甘蔗優(yōu)良親本云瑞05-292的培育與應用

經艷芬， 邊 芯， 張躍彬， 周清明， 桃聯(lián)安， 安汝東， 董立華， 陳學寬，劉家勇， 郎榮斌， 俞華先， 張 鈺， 楊李和， 孫有芳， 田春艷

(1.云南省農業(yè)科學院甘蔗研究所， 云南 開遠 661699； 2.云南省農業(yè)科學院， 昆明 650205)

原有種質基礎上導入新種質血緣，遺傳基礎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]。推動世界甘蔗育種百年進程的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”育種理論的應用[3]。在長期的作物育種實踐中，通常采用從品種表現(xiàn)反證其親本、組合優(yōu)劣[4]的定性評價與應用生物統(tǒng)計、數(shù)量遺傳學原理的定量評價相結合的方法，開展親本組合評價。近年來，對云瑞親本[5-8]、組合[9-12]、品系[13-17]優(yōu)劣評價進行了大量的探索，找到了方便快捷的評價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，還有最高的準確度，計算過程較簡單，是一種較好的分析方法[18]。同異分析、模糊綜合評判對組合的區(qū)分度、準確度均為最優(yōu)或優(yōu)，可作為甘蔗雜交組合評價優(yōu)先使用的方法，與常用的R軟件分析評價家系的方法共同構成甘蔗雜交組合評價的技術方法體系[19]。本試驗利用同異分析法、甘蔗育種常用的最佳線性列偏估計值評價家系的方法，對云瑞05-292參加的云南省甘蔗品種區(qū)域試驗，以云瑞05-292選配組合參與的云南省分區(qū)育種試驗等數(shù)據(jù)進行綜合分析，以期揭示云瑞05-292作為品種、親本的應用潛力。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料

云瑞05-292作為品種的應用價值評價 以云南省第十二輪區(qū)試結果為依據(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，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價：以最佳線性無偏估計值評價組合優(yōu)劣的家系評價，云南分區(qū)育種17型26個參試組合與代號見表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價，參試組合為云南分區(qū)育種15型61個組合(略)。

1.2 試驗設計與方法

1.2.1品種應用價值評價試驗

云南省第十二輪區(qū)試為3個水田、5個旱地8個試驗點兩年新植一年宿根，3重復5行區(qū)的隨機區(qū)組設計，小區(qū)面積38.5 m2。試驗地田間管理同大田生產，每公頃施復合肥(N∶P2O5∶K2O=10∶9∶6)600 kg 作基肥，兩次培土各追施同樣比例的復合肥600 kg·hm-2，尿素300 kg·hm-2，適時進行病、蟲、草害防治。

1.2.2親本育種潛力評價家系試驗

試驗為3重復單行區(qū)的隨機區(qū)組設計，行距1.1 m，株距0.2 m，小區(qū)面積6.6 m2，每小區(qū)種植實生苗30株，甘蔗成熟期(12月)，調查中間10叢每叢3株的農藝性狀指標，根據(jù)公式計算叢重、錘重等與育種目標性狀密切相關的指標，綜合評價親本、組合育種潛力。田間管理按常規(guī)。

1.3 試驗數(shù)據(jù)收集與統(tǒng)計分析

1.3.1試驗數(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，按以下公式計算：單莖重(kg)=株高×莖徑2×0.785 4/1 000；產量(t·hm-2)=單莖重×有效莖數(shù)/1 000；含糖量(t·hm-2)=產量×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[9]、文獻[10]、文獻[19]的方法進行，具體略。

1.3.3組合主要性狀的遺傳分析

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

2 結 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25年。

2.2 云瑞05-292與云南引進、自育品種(系)比較試驗

2.2.1云南引進、自育品種(系)主要性狀表現(xiàn)

在3個引進種、7個云南本土自育品系，2個對照共12個品種系參加的云南省第十二輪區(qū)域試驗中，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，含糖量超過雙對照的品種(系)由高到低依次為：A 9、A 2、A 10、A 3、A 6；產量超過雙對照的品種(系)由高到低依次為：A 9、A 2、A 10、A 3、A 1、A 6；蔗糖分超過雙對照的品種(系)由高到低依次為：A 4、A 7、A 8、A 6、A 2；有效莖數(shù)超過雙對照的品種(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、產量、蔗糖分、有效莖數(shù)4個性狀表現(xiàn)均超過雙對照的品系為A 6、A 2，是參試品系中綜合表現(xiàn)最好的，3個性狀均超過雙對照的品種(系)為A 9、A 3綜合表現(xiàn)較好；可見，云瑞親本育成品系云瑞05-292(A 6)和云蔗06160(A 9)與引進品種Sp 80-3280(A 2)和Sp 81-3250(A 3)相當，優(yōu)于其他本次參試的云南引進、自育品種(系)。

表1 云南自育、引進品種(系)的主要性狀表現(xiàn)

2.2.2云南引進、自育品種(系)同異分析

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

表2 云南自育、引進品種(系)同一度聚類分析

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果

2017年布置了云南分區(qū)育種26個組合有性世代瑞麗點的核心試驗，涉及母本17個，父本18個，4個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個性狀的方差均達到顯著或者極顯著水平(見表3)。

表3 參試組合7個性狀的方差分析結果

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%)，見表4。

表4 母本、父本及組合7個主要性狀的遺傳力

2.3.3云瑞親本作母本的一般配合力

從表5可見，17個母本中的9個為引進品種(系)，8個為中國大陸自育品種。考察7個性狀全為正效應的母本只有ROC 1；6個性狀為正效應的母本有CP 94-1100、粵糖94-128；云瑞05-292是5個性狀為正效應的4個母本中，唯一的自育品種(系)；云瑞05-292作母本時，叢莖數(shù)、株高為負效應，其余5個性狀均為正效應，莖徑、單莖重、錘度、叢重、錘重的效應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是中國大陸自育8個參試品種(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)于或與其他引進參試品種相當?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，參試組合涉及18個父本，其中云瑞親本有云瑞99-601、云瑞10-299和云瑞10-463。7個考察指標一般配合力全為正效應的父本是桂糖96-211，一個指標為負效應的父本是云瑞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，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，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，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指標數(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)育種目標要求作為高產、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，26個參試組合中，考察性狀特殊配合力全為正效應的組合是519、524，1個指標為負效應的組合是510、522、528、544、545，2個指標為負效應的組合是516、517、547、548，3個指標為負效應的組合是523、543。3個以下指標為負效應的組合13個，占參試組合總數(shù)的50%。云瑞親本選配4個組合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，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，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，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，依次列參試組合的第8、9、11、12位。以云瑞親本選配的4個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、甘蔗產量、甘蔗含糖量密切相關的錘度、叢重、錘重的特殊配合力均為正效應，可作為高產、高糖育種的重點組合利用，547可作為甘蔗育種的高產組合利用。

表7 2017型分區(qū)育種核心試驗參試組合特殊配合力

2.4 云南分區(qū)育種2015型參試組合綜合評價

2015型61個雜交組合在云南開遠、隴川、瑞麗、盈江4地綜合評價結果，優(yōu)、良、中三級比例依次為24.59%、54.69%、18.03%。云瑞親本選配的5個組合中，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量、糖分、有效莖數(shù)等品種特性表現(xiàn)突出的材料，從實踐上證明了云瑞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創(chuàng)型雜交，創(chuàng)立甘蔗育種的獨立親本系統(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上，導入了云南割手密的血緣，增加了其育成品種對云南蔗區(qū)的適應性。

3.2 云瑞05-292作為品種的應用潛力

甘蔗育種的目標是不斷促進蔗糖產業(yè)品種更新，保障蔗糖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。衡量品種生產應用價值的主要指標是甘蔗含糖量，而甘蔗產量、糖分決定了含糖量，因此，對甘蔗品種生產應用價值的衡量標準，通常是甘蔗產量、糖分達到或者優(yōu)于生產上大面積應用的品種。甘蔗產量的構成因子株高、莖徑、有效莖數(shù)對甘蔗品種的應用起到至關重要的作用。隨著甘蔗全程機械化程度的不斷推進，產業(yè)對有效莖數(shù)多、宿根能力強、抗倒伏、適宜機械收獲的甘蔗新品種的需求迫切。因此，本試驗對甘蔗品種(系)的綜合評價，在以往僅用甘蔗含糖量為育種目標的評價[21-23]基礎上，增加了糖分、產量、有效莖數(shù)分別為育種目標的綜合評價。結果：云瑞05-292在甘蔗含糖量、甘蔗產量、有效莖數(shù)、宿根能力、對云南不同蔗區(qū)的適應性等方面均具備了作為品種的應用潛力，而且具備良好的機械收獲品種的特性，可作為蔗糖產業(yè)甘蔗品種更新的儲備品種，加強生產試驗與推廣應用力度。

3.3 云瑞05-292作為親本的應用潛力

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，歷經一次雜交六次回交，前后25年。云南省分區(qū)育種2017型26個組合家系評價結果：云瑞05-292、云瑞05-292×云蔗05-51可作為高產高糖育種的母本、組合應用；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甘蔗產量、含糖量可作為高產、高糖育種的父本、組合應用；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效應，叢重、錘重的特殊配合力均為正效應，可作為高產父本、組合應用，結果與同異分析結果一致，從理論上證明了云瑞05-292等云瑞親本的應用潛力。2015年分區(qū)育種組合評價結果：云瑞親本選配的5個組合中的4個為優(yōu)良組合，云瑞05-292×云蔗05-51名列其中，從實踐上證明了云瑞05-292作為優(yōu)良親本的應用潛力。