陳健,陳和,沈會權,陶紅,陳曉靜,喬海龍,臧慧
(江蘇沿海地區農業科學研究所,江蘇 鹽城 224002)
江蘇沿海地區大麥種植面積常年在15萬hm2左右(含境內國營農場的種植面積),是我國大麥生產的主產區之一。江蘇沿海地區農科所從事大麥品種改良工作有30年的歷史,主持(或參加)承擔過國家、省、市級大麥育種課題,選育了一批在生產上有影響的大麥品種,如鹽輻矮早三、蘇啤1號、鹽麥二號、單二大麥、蘇啤3號和蘇啤4號等,本文就近年來選育的蘇啤系列大麥品種性狀改良及選育技術進行分析總結。
1.1蘇啤3號
蘇啤3號是江蘇沿海地區農業科學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,進行人工雜交配組,并用花藥培養技術對F1代進行培養誘導選育而成,2003年通過江蘇省農作物品種審定委員會的審定,是我國第一個獲得農業部農作物新品種權保護的大麥品種,品種權號:CNA20030395.3。蘇啤3號的育成協調了高產和優質之間的關系,在兼顧優質的基礎上能達到高產的目的,且具有矮稈、耐肥,高產、優質,抗逆性好,熟相佳等優點,得以迅速推廣,成為目前江蘇大麥生產的主栽品種,常年栽培面積占沿海地區大麥生產總面積的50%以上。現已累計推廣50多萬公頃,并且在河南、湖北、陜西等省的許多地區得到了大面積的應用。“超高產、優質、抗倒啤酒大麥新品種—蘇啤3號的選育與推廣”獲2005年鹽城市科技進步一等獎。
1.2蘇啤4號
蘇啤4號是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(主要特點是麥芽品質好,籽粒外觀好,皮殼薄,腹溝淺),用鹽麥3號作父本(主要特點是抗大麥黃化葉病,抗倒性好,千粒重高)進行人工雜交配組,用系譜法經多年連續選擇而成,2009年2月通過江蘇省農作物品種審定委員會認定,鑒定編號:200902,并獲品種權保護,品種權號為CNA20040303.6。該品種春性,幼苗直立,主要表現為大穗、大粒,每穗粒數25~28粒,粒形卵圓,千粒重高(42~45g),豐產性好,抗逆性好。蘇啤4號具有大穗、大粒,高產,優質,莖稈粗壯,熟相好等優點,深受廣大種植戶的歡迎,現已累計推廣10多萬hm2。
1.3蘇啤5號
蘇啤5號是1999年用引進上海農科院的后代材料滬93-043為母本,用江蘇沿海地區農業科學研究所選育的中間材料鹽95168作父本進行人工雜交配組,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,成穗率高,穗層整齊一致,抽穗期中等,比蘇啤3號早2~3d,豐產性好,已申請品種權保護,申請號為20060403.1,公告號為CNA003306E2.2,現已累計推廣2萬hm2。
1.4蘇啤6號
蘇啤6號是2000年用引進浙江省農科院選育的浙皮1號為母本(主要特點是早熟,中稈,粒型短圓),用單二大麥作父本(主要特點是麥芽品質好,粒型短圓,千粒重中等),進行人工雜交配組,2001年用單二大麥進行回交,后經連續5年的系譜選育而成。該品種春性,幼苗半直立,分蘗性較強,成穗率高,豐產穩產性較好,一般產量水平6 750~7 125kg/hm2,產量潛力可達7 500kg/hm2。2008年經中國食品發酵工業研究院釀酒技術中心測定的麥芽品質結果為:蛋白質含量11.0%,浸出物(絕干)81.5%,糖化力328WK,α-氨基氮190mg/100g,庫爾巴哈值47%。已申請品種權保護,申請號為20080409.X,公告號為CNA005043E,現已示范種植1 000hm2以上。
2.1建立正確的育種目標
根據當地生產需要和市場需求確定育種目標,大麥育種目標必須符合生產氣候條件。江蘇省是全國大麥主產區,大麥一般都是冬播,以弱春性半冬性為主。春性太強則抗寒差,冬性太強則成熟遲。都不符合生產氣候條件。生產上需要優質,高產,穩產,抗大麥黃花葉病,抗倒,產量6 000kg/hm2的品種。所以選育目標應定位在優質、高產、矮稈、抗倒、抗病上。高產的重點是解決單位面積穗數和大穗的關系。在一定單位面積穗數的基礎上,增加穗粒重,以提高粒重為主。在抗病方面,側重抗大麥黃花葉病問題,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、優質的前提下,提高育成品種的綜合抗性;采取優質×矮稈或矮稈×矮稈配組方式[1],對后代群體嚴格地進行外觀品質和植株高度鑒定,提高育成品種的品質、產量水平和耐肥抗倒能力;通過邊試驗、邊示范、邊推廣的方法,加強育成品種的特征特性及其高產高效配套栽培技術進行研究,提出簡單明確的栽培技術規程,促進良種良法配套推廣。
2.2緊扣育種目標進行選育
從親本選用開始就緊扣育種目標,以親本綜合農藝性狀較好、且能互補共增為原則組配親本,以達到豐產性與農藝性狀同步提高。比如蘇啤4號就是以申6/美釀黃金//單二大麥/3/單二大麥后代的中間材料(麥芽品質好,粒型短圓)為母本,鹽麥3號(抗大麥黃花葉病,大穗、大粒)為父本雜交應用聚合雜交技術將不同來源的優質高產抗病基因進行聚合,結合系統選育培育出了具有大穗、大粒,高產,優質,莖稈粗壯,熟相好等優點的啤酒大麥新品種蘇啤4號。親本互補性強,有利于目標的實現[2]。在田間選種時注重成穗多、大穗、粒多等產量性狀。早期對組合進行產量鑒定,通過培肥地力,使品系的產量潛力得以充分表現。穩產也是重要的育種目標,田間主要針對抗病性、抗凍性、抗倒性等與穩產相關的性狀選擇,特別注重年度間、不同條件下抗逆性的變化。品質目標的選擇,主要對麥芽品質,籽粒外觀好、皮殼薄,腹溝淺等性狀進行選擇,籽粒性狀應從早代到高代對籽粒大小、色澤、飽滿度和品質進行定向選育,進入品比試驗時,就進行麥芽加工品質的檢測。
2.3改進育種方法
育種是一種繁雜的實踐活動,特別是大麥育種,材料多,觀察、記載、收獲及考種工作任務重,面對大量的選種材料,如何提高效率是育種工作者必須解決的問題[3]。以組合為中心,以株系、單株、單穗為單位,以穗部豐產性為重點進行田間選育。先確定重點組合,后進行單株、單穗的選擇,明確育種目標,減少盲目性,重點組合多選,劣質組合少選或不選,提高選擇效果。改進育種方法,提高育種手段的創新力度,改變以往較為單一的,通過品種間的人工雜交配組,對其后代進行連續多代人工選擇優良單株的常規育種方法。應用花藥(孢子)培養等生物技術來輔助常規育種,縮短后代材料的純合時間,加快育種進程。應用花藥培養技術對F1代進行培養誘導,順利育成了蘇啤3號大麥品種。此外,我們還充分結合人工化學誘變與物理誘變育種技術來開展大麥新品種選育。目前正積極與江蘇省農科院和浙江省農科院合作,爭取盡快將分子標記、早代抗性鑒定等技術應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驗來選擇優良單株狀況。總體上,F2代前對看不準的材料適當保留一定數量,F3、F4代應少組合,多株系,看準的組合連續觀測5代以內的表現,定出恰當的汰留比例。總結選育實踐,對以選單株為主的系圃選育,應保留更多的基因變異類型,但工作量增加。籽粒性狀應從早代到高代對籽粒大小、色澤、飽滿度和品質進行定向選育,有利于提高品質特性和收獲指數。蘇啤6號早代田間長相較好,株高中等,結實性好,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量,選擇優良株系,在后代選擇中,把優良株系表現出性狀好的組合升入鑒定圃。從早代到高代對籽粒大小、色澤、飽滿度和品質進行定向選育,利用自有高世代材料作母本,麥芽品質好的種質材料作父本配制雜交組合,進行復交、回交工作,將有利的基因進行疊加,擴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優異的蘇啤6號,經中國食品發酵工業研究院釀酒技術中心測定麥芽品質結果為:蛋白質含量11.0%,浸出物(絕干)81.5%,糖化力328WK,α-氨基氮190mg/100g,庫爾巴哈值47%,達到或超過國外優質啤麥標準。早代F3~F4重點組合的異質混系測產,對提高群體中的高產或超高產基因型的篩選有重要作用。
2.4低代材料的選擇應掌握寬嚴結合
F1優良組合內選擇從寬;F2嚴格把關,擇優去雜從嚴;特別是對大麥黃花葉病的抗性和抗倒性選擇上,表現抗病和株高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就要嚴格把關,選擇表現突出的有苗頭的組合;在F4加大選擇力度,重點組合重點選,優良組合內個體類型選擇從寬。蘇啤5號就是采用矮稈×矮稈的配組方式,利用優質抗病性狀與豐產性的遺傳特性,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作父本進行人工雜交配組的重點組合,F4表現分蘗性較強,成穗率高,穗層整齊一致,進行混系測產,結果比蘇啤3號,早2~3d,豐產性好,進入品比試驗。通過邊試驗、邊示范、邊推廣的方法用系譜法選育而成。
2.5完成和強化育成品種的優良性狀品種
出圃并不意味育種工作的結束,保持種性,強化優良性狀,是始終要做的工作。蘇啤3號和4號在生產上,雖然推廣使用多年,但每年都精選單株,種成株行,通過提純復壯,除去其中整齊度差的和不抗病株行,選擇2~3個表現突出的株行翌年種成株系進一步比較,從中選出一個優良株系繁殖原種供生產上應用,保證了品種的種性和使用壽命,進一步優化品種性狀,使育成的品種更符合當前生產的需求。做好新品種(系)的各級試驗工作。積極推薦新品系參加省級區域試驗。對高代材料(特別是正在參加省市區試的品系材料)及時做好抗性和品質鑒定工作,對優異材料在國營農場建立種子繁殖基地,做好成果轉化的前期工作。在新品種示范推廣上,做好新品種優質、高產、高效栽培試驗,提出確實可行的栽培技術路線,并與主產區大的種子公司合作,聯合示范推廣,加快新品種的推廣速度。
2.6加大品種權保護力度
品種權保護,是大麥新品種選育工作穩步發展的保證,加強品種權保護,是成果轉化過程中確保育種者權益不受(或少受)侵害的有效措施之一[4]。從2003年國家開始實施農作物新品種保護辦法后,我們就積極做好新品種(系)品種權保護工作,目前蘇啤3號和蘇啤4號已獲得品種權保護,蘇啤5號和蘇啤6號正在公告階段。通過對品種權保護品種的經營權有償轉讓,獲得一定的經濟效益,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農業科學研究所的大麥新品種選育工作又快又好地向前發展。
總結近年來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,表現為株型緊湊,莖稈粗壯,抗倒性好。上個世紀末以來,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。二是我們在啤酒大麥品質性狀的改良上做了大量的工作,取得了很好的成績[5]。2007年,北京農學院主持實施了農業部“2007年中國啤酒大麥品種品質鑒評”項目,對從全國各地征集的77個國內品種和兩個國外品種進行啤酒大麥全項指標的檢測。檢測報告中,國內品種(系)排名前十位的,就有三個為我單位選育。
[1]莊巧生.冬小麥親本選配研究[J].作物學報,1983,2(2):117-119
[2]楊建明,沈秋泉,汪軍妹,等.我國大麥生產、需求與育種對策[J].大麥科學,2003,(1):1-5
[3]許如根,李忠芹,呂超,等.大麥品種揚農啤4號優質高產栽培技術研究[J].江蘇農業科學,2006(1):20-23
[4]顧自奮,黃志仁,許如根,等.近10年世界大麥生產概況[J].大麥科學,2001,(1):1-4
[5]田紀春.超級小麥的概念、育種目標和任務[J].山東農業科學,2004(5):18-21