陈健,陈和,沈会权,陶红,陈晓静,乔海龙,臧慧
(江苏沿海地区农业科学研究所,江苏 盐城 224002)
江苏沿海地区大麦种植面积常年在15万hm2左右(含境内国营农场的种植面积),是我国大麦生产的主产区之一。江苏沿海地区农科所从事大麦品种改良工作有30年的历史,主持(或参加)承担过国家、省、市级大麦育种课题,选育了一批在生产上有影响的大麦品种,如盐辐矮早三、苏啤1号、盐麦二号、单二大麦、苏啤3号和苏啤4号等,本文就近年来选育的苏啤系列大麦品种性状改良及选育技术进行分析总结。
1.1苏啤3号
苏啤3号是江苏沿海地区农业科学研究所与中科院遗传所合作,用日本啤酒大麦材料Kinuyutaka和Kantonijo25中间材料作母本,用沪94-043作父本,进行人工杂交配组,并用花药培养技术对F1代进行培养诱导选育而成,2003年通过江苏省农作物品种审定委员会的审定,是我国第一个获得农业部农作物新品种权保护的大麦品种,品种权号:CNA20030395.3。苏啤3号的育成协调了高产和优质之间的关系,在兼顾优质的基础上能达到高产的目的,且具有矮秆、耐肥,高产、优质,抗逆性好,熟相佳等优点,得以迅速推广,成为目前江苏大麦生产的主栽品种,常年栽培面积占沿海地区大麦生产总面积的50%以上。现已累计推广50多万公顷,并且在河南、湖北、陕西等省的许多地区得到了大面积的应用。“超高产、优质、抗倒啤酒大麦新品种—苏啤3号的选育与推广”获2005年盐城市科技进步一等奖。
1.2苏啤4号
苏啤4号是1997年用申6/美酿黄金//单二大麦/3/单二大麦杂交的后代中间材料为母本(主要特点是麦芽品质好,籽粒外观好,皮壳薄,腹沟浅),用盐麦3号作父本(主要特点是抗大麦黄化叶病,抗倒性好,千粒重高)进行人工杂交配组,用系谱法经多年连续选择而成,2009年2月通过江苏省农作物品种审定委员会认定,鉴定编号:200902,并获品种权保护,品种权号为CNA20040303.6。该品种春性,幼苗直立,主要表现为大穗、大粒,每穗粒数25~28粒,粒形卵圆,千粒重高(42~45g),丰产性好,抗逆性好。苏啤4号具有大穗、大粒,高产,优质,茎秆粗壮,熟相好等优点,深受广大种植户的欢迎,现已累计推广10多万hm2。
1.3苏啤5号
苏啤5号是1999年用引进上海农科院的后代材料沪93-043为母本,用江苏沿海地区农业科学研究所选育的中间材料盐95168作父本进行人工杂交配组,用系谱法选育而成,株高70~75cm。该品种春性,幼苗直立,分蘖性较强,成穗率高,穗层整齐一致,抽穗期中等,比苏啤3号早2~3d,丰产性好,已申请品种权保护,申请号为20060403.1,公告号为CNA003306E2.2,现已累计推广2万hm2。
1.4苏啤6号
苏啤6号是2000年用引进浙江省农科院选育的浙皮1号为母本(主要特点是早熟,中秆,粒型短圆),用单二大麦作父本(主要特点是麦芽品质好,粒型短圆,千粒重中等),进行人工杂交配组,2001年用单二大麦进行回交,后经连续5年的系谱选育而成。该品种春性,幼苗半直立,分蘖性较强,成穗率高,丰产稳产性较好,一般产量水平6 750~7 125kg/hm2,产量潜力可达7 500kg/hm2。2008年经中国食品发酵工业研究院酿酒技术中心测定的麦芽品质结果为:蛋白质含量11.0%,浸出物(绝干)81.5%,糖化力328WK,α-氨基氮190mg/100g,库尔巴哈值47%。已申请品种权保护,申请号为20080409.X,公告号为CNA005043E,现已示范种植1 000hm2以上。
2.1建立正确的育种目标
根据当地生产需要和市场需求确定育种目标,大麦育种目标必须符合生产气候条件。江苏省是全国大麦主产区,大麦一般都是冬播,以弱春性半冬性为主。春性太强则抗寒差,冬性太强则成熟迟。都不符合生产气候条件。生产上需要优质,高产,稳产,抗大麦黄花叶病,抗倒,产量6 000kg/hm2的品种。所以选育目标应定位在优质、高产、矮秆、抗倒、抗病上。高产的重点是解决单位面积穗数和大穗的关系。在一定单位面积穗数的基础上,增加穗粒重,以提高粒重为主。在抗病方面,侧重抗大麦黄花叶病问题,确定以矮秆抗倒的选择为突破口,兼顾大麦黄花叶病抗性的选择,在高产、优质的前提下,提高育成品种的综合抗性;采取优质×矮秆或矮秆×矮秆配组方式[1],对后代群体严格地进行外观品质和植株高度鉴定,提高育成品种的品质、产量水平和耐肥抗倒能力;通过边试验、边示范、边推广的方法,加强育成品种的特征特性及其高产高效配套栽培技术进行研究,提出简单明确的栽培技术规程,促进良种良法配套推广。
2.2紧扣育种目标进行选育
从亲本选用开始就紧扣育种目标,以亲本综合农艺性状较好、且能互补共增为原则组配亲本,以达到丰产性与农艺性状同步提高。比如苏啤4号就是以申6/美酿黄金//单二大麦/3/单二大麦后代的中间材料(麦芽品质好,粒型短圆)为母本,盐麦3号(抗大麦黄花叶病,大穗、大粒)为父本杂交应用聚合杂交技术将不同来源的优质高产抗病基因进行聚合,结合系统选育培育出了具有大穗、大粒,高产,优质,茎秆粗壮,熟相好等优点的啤酒大麦新品种苏啤4号。亲本互补性强,有利于目标的实现[2]。在田间选种时注重成穗多、大穗、粒多等产量性状。早期对组合进行产量鉴定,通过培肥地力,使品系的产量潜力得以充分表现。稳产也是重要的育种目标,田间主要针对抗病性、抗冻性、抗倒性等与稳产相关的性状选择,特别注重年度间、不同条件下抗逆性的变化。品质目标的选择,主要对麦芽品质,籽粒外观好、皮壳薄,腹沟浅等性状进行选择,籽粒性状应从早代到高代对籽粒大小、色泽、饱满度和品质进行定向选育,进入品比试验时,就进行麦芽加工品质的检测。
2.3改进育种方法
育种是一种繁杂的实践活动,特别是大麦育种,材料多,观察、记载、收获及考种工作任务重,面对大量的选种材料,如何提高效率是育种工作者必须解决的问题[3]。以组合为中心,以株系、单株、单穗为单位,以穗部丰产性为重点进行田间选育。先确定重点组合,后进行单株、单穗的选择,明确育种目标,减少盲目性,重点组合多选,劣质组合少选或不选,提高选择效果。改进育种方法,提高育种手段的创新力度,改变以往较为单一的,通过品种间的人工杂交配组,对其后代进行连续多代人工选择优良单株的常规育种方法。应用花药(孢子)培养等生物技术来辅助常规育种,缩短后代材料的纯合时间,加快育种进程。应用花药培养技术对F1代进行培养诱导,顺利育成了苏啤3号大麦品种。此外,我们还充分结合人工化学诱变与物理诱变育种技术来开展大麦新品种选育。目前正积极与江苏省农科院和浙江省农科院合作,争取尽快将分子标记、早代抗性鉴定等技术应用到我们的大麦育种中去,在育种手段上改变仅依靠育种者的经验来选择优良单株状况。总体上,F2代前对看不准的材料适当保留一定数量,F3、F4代应少组合,多株系,看准的组合连续观测5代以内的表现,定出恰当的汰留比例。总结选育实践,对以选单株为主的系圃选育,应保留更多的基因变异类型,但工作量增加。籽粒性状应从早代到高代对籽粒大小、色泽、饱满度和品质进行定向选育,有利于提高品质特性和收获指数。苏啤6号早代田间长相较好,株高中等,结实性好,穗部整齐,籽粒外观好、皮壳薄,腹沟浅。F1全部收获,翌年后代加大播种观测量,选择优良株系,在后代选择中,把优良株系表现出性状好的组合升入鉴定圃。从早代到高代对籽粒大小、色泽、饱满度和品质进行定向选育,利用自有高世代材料作母本,麦芽品质好的种质材料作父本配制杂交组合,进行复交、回交工作,将有利的基因进行叠加,扩大育种材料的变异范围。利用这种方法成功选育出麦芽品质优异的苏啤6号,经中国食品发酵工业研究院酿酒技术中心测定麦芽品质结果为:蛋白质含量11.0%,浸出物(绝干)81.5%,糖化力328WK,α-氨基氮190mg/100g,库尔巴哈值47%,达到或超过国外优质啤麦标准。早代F3~F4重点组合的异质混系测产,对提高群体中的高产或超高产基因型的筛选有重要作用。
2.4低代材料的选择应掌握宽严结合
F1优良组合内选择从宽;F2严格把关,择优去杂从严;特别是对大麦黄花叶病的抗性和抗倒性选择上,表现抗病和株高90cm以下组合尽量多选,低代材料保证一定的群体,有利于保留更多的基因变异类型;不抗病和株高90cm以上组合尽量少选或不选。在杂交组合育种中,由于每年做的组合多,所以在F3就要严格把关,选择表现突出的有苗头的组合;在F4加大选择力度,重点组合重点选,优良组合内个体类型选择从宽。苏啤5号就是采用矮秆×矮秆的配组方式,利用优质抗病性状与丰产性的遗传特性,加大选择压力,打破不良性状基因间的连锁。用沪93-043为母本,盐95168作父本进行人工杂交配组的重点组合,F4表现分蘖性较强,成穗率高,穗层整齐一致,进行混系测产,结果比苏啤3号,早2~3d,丰产性好,进入品比试验。通过边试验、边示范、边推广的方法用系谱法选育而成。
2.5完成和强化育成品种的优良性状品种
出圃并不意味育种工作的结束,保持种性,强化优良性状,是始终要做的工作。苏啤3号和4号在生产上,虽然推广使用多年,但每年都精选单株,种成株行,通过提纯复壮,除去其中整齐度差的和不抗病株行,选择2~3个表现突出的株行翌年种成株系进一步比较,从中选出一个优良株系繁殖原种供生产上应用,保证了品种的种性和使用寿命,进一步优化品种性状,使育成的品种更符合当前生产的需求。做好新品种(系)的各级试验工作。积极推荐新品系参加省级区域试验。对高代材料(特别是正在参加省市区试的品系材料)及时做好抗性和品质鉴定工作,对优异材料在国营农场建立种子繁殖基地,做好成果转化的前期工作。在新品种示范推广上,做好新品种优质、高产、高效栽培试验,提出确实可行的栽培技术路线,并与主产区大的种子公司合作,联合示范推广,加快新品种的推广速度。
2.6加大品种权保护力度
品种权保护,是大麦新品种选育工作稳步发展的保证,加强品种权保护,是成果转化过程中确保育种者权益不受(或少受)侵害的有效措施之一[4]。从2003年国家开始实施农作物新品种保护办法后,我们就积极做好新品种(系)品种权保护工作,目前苏啤3号和苏啤4号已获得品种权保护,苏啤5号和苏啤6号正在公告阶段。通过对品种权保护品种的经营权有偿转让,获得一定的经济效益,从中分出一部分再投入到新品种的研究,从而保证了江苏沿海地区农业科学研究所的大麦新品种选育工作又快又好地向前发展。
总结近年来大麦新品种选育工作,一是大麦矮化育种工作做的比较成功。一般品种(系)的株高都在75~80cm,表现为株型紧凑,茎秆粗壮,抗倒性好。上个世纪末以来,我们一直注重抗病品种的选育工作,尤其是抗黄花叶病品种的选育。二是我们在啤酒大麦品质性状的改良上做了大量的工作,取得了很好的成绩[5]。2007年,北京农学院主持实施了农业部“2007年中国啤酒大麦品种品质鉴评”项目,对从全国各地征集的77个国内品种和两个国外品种进行啤酒大麦全项指标的检测。检测报告中,国内品种(系)排名前十位的,就有三个为我单位选育。
[1]庄巧生.冬小麦亲本选配研究[J].作物学报,1983,2(2):117-119
[2]杨建明,沈秋泉,汪军妹,等.我国大麦生产、需求与育种对策[J].大麦科学,2003,(1):1-5
[3]许如根,李忠芹,吕超,等.大麦品种扬农啤4号优质高产栽培技术研究[J].江苏农业科学,2006(1):20-23
[4]顾自奋,黄志仁,许如根,等.近10年世界大麦生产概况[J].大麦科学,2001,(1):1-4
[5]田纪春.超级小麦的概念、育种目标和任务[J].山东农业科学,2004(5):18-21