陳健,陳和,沈會(huì)權(quán),陶紅,陳曉靜,喬海龍,臧慧
(江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,江蘇 鹽城 224002)
江蘇沿海地區(qū)大麥種植面積常年在15萬(wàn)hm2左右(含境內(nèi)國(guó)營(yíng)農(nóng)場(chǎng)的種植面積),是我國(guó)大麥生產(chǎn)的主產(chǎn)區(qū)之一。江蘇沿海地區(qū)農(nóng)科所從事大麥品種改良工作有30年的歷史,主持(或參加)承擔(dān)過(guò)國(guó)家、省、市級(jí)大麥育種課題,選育了一批在生產(chǎn)上有影響的大麥品種,如鹽輻矮早三、蘇啤1號(hào)、鹽麥二號(hào)、單二大麥、蘇啤3號(hào)和蘇啤4號(hào)等,本文就近年來(lái)選育的蘇啤系列大麥品種性狀改良及選育技術(shù)進(jìn)行分析總結(jié)。
1.1蘇啤3號(hào)
蘇啤3號(hào)是江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所與中科院遺傳所合作,用日本啤酒大麥材料Kinuyutaka和Kantonijo25中間材料作母本,用滬94-043作父本,進(jìn)行人工雜交配組,并用花藥培養(yǎng)技術(shù)對(duì)F1代進(jìn)行培養(yǎng)誘導(dǎo)選育而成,2003年通過(guò)江蘇省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)的審定,是我國(guó)第一個(gè)獲得農(nóng)業(yè)部農(nóng)作物新品種權(quán)保護(hù)的大麥品種,品種權(quán)號(hào):CNA20030395.3。蘇啤3號(hào)的育成協(xié)調(diào)了高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)之間的關(guān)系,在兼顧優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)上能達(dá)到高產(chǎn)的目的,且具有矮稈、耐肥,高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì),抗逆性好,熟相佳等優(yōu)點(diǎn),得以迅速推廣,成為目前江蘇大麥生產(chǎn)的主栽品種,常年栽培面積占沿海地區(qū)大麥生產(chǎn)總面積的50%以上?,F(xiàn)已累計(jì)推廣50多萬(wàn)公頃,并且在河南、湖北、陜西等省的許多地區(qū)得到了大面積的應(yīng)用。“超高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗倒啤酒大麥新品種—蘇啤3號(hào)的選育與推廣”獲2005年鹽城市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
1.2蘇啤4號(hào)
蘇啤4號(hào)是1997年用申6/美釀黃金//單二大麥/3/單二大麥雜交的后代中間材料為母本(主要特點(diǎn)是麥芽品質(zhì)好,籽粒外觀好,皮殼薄,腹溝淺),用鹽麥3號(hào)作父本(主要特點(diǎn)是抗大麥黃化葉病,抗倒性好,千粒重高)進(jìn)行人工雜交配組,用系譜法經(jīng)多年連續(xù)選擇而成,2009年2月通過(guò)江蘇省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)認(rèn)定,鑒定編號(hào):200902,并獲品種權(quán)保護(hù),品種權(quán)號(hào)為CNA20040303.6。該品種春性,幼苗直立,主要表現(xiàn)為大穗、大粒,每穗粒數(shù)25~28粒,粒形卵圓,千粒重高(42~45g),豐產(chǎn)性好,抗逆性好。蘇啤4號(hào)具有大穗、大粒,高產(chǎn),優(yōu)質(zhì),莖稈粗壯,熟相好等優(yōu)點(diǎn),深受廣大種植戶(hù)的歡迎,現(xiàn)已累計(jì)推廣10多萬(wàn)hm2。
1.3蘇啤5號(hào)
蘇啤5號(hào)是1999年用引進(jìn)上海農(nóng)科院的后代材料滬93-043為母本,用江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所選育的中間材料鹽95168作父本進(jìn)行人工雜交配組,用系譜法選育而成,株高70~75cm。該品種春性,幼苗直立,分蘗性較強(qiáng),成穗率高,穗層整齊一致,抽穗期中等,比蘇啤3號(hào)早2~3d,豐產(chǎn)性好,已申請(qǐng)品種權(quán)保護(hù),申請(qǐng)?zhí)枮?0060403.1,公告號(hào)為CNA003306E2.2,現(xiàn)已累計(jì)推廣2萬(wàn)hm2。
1.4蘇啤6號(hào)
蘇啤6號(hào)是2000年用引進(jìn)浙江省農(nóng)科院選育的浙皮1號(hào)為母本(主要特點(diǎn)是早熟,中稈,粒型短圓),用單二大麥作父本(主要特點(diǎn)是麥芽品質(zhì)好,粒型短圓,千粒重中等),進(jìn)行人工雜交配組,2001年用單二大麥進(jìn)行回交,后經(jīng)連續(xù)5年的系譜選育而成。該品種春性,幼苗半直立,分蘗性較強(qiáng),成穗率高,豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性較好,一般產(chǎn)量水平6 750~7 125kg/hm2,產(chǎn)量潛力可達(dá)7 500kg/hm2。2008年經(jīng)中國(guó)食品發(fā)酵工業(yè)研究院釀酒技術(shù)中心測(cè)定的麥芽品質(zhì)結(jié)果為:蛋白質(zhì)含量11.0%,浸出物(絕干)81.5%,糖化力328WK,α-氨基氮190mg/100g,庫(kù)爾巴哈值47%。已申請(qǐng)品種權(quán)保護(hù),申請(qǐng)?zhí)枮?0080409.X,公告號(hào)為CNA005043E,現(xiàn)已示范種植1 000hm2以上。
2.1建立正確的育種目標(biāo)
根據(jù)當(dāng)?shù)厣a(chǎn)需要和市場(chǎng)需求確定育種目標(biāo),大麥育種目標(biāo)必須符合生產(chǎn)氣候條件。江蘇省是全國(guó)大麥主產(chǎn)區(qū),大麥一般都是冬播,以弱春性半冬性為主。春性太強(qiáng)則抗寒差,冬性太強(qiáng)則成熟遲。都不符合生產(chǎn)氣候條件。生產(chǎn)上需要優(yōu)質(zhì),高產(chǎn),穩(wěn)產(chǎn),抗大麥黃花葉病,抗倒,產(chǎn)量6 000kg/hm2的品種。所以選育目標(biāo)應(yīng)定位在優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、矮稈、抗倒、抗病上。高產(chǎn)的重點(diǎn)是解決單位面積穗數(shù)和大穗的關(guān)系。在一定單位面積穗數(shù)的基礎(chǔ)上,增加穗粒重,以提高粒重為主。在抗病方面,側(cè)重抗大麥黃花葉病問(wèn)題,確定以矮稈抗倒的選擇為突破口,兼顧大麥黃花葉病抗性的選擇,在高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的前提下,提高育成品種的綜合抗性;采取優(yōu)質(zhì)×矮稈或矮稈×矮稈配組方式[1],對(duì)后代群體嚴(yán)格地進(jìn)行外觀品質(zhì)和植株高度鑒定,提高育成品種的品質(zhì)、產(chǎn)量水平和耐肥抗倒能力;通過(guò)邊試驗(yàn)、邊示范、邊推廣的方法,加強(qiáng)育成品種的特征特性及其高產(chǎn)高效配套栽培技術(shù)進(jìn)行研究,提出簡(jiǎn)單明確的栽培技術(shù)規(guī)程,促進(jìn)良種良法配套推廣。
2.2緊扣育種目標(biāo)進(jìn)行選育
從親本選用開(kāi)始就緊扣育種目標(biāo),以親本綜合農(nóng)藝性狀較好、且能互補(bǔ)共增為原則組配親本,以達(dá)到豐產(chǎn)性與農(nóng)藝性狀同步提高。比如蘇啤4號(hào)就是以申6/美釀黃金//單二大麥/3/單二大麥后代的中間材料(麥芽品質(zhì)好,粒型短圓)為母本,鹽麥3號(hào)(抗大麥黃花葉病,大穗、大粒)為父本雜交應(yīng)用聚合雜交技術(shù)將不同來(lái)源的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)抗病基因進(jìn)行聚合,結(jié)合系統(tǒng)選育培育出了具有大穗、大粒,高產(chǎn),優(yōu)質(zhì),莖稈粗壯,熟相好等優(yōu)點(diǎn)的啤酒大麥新品種蘇啤4號(hào)。親本互補(bǔ)性強(qiáng),有利于目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)[2]。在田間選種時(shí)注重成穗多、大穗、粒多等產(chǎn)量性狀。早期對(duì)組合進(jìn)行產(chǎn)量鑒定,通過(guò)培肥地力,使品系的產(chǎn)量潛力得以充分表現(xiàn)。穩(wěn)產(chǎn)也是重要的育種目標(biāo),田間主要針對(duì)抗病性、抗凍性、抗倒性等與穩(wěn)產(chǎn)相關(guān)的性狀選擇,特別注重年度間、不同條件下抗逆性的變化。品質(zhì)目標(biāo)的選擇,主要對(duì)麥芽品質(zhì),籽粒外觀好、皮殼薄,腹溝淺等性狀進(jìn)行選擇,籽粒性狀應(yīng)從早代到高代對(duì)籽粒大小、色澤、飽滿(mǎn)度和品質(zhì)進(jìn)行定向選育,進(jìn)入品比試驗(yàn)時(shí),就進(jìn)行麥芽加工品質(zhì)的檢測(cè)。
2.3改進(jìn)育種方法
育種是一種繁雜的實(shí)踐活動(dòng),特別是大麥育種,材料多,觀察、記載、收獲及考種工作任務(wù)重,面對(duì)大量的選種材料,如何提高效率是育種工作者必須解決的問(wèn)題[3]。以組合為中心,以株系、單株、單穗為單位,以穗部豐產(chǎn)性為重點(diǎn)進(jìn)行田間選育。先確定重點(diǎn)組合,后進(jìn)行單株、單穗的選擇,明確育種目標(biāo),減少盲目性,重點(diǎn)組合多選,劣質(zhì)組合少選或不選,提高選擇效果。改進(jìn)育種方法,提高育種手段的創(chuàng)新力度,改變以往較為單一的,通過(guò)品種間的人工雜交配組,對(duì)其后代進(jìn)行連續(xù)多代人工選擇優(yōu)良單株的常規(guī)育種方法。應(yīng)用花藥(孢子)培養(yǎng)等生物技術(shù)來(lái)輔助常規(guī)育種,縮短后代材料的純合時(shí)間,加快育種進(jìn)程。應(yīng)用花藥培養(yǎng)技術(shù)對(duì)F1代進(jìn)行培養(yǎng)誘導(dǎo),順利育成了蘇啤3號(hào)大麥品種。此外,我們還充分結(jié)合人工化學(xué)誘變與物理誘變育種技術(shù)來(lái)開(kāi)展大麥新品種選育。目前正積極與江蘇省農(nóng)科院和浙江省農(nóng)科院合作,爭(zhēng)取盡快將分子標(biāo)記、早代抗性鑒定等技術(shù)應(yīng)用到我們的大麥育種中去,在育種手段上改變僅依靠育種者的經(jīng)驗(yàn)來(lái)選擇優(yōu)良單株?duì)顩r??傮w上,F2代前對(duì)看不準(zhǔn)的材料適當(dāng)保留一定數(shù)量,F3、F4代應(yīng)少組合,多株系,看準(zhǔn)的組合連續(xù)觀測(cè)5代以?xún)?nèi)的表現(xiàn),定出恰當(dāng)?shù)奶舯壤???偨Y(jié)選育實(shí)踐,對(duì)以選單株為主的系圃選育,應(yīng)保留更多的基因變異類(lèi)型,但工作量增加。籽粒性狀應(yīng)從早代到高代對(duì)籽粒大小、色澤、飽滿(mǎn)度和品質(zhì)進(jìn)行定向選育,有利于提高品質(zhì)特性和收獲指數(shù)。蘇啤6號(hào)早代田間長(zhǎng)相較好,株高中等,結(jié)實(shí)性好,穗部整齊,籽粒外觀好、皮殼薄,腹溝淺。F1全部收獲,翌年后代加大播種觀測(cè)量,選擇優(yōu)良株系,在后代選擇中,把優(yōu)良株系表現(xiàn)出性狀好的組合升入鑒定圃。從早代到高代對(duì)籽粒大小、色澤、飽滿(mǎn)度和品質(zhì)進(jìn)行定向選育,利用自有高世代材料作母本,麥芽品質(zhì)好的種質(zhì)材料作父本配制雜交組合,進(jìn)行復(fù)交、回交工作,將有利的基因進(jìn)行疊加,擴(kuò)大育種材料的變異范圍。利用這種方法成功選育出麥芽品質(zhì)優(yōu)異的蘇啤6號(hào),經(jīng)中國(guó)食品發(fā)酵工業(yè)研究院釀酒技術(shù)中心測(cè)定麥芽品質(zhì)結(jié)果為:蛋白質(zhì)含量11.0%,浸出物(絕干)81.5%,糖化力328WK,α-氨基氮190mg/100g,庫(kù)爾巴哈值47%,達(dá)到或超過(guò)國(guó)外優(yōu)質(zhì)啤麥標(biāo)準(zhǔn)。早代F3~F4重點(diǎn)組合的異質(zhì)混系測(cè)產(chǎn),對(duì)提高群體中的高產(chǎn)或超高產(chǎn)基因型的篩選有重要作用。
2.4低代材料的選擇應(yīng)掌握寬嚴(yán)結(jié)合
F1優(yōu)良組合內(nèi)選擇從寬;F2嚴(yán)格把關(guān),擇優(yōu)去雜從嚴(yán);特別是對(duì)大麥黃花葉病的抗性和抗倒性選擇上,表現(xiàn)抗病和株高90cm以下組合盡量多選,低代材料保證一定的群體,有利于保留更多的基因變異類(lèi)型;不抗病和株高90cm以上組合盡量少選或不選。在雜交組合育種中,由于每年做的組合多,所以在F3就要嚴(yán)格把關(guān),選擇表現(xiàn)突出的有苗頭的組合;在F4加大選擇力度,重點(diǎn)組合重點(diǎn)選,優(yōu)良組合內(nèi)個(gè)體類(lèi)型選擇從寬。蘇啤5號(hào)就是采用矮稈×矮稈的配組方式,利用優(yōu)質(zhì)抗病性狀與豐產(chǎn)性的遺傳特性,加大選擇壓力,打破不良性狀基因間的連鎖。用滬93-043為母本,鹽95168作父本進(jìn)行人工雜交配組的重點(diǎn)組合,F(xiàn)4表現(xiàn)分蘗性較強(qiáng),成穗率高,穗層整齊一致,進(jìn)行混系測(cè)產(chǎn),結(jié)果比蘇啤3號(hào),早2~3d,豐產(chǎn)性好,進(jìn)入品比試驗(yàn)。通過(guò)邊試驗(yàn)、邊示范、邊推廣的方法用系譜法選育而成。
2.5完成和強(qiáng)化育成品種的優(yōu)良性狀品種
出圃并不意味育種工作的結(jié)束,保持種性,強(qiáng)化優(yōu)良性狀,是始終要做的工作。蘇啤3號(hào)和4號(hào)在生產(chǎn)上,雖然推廣使用多年,但每年都精選單株,種成株行,通過(guò)提純復(fù)壯,除去其中整齊度差的和不抗病株行,選擇2~3個(gè)表現(xiàn)突出的株行翌年種成株系進(jìn)一步比較,從中選出一個(gè)優(yōu)良株系繁殖原種供生產(chǎn)上應(yīng)用,保證了品種的種性和使用壽命,進(jìn)一步優(yōu)化品種性狀,使育成的品種更符合當(dāng)前生產(chǎn)的需求。做好新品種(系)的各級(jí)試驗(yàn)工作。積極推薦新品系參加省級(jí)區(qū)域試驗(yàn)。對(duì)高代材料(特別是正在參加省市區(qū)試的品系材料)及時(shí)做好抗性和品質(zhì)鑒定工作,對(duì)優(yōu)異材料在國(guó)營(yíng)農(nóng)場(chǎng)建立種子繁殖基地,做好成果轉(zhuǎn)化的前期工作。在新品種示范推廣上,做好新品種優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效栽培試驗(yàn),提出確實(shí)可行的栽培技術(shù)路線,并與主產(chǎn)區(qū)大的種子公司合作,聯(lián)合示范推廣,加快新品種的推廣速度。
2.6加大品種權(quán)保護(hù)力度
品種權(quán)保護(hù),是大麥新品種選育工作穩(wěn)步發(fā)展的保證,加強(qiáng)品種權(quán)保護(hù),是成果轉(zhuǎn)化過(guò)程中確保育種者權(quán)益不受(或少受)侵害的有效措施之一[4]。從2003年國(guó)家開(kāi)始實(shí)施農(nóng)作物新品種保護(hù)辦法后,我們就積極做好新品種(系)品種權(quán)保護(hù)工作,目前蘇啤3號(hào)和蘇啤4號(hào)已獲得品種權(quán)保護(hù),蘇啤5號(hào)和蘇啤6號(hào)正在公告階段。通過(guò)對(duì)品種權(quán)保護(hù)品種的經(jīng)營(yíng)權(quán)有償轉(zhuǎn)讓?zhuān)@得一定的經(jīng)濟(jì)效益,從中分出一部分再投入到新品種的研究,從而保證了江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所的大麥新品種選育工作又快又好地向前發(fā)展。
總結(jié)近年來(lái)大麥新品種選育工作,一是大麥矮化育種工作做的比較成功。一般品種(系)的株高都在75~80cm,表現(xiàn)為株型緊湊,莖稈粗壯,抗倒性好。上個(gè)世紀(jì)末以來(lái),我們一直注重抗病品種的選育工作,尤其是抗黃花葉病品種的選育。二是我們?cè)谄【拼篼溒焚|(zhì)性狀的改良上做了大量的工作,取得了很好的成績(jī)[5]。2007年,北京農(nóng)學(xué)院主持實(shí)施了農(nóng)業(yè)部“2007年中國(guó)啤酒大麥品種品質(zhì)鑒評(píng)”項(xiàng)目,對(duì)從全國(guó)各地征集的77個(gè)國(guó)內(nèi)品種和兩個(gè)國(guó)外品種進(jìn)行啤酒大麥全項(xiàng)指標(biāo)的檢測(cè)。檢測(cè)報(bào)告中,國(guó)內(nèi)品種(系)排名前十位的,就有三個(gè)為我單位選育。
[1]莊巧生.冬小麥親本選配研究[J].作物學(xué)報(bào),1983,2(2):117-119
[2]楊建明,沈秋泉,汪軍妹,等.我國(guó)大麥生產(chǎn)、需求與育種對(duì)策[J].大麥科學(xué),2003,(1):1-5
[3]許如根,李忠芹,呂超,等.大麥品種揚(yáng)農(nóng)啤4號(hào)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培技術(shù)研究[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2006(1):20-23
[4]顧自?shī)^,黃志仁,許如根,等.近10年世界大麥生產(chǎn)概況[J].大麥科學(xué),2001,(1):1-4
[5]田紀(jì)春.超級(jí)小麥的概念、育種目標(biāo)和任務(wù)[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué),2004(5):18-21