甘蔗糖业  2013Issue (1): 1-5   PDF    
甘蔗亲本评价研究(Ⅰ)——浅析育种选择第2阶段试验
陈勇生, 刘福业, 吴文龙, 邓海华    
广州甘蔗糖业研究所广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室, 广东广州510316
摘要:以2010年选种圃试验结果为例,对育种选择中相关亲本和组合进行初步分析的结果表明,通过继续开展第2阶段试验,就入选后代数量而言,24个母本中粤糖92-1287的后代入选比例最高,超过1/3,且该母本与父本粤糖93-159这一特定组合的遗传效应在当中所占比例又已接近1/2;在农艺性状方面,CP94-1100做为父本,其入选后代11月的平均田间锤度超过对照品种,其中又以组合粤糖92-1287×CP94-1100表现较优。此外,无论是从双亲分析,还是从组合分析,或从入选单系来看,这些杂交后代在分蘖率、茎径和有效茎数上都优于3个生产对照品种,而田间锤度则可认为至少与ROC22相当,但在株高方面则明显与之存在一定差距。本阶段试验结果与实生苗阶段不尽相同。
关键词甘蔗     育种     选择     亲本评价    
Studies of Sugarcane Parent Evaluation (Ⅰ)——Preliminary Analysis of Stage 2 Trail for Sugarcane Seedling Populations
CHEN Yong-sheng, LIU Fu-ye, WU Wen-long, DENG Hai-hua    
Guangzhou Sugarcane Industry Research Institute/Guangdong Key Lab of Sugarcane Improvement & Biorefinery, Guangzhou 510316
Abstract: Parents and crosses evaluation in stage 2 trail for sugarcane seedling populations was carried out in this paper using the data of selection trial in Zhanjiang in 2010.The results showed that as far as the percentage of the progenies being selected was concerned,YT92-1287 had a better performance than the other female parents with the percentage 50%,and performed best when it was crossed with YT93-159;The progenies of CP94-1100,which was crossed as the male parents especially with YT92-1287,had a higher field brix in November than those of the other male parents.However,the stalk length of these progenies was obviously shorter than that of the check variety ROC22 although they had the same value as or higher one than that of the three check ones in such characters as tillering rate,field brix,stalk diameter and stalk number.The result of this stage 2 trail was not all consistent with that of the last year’s seedling populations one.
Key words: Sugarcane     Breeding     Selection     Parent evaluation    

一般来说,在目前国内常规甘蔗育种程序[1] 中,杂交后代选择从第 2 阶段试验(一般称为选种 圃)开始,一方面种苗采用生产上惯用的无性繁殖 方式,另一方面还设置生产品种作为对照,且操作 管理上亦参照大田生产标准进行,这样一来,此时 参试的各个亲本或组合及其后代的生长表现和综合 评价也往往与它们在早期实生苗阶段时有所不同。 广州甘蔗糖业研究所一直以来在甘蔗亲本的研究、 创新和利用评价方面投入了大量人力、物力,取得 了显著成绩[2,3,4,5]。本文即对所属试验基地 2010 年开 展的选种圃试验结果进行初步的分析。

1 材料与方法

资料来源于 2010 年选种圃试验结果,试验种 植 1739 个单系,其中包括从设置重复的家系试验 中入选的 222个单系, 以 ROC10(CK1)、 ROC16(CK2) 和 ROC22(CK3)为对照。

试验采用顺序排列法,2010 年 1 月 15 日种植, 按参试单系编号从小到大排列,行长 2.0 m,行距 1.0 m,并设大小路,大路宽 1.0 m,小路宽 0.5 m; 每行下种 8~12 个双芽苗,每个单系视苗量多少决 定种植行数,种植 1~3 行不等,且每隔若干行就 随机种植 2 行任意一种对照品种。

种植时种苗经多菌灵药液消毒,基肥施尿素 150.0 kg/hm2、过磷酸钙 750.0 kg/hm2及农药特丁 磷 120.0 kg/hm2,盖泥后覆盖地膜。生长期间参试 材料生长基本正常,田间管理按大田生产进行。

在甘蔗生长过程中,分别测量记录萌芽率、分 蘖率、株高(7 月和 9 月),以及田间锤度、有效茎 数、茎径等重要性状;同时,目测观察记录各参试 单系的生势表现(包括脱叶性、57 号毛群等)、病虫 害等相关情况,并进行综合评价,最后依据目前单 株选择标准开展单株入选,2011 年 1 月 15 日决选 采苗,准备再进入下一阶段试验继续开展培育选 择。

2 结果与分析
2.1 母本分析

当年在此第 2 阶段育种试验中,从后代入选情 况来看,入选单株共来源于 24 个不同母本。其中, 粤糖 92-1287、粤糖 92-126 和粤糖 91-976 的后代 入选数量明显多于余下母本,位列前 3 名,它们的 后代入选数已达到总入选数的 2/3 以上,而它们当 中仅粤糖 92-1287 的后代入选数量就还多于后 2 者 之和,接下来依次是粤糖 93-159、粤糖 80-101 和 粤糖 85-177。就这 6 个母本而言,在品质方面,粤 糖 92-1287 和粤糖 93-159 入选后代的平均 11 月田 间锤度都在 20.0%以上,高于 ROC10 和 ROC22, 接近 ROC16(见表 1);在产量性状方面,粤糖 91- 976、粤糖 92-126 和粤糖 80-101 入选后代的平均 有效茎数都较 3 个对照品种多,而平均来说,仅粤 糖 85-177 入选后代在株高及生长速方面接近 ROC22;其次,这 6 个母本入选后代平均茎径都超 过 3 个对照,且除粤糖 85-177 外的余下 5 个母本 的入选后代平均分蘖率亦高于对照。

此外,值得一提的是,相对于其它母本而言, 在粤糖 92-1287 的入选后代中,发现较多感染黑穗 病比较严重的单系。

表 1 部分亲本后代入选情况
2.2 父本分析

以粤糖 93-159、ROC22 和粤糖 00-236 作为父 本,它们的后代入选数量在本次试验中多于其余父 本(入选单株共来源于 21 个不同父本),超过总入 选数的一半,同样地,它们 3 者之中,粤糖 93-159 的后代入选数量遥遥领先,然后为 CP94-1100、桂 糖 00-122 和 ROC26;不过,在这 6 个父本中,仅 CP94-1100 入选后代的平均 11 月田间锤度在 20.0%以上;在相关产量性状上,它们的入选后代平均分 蘖率、茎径都超过 3 个对照(表 1),且总体上也都 略高于上述 6 个母本的入选后代群体;但平均来 看,这 6 个父本的入选后代在株高方面都不及 ROC22,且变化幅度也不及上述 6 个母本的入选后 代群体;而在茎数方面,除 ROC22 和 ROC26 外的 余下 4 个父本入选后代的平均有效茎数都较 3 个对 照品种多。

2.3 组合分析

经过 1 年的试验,结果共有 66 个组合的后代 入选,其中,组合粤糖 92-1287×粤糖 93-159 的后 代入选数量大幅度多于其余组合,后代入选数量较 多的前 9 名依次列于表 2,它们的入选后代占总数 的 50%。 另一方面, 组合粤糖 92-1287×CP94-1100、 粤糖 92-1287×ROC26、粤糖 92-1287×粤糖 93-159 和粤糖 92-1287×桂糖 00-122 的入选后代平均 11 月田间锤度均超过 20.0%,且粤糖 92-1287×CP94- 1100 的入选后代平均表现还较 ROC16 高(见表 2)。

在产量性状方面,大多数组合的入选后代平均 有效茎数、茎径都超过对照,但它们的株高却往往 较对照品种逊色,尤其与 ROC22 差距最大。

表 2 部分组合后代入选情况
2.4 单株入选情况

试验最后入选单株 315 个,其中 23 株来源于 上一年设置重复的实生苗家系试验。从表 3 可知, 平均来说,这些入选后代在有效茎数和茎径方面明 显优于 3 个对照品种,11 月田间锤度也与 ROC22 相当,但株高则整体上还处于中下水平。

另一方面,以入选群体的产量构成三要素和田 间锤度的平均值为准,并结合脱叶性能、57 号毛群多少及黑穗病田间自然感染的观察结果等, 从 315 个入选单株中选择在这 4 个数量性状上的测量值均 高于相应平均值的较优个体,总共 9 个(且它们的 脱叶性能都相对较好、57 号毛群无或相对很少、 暂时在田间自然条件下未发现感染黑穗病)。然后 分析表 3 中的数据,可以看出,尽管它们的大多数 性状表现优良,但在株高上仍与 ROC22 存在一定 差距。

表 3 部分较优入选后代性状调查结果
3 结论与讨论

⑴从上述分析结果可知,24 个母本中,仅粤 糖 92-1287 和粤糖 92-126 的遗传效应在本次入选 群体中所占比例就超过 50%,而粤糖 92-1287 则达 到 34.60%,且该母本单与父本粤糖 93-159 这一特 定组合的遗传效应在当中所占比例又已接近 1/2。 同时,无论是从双亲分析,还是从组合分析,抑或 从入选后代的角度进行分析,整体上平均而言,本 次入选群体在分蘖率、茎径和有效茎数上优于 3 个 生产对照品种,田间锤度则可认为至少与 ROC22 相当,但在株高方面则明显与之存在一定差距。在 本阶段试验中,CP94-1100 作为父本,其入选后代 11 月的平均田间锤度超过对照品种,其中又以组 合粤糖 92-1287×CP94-1100 表现较优,这一点与上 一年实生苗阶段试验结果相一致[5]

⑵综上所述还可以看出,近年来在本所常规育 种杂交计划中,不仅一些生产上推广种植的优良品 种被频繁作为亲本使用并配制相应的杂交组合,如 粤糖 93-159、粤糖 92-126 等,而且还通过不断地 试探性杂交从新引进国内外材料初步筛选出有较好 应用前景的新一代高频率使用亲本,如 CP94-1100、 桂糖 00-122 等。不过,本文对亲本、组合,或单 株的分析,主要还是就单个或少数几个性状分别加 以描述性的分析和评价,尽管与实生苗阶段相比, 此育种阶段开始设置生产品种作为对照,且在操作 管理上也参照一般大田生产进行,但如何综合多性 状并利用现有的数理统计工具对这些优良父(母) 本、组合,包括最后育成品种进行更为科学和准确 的比较分析与评价,尚有待于进一步深入研究探 讨。

⑶一般而言,一个优良品种的选育成功,表明 其亲本及组合也是优良的,但反过来,被认为表现 优良的亲本或组合却往往不一定总能培育出好的品 种,这其中有诸多方面的影响因素,也包括评价方 法的准确程度,优良的亲本筛选或组合配制是选育 优良品种的必要但不充分条件。另一方面,在本次 试验中,一些优良亲本如粤糖 92-1287 的入选后代 在入选群体中所占比例较大,其后代从上一级试验 入选到下一级的比率也较高,而另有一些优良亲本 如粤农 73-204 等在本次试验中的入选后代所占比 例及其入选率均相对较小,它们两者相比较而言, 是否可以认为粤糖 92-1287 在本次试验中又优于粤 农 73-204 呢?即在一定程度上表明在本试验条件 下,前者传递优良性状的能力较后者强。又由于亲 本或组合入选后代在总入选群体中所占比例是与其 早期定植的实生苗数量及入选率相关的,那么某亲 本或组合的花穗“生产能力”(包括开花杂交的难 易程度、花穗发芽性能等)与其优良后代的入选率 是否可以在一定程度上作为评价该亲本或组合传递 优良性状能力的参考依据呢?这样就从另一角度对 亲本或组合开展评价,等等这些,都值得继续研究 探讨。

⑷此外,2009 年在实生苗早期阶段,从常规 播种的实生苗杂交组合中选择 30 个组合单独开展 重复设置的家系试验,在试验结束时又依据目前单 株入选标准对各个参试家系选择单株并统一参加常 规育种下一阶段的选种圃试验,本文跟踪入选结 果,发现凡是其后代入选的家系,同时经历上一年 常规播种试验再到本次育种阶段亦有单株入选,由 此看出,相对于其它家系而言,这些家系在性状传 递过程中的基因型效应是较为主要的。

⑸需要说明的是,目前国内常规育种后代选择 技术主要采取单株选择方法,此次选种圃试验后代 入选亦不例外,本文即以最后入选单株群体为对象 进行分析,其结果仅供参考,有必要对上述表现较 好的亲本、组合及单株继续试验观察和评价。此外, 上述无性系接下来将进入第 3 阶段即鉴定圃试验进 一步培育选择,因此还需要继续对这些入选无性系 进行跟踪,同时及时收集整理相关原始试验资料, 尽管这是一项长期、持久且枯燥的工作,但以此才 能最小程度地减少对前期工作来说造成的一种不必 要浪费,也尽可能地提高亲本或组合评价的准确 性。

参考文献
[1]李奇伟.现代甘蔗改良技术[M]. 广州:华南理工大学出版社,2000:65-66. (1)
[2]邓海华,李奇伟.浅谈我国大陆甘蔗杂交育种的几个问题[J]. 甘蔗糖业,2001(5):1-3. (1)
[3]邓海华,张琼.我国大陆近年育成甘蔗品种的亲本分析[J]. 广东农业科学,2006(12):7-10. (1)
[4]邓海华,李奇伟.CP72-1210在我国甘蔗育种中的利用[J]. 广东农业科学,2007(12):18-21. (1)
[5]陈勇生,邓海华,刘福业,等.2009 年甘蔗实生苗试验家系评价初步结果[J]. 广东农业科学,2011(5):47-50 (2)
(本篇责任编校:李金玉)