甜菜多倍體雜交種甜研312的遺傳改良與推廣

王華忠 ，吳則東 ，王叢玲 ，朱東順 ，何 群 ，肖春山 ，王茂芊 ，韓 英 ，高 峰 ，高 巖

（1.黑龍江省普通高等學校甜菜遺傳育種重點實驗室/黑龍江大學農作物研究院，哈爾濱 150080；2.中國農業科學院甜菜研究所/中國農業科學院北方糖料作物資源與利用重點開放實驗室，哈爾濱 150080；3.山東省輕工農副原料研究所，高密 261550；4.齊齊哈爾市鶴城種業有限公司，黑龍江齊齊哈爾 161031）

多倍體甜菜品種在20世紀90年代10年間曾經覆蓋我國三北甜菜主產區80%～90%的種植面積。多倍體甜菜品種塊根產量和含糖率高的優良特性一直受到糖廠和農民的歡迎。但是，進入21世紀以后，我國甜菜生產明顯滑坡，甜菜制糖企業效益銳減。主要問題是大量引進國外豐產品種，不適應我國生態環境，含糖率低，感褐斑病和根腐病嚴重地塊顯示不出豐產優勢。因此，選育適合我國生態條件的豐產、高糖、抗病型國產甜菜品種是育種攻關的重要課題。

根據多年的育種經驗，查閱1980年以來的大量甜菜多倍體育種譜系發現，品種親本基本上是單一的四倍體和二倍體品系雜交而成，并且到目前為止，基本上相互配制過三倍體雜交組合[1-4]。因此，利用現有的材料和以往的單交組合的育種方法已經難以選育優良甜菜品種，必須考慮利用新的思路和方法重新挖掘現有育種基礎材料的潛能。甜菜的產糖量性狀主要受制于根產量和含糖率，兩性狀受數量性狀多基因控制，通常呈負相關，通過導入野生甜菜的高產基因及抗叢根病基因，同時進行病地與非病地的雙重脅迫輪回選擇[5-8]，輔助進行甜菜母根分割，配合力測定，豐產根形篩選等技術措施，可能會促進甜菜的根產量和含糖率性狀趨于合理的平衡，又可創新甜菜種質資源的多樣性[9-12]。在甜研312（雜交組合代號04362）選育過程中，育種目標以國外引進品種為標準，確立為豐產、優質、多抗型，不論在育種材料，還是在育種技術方面都有所創新，使該組合具備了豐產性穩定、含糖率較高、抗病性較強等優點。通過10余年選擇與鑒定，2010年初通過黑龍江省農作物品種審定委員會審定命名為推廣品種。為我國甜菜生產提供了國內亟需的、與國外引進品種具有競爭力的國產甜菜新品種。該品種于2012年已轉讓于黑龍江省某種子公司進行獨家繁育和銷售，是黑龍江甜菜產區近幾年唯一推廣的國產品種，具有很好的推廣前景。

1 材料與方法

1.1 親本材料選擇與雜交組合配制

甜研312雜交組合是以母本4N03408×父本2N03210按行比3∶1比例配制雜交而成，父母本種子混收，生產上利用其雜種一代優勢。該雜交組合特色是父母本均利用雜交一代，突出雙交種方式的雜種優勢。母本4N03408為兩個四倍體品系甜423E/4N×甜426E/4N按1∶1比例自由雜交授粉的雜交一代，父本2N03210為兩個二倍體品系甜202-R080E/2N×甜W412/2N按1∶1比例自由雜交授粉的雜交一代。

1.2 方法

1.2.1 雜交組合產質量鑒定試驗 甜研312雜交組合產質量鑒定試驗采用隨機區組設計，2行區、4次重復，行長10m，株距25cm。2004年配制雜交組合，2005—2006年進行小區鑒定試驗，2007—2008年參加黑龍江省品種區域試驗，2009年參加黑龍江省生產示范試驗，同時還在內蒙古、新疆、甘肅等叢根病發病地區進行了多點鑒定試驗。

1.2.2 甜菜親本品系遺傳改良技術應用 在甜研312品種的雜交組合配制、親本品系選育過程中，注重了親本的遺傳改良與創新，主要采取了如下措施：

（1）導入野生甜菜的高產及抗病基因，父母本均利用雜交一代，突出雙交種方式的雜種優勢。甜菜雜交組合的高生產力主要體現于產糖量性狀，主要體現在一是根產量，二是含糖率，兩性狀通常呈負相關，因此，親本選擇時要考慮根產量與含糖率的平衡與互補。四倍體品系甜426E/4N含糖率高，甜423E/4N根產量高，綜合經濟性狀均好，雜交一代作為母本具較好的雜交優勢。二倍體品系甜W412/2N是由國外豐產品種雜交混選而成，豐產性好，甜202-R080E/2N是在高糖品系“雙十”中導入了野生甜菜的高產基因及抗叢根病基因，含糖率與豐產性較好，抗病性強，兩個二倍體品系的雜交一代作為父本也具較好的雜交優勢。由此配制雜交組合便形成了雙交種方式的三倍體組合，雙親都是雜交一代，其雜交后代更應有突出的雜交優勢表現。

（2）病地與非病地的雙重脅迫輪回選擇，強化親本材料的抗耐叢根病和根腐病性能，提高豐產基因型頻率。在2001—2003年間，一方面利用特有的根腐病和叢根病試驗區進行抗病基因型選擇，對甜研312的雙親4個親本品系進行病地脅迫選擇，選擇不感病或感病極輕的甜菜母根；另一方面同時利用農村很久未種甜菜的地塊同步進行豐產基因型選擇，因其病害較輕，可以充分顯示甜菜的產量性狀，亦即選擇高產的甜菜母根；兩地選擇的母根組成新的輪回選擇群體進行混選后，便聚集了較為理想的豐產性和抗病性基因型。

（3）甜菜母根分割，配合力測定，進行豐產根形篩選。將在田間選擇出來的優良甜菜根形單株，如根頭較小，根體肥大，根溝較淺，根皮光滑，適于機械化收獲等，選擇優良根形的母根一般有25～30個，每個根體分別在根頭至根尾一分兩瓣，其中一瓣用于成對雜交組合采種，另一瓣用于自交或休眠保存，根據成對雜交組合試驗結果，選擇高生產力、抗病性強、根形較好者升級繼選，然后利用相應的另一瓣母根進行純系選擇或組成群體，如此經過若干代輪回選擇后，就形成了高生產力、優良根形一致的優勢群體。通過母根分割，進行株系配合力測定，純化親本品系，進一步提高了群體增產優勢。

2 結果和分析

2.1 小區鑒定試驗

甜研312品種于2005—2006年進行小區鑒定試驗，在省內設置了2點小區鑒定試驗。在各試驗點均有突出表現，在此展示省內2個點次試驗結果（見表1），平均根產量54334.5kg/hm2，比對照甜研309平均提高12.1%；平均含糖率18.7%，較對照平均提高0.3度；平均產糖量10186.8kg/hm2，較對照平均增產13.8%。另外，盡管呼蘭所內試驗區根腐病和叢根病較重，但甜研312品種根產量及含糖率仍比對照顯著提高，表現出較強的耐病性?？傮w來看，褐斑病病情0.6～1.5級，根腐病罹病率在6%以下。

表1 甜研312品種各類試驗結果

2.2 黑龍江省區域鑒定試驗

2007—2008年在黑龍江全省8個點2年區域試驗中（表1），甜研312品種平均根產量43014.0kg/hm2，比統一對照增產13.7%；平均含糖率17.7%，略高于對照0.1度；平均產糖量7621.6kg/hm2，比對照提高14.6%。甜研312品種在2年區域試驗中，表現出含糖率較高而穩定，從2年試驗的根產量增產幅度看，還有很大的增產潛力，其中在友誼、寧安、嫩江、呼蘭等地表現比較突出，有5～6個點次產糖量高于對照達顯著或極顯著水平。

2.3 黑龍江省生產示范試驗

甜研312品種在2009年黑龍江全省5個試驗點（表1）中，產質量表現較好。雖然春季干旱和夏季雨多，對甜菜生長產生了一定的影響，但平均根產量仍達42326.3 kg/hm2，比對照品種提高5.2%；平均含糖率17.5%，比對照增加1.4度；平均產糖量7377.5 kg/hm2，比對照提高14.7%。5個試驗點的含糖率均比對照提高1.0以上，均達到了1%極顯著水平。

2.4 省外異地多點鑒定試驗

為鑒定三倍體品種甜研312的抗逆性及適應性，于2009年在內蒙古、新疆、甘肅等地的甜菜叢根病地區或高產高糖地區進行了鑒定試驗。甜研312在西北及華北的甜菜產區，與對照品種比較，根產量及含糖率均有明顯提高，平均根產量53969.2kg/hm2，比對照增產5.3%；含糖率16.5%，比對照提高0.45度；產糖量8991.8kg/hm2，較對照增產8.0%。同時均表現出較強的耐病性。多點試驗表明，甜研312達到了高糖、豐產、抗病的育種目標，是目前我國甜菜生產上亟需的、可與國外引進品種相匹敵的高產優良多胚多倍體品種。

3 品種特征特性及栽培、制種技術要點

3.1 品種特征特性

甜研312品種特性是生長勢強，適應性廣，抗褐斑病，耐根腐病，塊根豐產性較穩定，含糖率較高。幼苗期胚軸顏色為紅色和綠色混合型。根形為楔形，根皮光滑白色，根肉淺黃色，根溝較淺，青頭小，根形整齊，易于切削，適于機械化收獲。葉叢斜立，葉色淺綠，葉片較大呈舌形，葉柄長23～25cm，葉長25～30cm，葉寬17～20cm，株高55～60cm，繁茂期葉片數為25～28片。株型緊湊，適宜密植。屬于中晚熟類型，生長期為150～170d。需要≥10℃的積溫在2400℃以上。

3.2 栽培技術要點

3.2.1 選地保苗 甜研312品種適宜在黑鈣土及蘇打草甸土地區種植。地勢以平川或平崗地為宜。在生產中應制定合理的輪作制度，確保4～5年輪作年限，避免重茬與迎茬。確保土壤疏松、土質肥沃；在北方甜菜生產區的適宜播期為4月下旬至5月上旬，種植密度以66000～71000株/hm2為宜。各地應因地制宜適期早播，確保苗全、苗齊、苗壯。

3.2.2 合理施肥 對于計劃種植甜菜的地塊，最好進行秋季深翻起壟，并結合整地，深施有機肥、化肥等。施肥以農家肥與化肥配合使用為宜，一般施農家肥30t/hm2，底肥以磷肥為主，磷酸二銨用量為250kg/hm2，施純氮應控制在 150kg/hm2，推茬 N∶P∶K 比例為 1∶1∶0.5，追施氮肥時間不能晚于 8片真葉期。

3.2.3 田間管理 播種出苗后1～2周內，應注意黑絨金龜子和跳甲、象甲等苗期害蟲的危害，中后期著重防治甘藍夜蛾和草地螟。苗期注意防治立枯病，中后期防治褐斑病。在葉叢期及塊根膨大期缺水條件下最好及時噴灌。實行三鏟三趟或機械中耕，確保土壤通氣透水，適當適時噴施微肥以及增糖液體肥。東北地區以9月下旬至10月上旬為適宜收獲期。

3.3 品種制種技術要點

甜研312制種時，母本四倍體2個品系與父本二倍體2個品系應分別培育母根，分別收獲，窖藏越冬。翌年四倍體2個品系1∶1雜交獲得雜交一代種子作為母本，父本二倍體2個品系1∶1雜交獲得雜交一代種子作為父本，第三年在采種田間栽植時，母本與父本的母根按3∶1比例栽植，種子成熟后混收。制種田要加強肥水管理，力爭苗齊苗壯，確保父母本花期一致，以提高三倍體雜交率。適時收獲種子，及時脫粒和晾曬，以利于提高種子發芽率，確保生產高質量的生產種。

4 品種示范推廣措施

多點試驗表明，甜研312品種適宜在黑龍江、內蒙古、新疆、甘肅等甜菜產區種植。但是，近年來國外甜菜品種大量涌入，嚴重干擾了國產品種的推廣。由于甜研312品種導入了野生甜菜的高產基因及抗叢根病基因，是目前黑龍江甜菜產區唯一推廣的國產品種。2009年開始至今借助國家甜菜產業技術體系建設項目的大力支持，甜菜研究所與當地種子公司緊密合作，研究所繁育提供優質原種，種子公司利用其人脈網絡繁育推銷生產種，近幾年進行了甜研312品種的大面積展示和科技示范戶的建立，2010—2012年在黑龍江省富?？h、龍江縣、林甸縣、拜泉縣、寧安縣等地示范，長勢非常喜人，先后在富?？h、龍江縣、林甸縣召開了三次現場觀摩會，召集制糖企業及甜菜原料站等有關領導與技術員，宣傳國產品種的穩產、高糖及抗病性強等優勢，并且在田間現場測產測糖，兩年平均根產量達46636.6 kg/hm2，比對照荷蘭品種BASTION和德國品種SD21816提高3.5%、4.5%；平均含糖率17.5%，比對照增加1.5度、1.8度，深受制糖企業和農民的歡迎。目前，該品種已于2012年轉讓于黑龍江省某種子公司進行獨家繁育和銷售，在黑龍江產區已經推廣1萬多公頃，經過親本提純復壯，增產潛力很大，具有非常好的推廣前景。

[1]張木清，王華忠，白晨，等.糖料作物遺傳改良與高效育種[M].北京：中國農業出版社，2006：32-57.

[2]楊炎生，孫以楚，王華忠.甜菜多倍體新品種甜研303的育成與推廣[J].作物雜志，1995（4）：30-33.

[3]孫以楚，楊炎生，王華忠，等.甜菜多倍體新品種甜研 309 的選育[J].中國糖料，1997（3）：1-4.

[4]王華忠，韓英，吳則東，等.甜菜多倍體新品種甜研 310 的選育[J].中國糖料，2007（1）：18-20.

[5]彭澤斌，張世煌.玉米群體改良的問題與對策[J].中國農業科學，2000，33（增刊）：27-33.

[6]漆映雪，鄒小云.輪回選擇在作物育種中的應用研究進展[J].江西農業學報，2008，20（6）：14-17.

[7]王華忠，張文彬，倪洪濤，等.不同土壤環境對甜菜產質量的影響[J].中國糖料，2003（4）：5-8.

[8]倪洪濤，王華忠.應用高穩系數法評價甜菜單胚品系的高產穩產性[J].中國糖料，2007（3）：30-31.

[9]劉景泉，陳麗.甜菜主要性狀配合力分析[J].中國甜菜，1985（4）：1-10.

[10]李文，龐鳳仙，劉迎春，等.甜菜品質性狀的遺傳分析[J].中國糖料，1996（1）：10-13.

[11]王華忠，張文彬.甜菜下胚軸顏色選擇對后代品系及雜交組合的影響[J].作物學報，2007，33（6）：1029-1033.

[12]路運才，王華忠.甜菜多倍體品種的重要農藝性狀鑒定與評價[J].中國甜菜糖業，2006（3）：21-23.