(yōu)于生產(chǎn)上大面積應(yīng)用的品種。甘蔗產(chǎn)量的構(gòu)成因子株高、莖徑、有效莖數(shù)對(duì)甘蔗品種的應(yīng)用起到至關(guān)重要的作用。隨著甘蔗全程機(jī)械化程度的不斷推進(jìn)，產(chǎn)業(yè)對(duì)有效莖數(shù)多、宿根能力強(qiáng)、抗倒伏、適宜機(jī)械收獲的甘蔗新品種的需求迫切。因此，本試驗(yàn)對(duì)甘蔗品種(系)的綜合評(píng)價(jià)，在以往僅用甘蔗含糖量為育種目標(biāo)的評(píng)價(jià)[21-23]基礎(chǔ)上，增加了糖分、產(chǎn)量、有效莖數(shù)分別為育種目標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果：云瑞05-292在甘蔗含糖量、甘蔗產(chǎn)量、有效莖數(shù)、宿根能力、對(duì)云南不同蔗區(qū)的適應(yīng)性等方面均具備了作為品種的應(yīng)用潛力，而且具備良好的機(jī)械收獲品種的特性，可作為蔗糖產(chǎn)業(yè)甘蔗品種更新的儲(chǔ)備品種，加強(qiáng)生產(chǎn)試驗(yàn)與推廣應(yīng)用力度。

3.3 云瑞05-292作為親本的應(yīng)用潛力

從云南蠻耗割手密與POJ 3016的雜交成功，到云瑞05-292的創(chuàng)制，歷經(jīng)一次雜交六次回交，前后25年。云南省分區(qū)育種2017型26個(gè)組合家系評(píng)價(jià)結(jié)果：云瑞05-292、云瑞05-292×云蔗05-51可作為高產(chǎn)高糖育種的母本、組合應(yīng)用；云瑞99-601、云瑞10-463及其選配組合CP 94-1100×云瑞99-601、云蔗05-51×云瑞10-463甘蔗產(chǎn)量、含糖量可作為高產(chǎn)、高糖育種的父本、組合應(yīng)用；云瑞10-299及其選配組合ROC 6×云瑞10-299錘度的一般配合力為負(fù)效應(yīng)，叢重、錘重的特殊配合力均為正效應(yīng)，可作為高產(chǎn)父本、組合應(yīng)用，結(jié)果與同異分析結(jié)果一致，從理論上證明了云瑞05-292等云瑞親本的應(yīng)用潛力。2015年分區(qū)育種組合評(píng)價(jià)結(jié)果：云瑞親本選配的5個(gè)組合中的4個(gè)為優(yōu)良組合，云瑞05-292×云蔗05-51名列其中，從實(shí)踐上證明了云瑞05-292作為優(yōu)良親本的應(yīng)用潛力。