中国白肋烟育种研究进展与思考

2016-10-10 07:09吴成林黄文昌程君奇李亚培李宗平曹景林
作物研究 2016年4期
关键词:中国烟草烟碱种质

吴成林,黄文昌,程君奇,李亚培,李宗平,曹景林

(湖北省烟草科学研究院,武汉 430030)



中国白肋烟育种研究进展与思考

吴成林,黄文昌,程君奇,李亚培,李宗平,曹景林*

(湖北省烟草科学研究院,武汉 430030)

对中国白肋烟育种研究进展进行了简单综述,并在此基础上分析了白肋烟育种发展存在的问题,提出了加强种质研究、加强烟草工农业合作、明确育种策略等建议。

白肋烟;育种;进展;建议

烟草是重要的经济作物之一。白肋烟作为烟草主要类型之一,是混合型卷烟的重要原料,在卷烟生产工业中占有重要位置。白肋烟在我国有相当的种植面积规模和稳定的产量,国内引进或自育的白肋烟品种在生产上起到了重要的作用[1,2]。但随着农业生产环境的变化和工业需求的发展,白肋烟生产上逐渐出现抗性衰退、病害加重、烟叶品质有待提高等问题[3,4],再加上工业库存积压严重,进而导致目前全国白肋烟种植面积不断压缩,同时也出现白肋烟原料出口困难的情况。

选育抗病优质的品种是解决上述问题的有效措施之一,也是我国白肋烟持续发展的有力物质支撑。为了进一步做好白肋烟育种工作,本文在介绍白肋烟育种进展情况的基础上,对今后的发展做了进一步探讨。

1 白肋烟育种研究进展

1.1国外白肋烟育种研究现状[5]

美国是世界上进行白肋烟育种研究最早和培育白肋烟品种最多的国家。1921年育成第一个白肋烟品种White Burley,随后又选育出Burley21、Kentucky14、Kentucky10等。自20世纪60年代以来,美国在逐步提高品质的基础上,育成大批白肋烟抗虫和抗病品种,例如,以Burley49作为根黑腐病抗源亲本,相继育成Kentucky17、Kentucky15、Kentucky78379、PVY202、Kentucky8259、Kentucky8958、Tennessee86、Tennessee90等品种,以N.glutinosa作为TMV抗源亲本育成品种Kentucky56,随后育成兼抗PVY、TEV、TVMV三种病毒病的品种Kentucky907、Kentucky8529、Tennessee86、Tennessee90、KDH926、KDH960、Greeneville107等。1976年,Lapha转育成抗赤星病白肋烟品种BanketA-1。在育成的抗野火病品种Burley21之后,育成Kentucky14、Kentucky15、Kentucky170、Burley37、DF485、Tennessee86、Kentucky180等品种。这些品种的育成对美国白肋烟生产和世界白肋烟生产的持续稳定发展起了重要作用。

其它种植白肋烟的国家,在引种基础上也相应开展了一些育种研究,培育筛选出适宜本国种植的优良新品种。美国烟草品种取得成功的原因:一是取决于种质资源的利用,这些种质资源包括野生种和20世纪40年代收集到的1000多份的TI系列地方品种;二是取决于有关大学和研究所的大量基础研究。如60年代至70年代主要病害抗源筛选、抗性遗传、病害发生流行规律以及病菌小种分化和致病力研究,这些为美国近30多年抗病育种快速发展奠定了坚实的基础。目前,美国白肋烟育种的特点和发展趋势主要有以下几点:(1)育种目标为优质、适产、多抗;(2)注重种质资源的收集和鉴定;(3)着力解决品质与抗性矛盾;(4)积极推行白肋烟种子低烟碱转化率质量安全标签;(5)重视对新品种的质量控制。

1.2我国白肋烟育种研究现状

我国白肋烟育种工作起步较晚,1956年才开始进行引种试验,经过40年来在白肋烟育种基础研究和新品种选育方面开展的大量研究,白肋烟育种研究工作才有了长足的进展[6~8]。目前湖北已育成鄂烟1号、鄂烟2号、鄂烟3号、鄂烟4号、鄂烟5号、鄂烟6号、鄂烟209、鄂烟101、鄂烟211、鄂烟213、鄂烟215等11个鄂烟系列的白肋烟品种,四川育成了达白1号、达白2号、川白1号、川白2号等系列白肋烟品种,云南育成了YNBS1、云白2号、云白3号、云白4号等系列白肋烟品种。同时,Tennessee86、Tennessee90、Kentucky8959这3个引进品种通过了品种认定。这些品种为全国白肋烟生产提供了较为丰富的品种基础并在生产推广过程中发挥着显著作用,较好地满足了国内中式混合型卷烟品牌对白肋烟原料的需求,产生了巨大的经济效益和社会效益。

1.3白肋烟品种资源现状

品种资源是育成新品种的物质基础,种质资源在烟草育种中起着极大的作用。在种质资源方面,中国烟草白肋烟试验站收集和保存了国内最多的白肋烟种质资源,约150余份[9],目前已对其中的148份白肋烟种质资源主要性状包括植物学性状、农艺性状、产量性状、品质性状、抗病性等进行了系统鉴定,明确抗烟草黑胫病的种质资源35份、产量较高的种质资源23份、品质较优种质资源21份、抗蚜虫种质资源4份、低烟碱种质资源7份、低总粒相物含量(30 mg/g以下)种质资源7份、低TSNA含量(2 μg/g以下)种质资源5份,并根据农艺性状、经济性状、质量性状等19个性状数据对白肋烟品种资源进行了系统聚类分析,成功转育白肋烟雄性不育系18份,利用品种间有性杂交和系统选育创新种质10余份,为白肋烟育种奠定了重要基础,其中部分资源品种的不育特性、抗性、风格品质等特征也利用在烤烟、晒烟和香料烟上。

2 国内白肋烟育种主要成就

我国自20世纪60年代开始引进Burley21、Burley37、Kentucky14等品种后,通过几代育种工作者的努力,目前已通过国家烟草品种审定的自育白肋烟品种有19个(表1),这些优良品种基本取代了引进品种,在全国白肋烟生产区进行了广泛种植。

表1 我国白肋烟审定品种简要情况[10~23]

(续表1)

品种亲本来源母本父本选育单位审定年份主要性状鄂烟2号MSKen-tucky14L-8中国农业科学院烟草研究所、湖北省恩施烟叶复烤厂1997年高抗黑胫病,抗野火病和TMV,产量2500kg/hm2,原烟颜色较深,多为浅红黄、浅红棕,光泽明亮,成熟充分,厚度适中,叶片稍皱,结构稍疏松,化学成分含量适宜,比例协调,具有典型的白肋烟香型风格,香气质较好,香气量较足,劲头适中。鄂烟3号MSTenne-ssee86LAB21湖北省烟草公司建始县公司、湖北省烟叶公司、湖北省烟草科学研究院2004年抗黑胫病,中抗TMV和根黑腐病,产量2380kg/hm2,原烟近红黄色,光泽鲜明,结构疏松,厚薄适中,化学成分含量适宜,比例协调,烟碱含量较低,白肋烟香型风格较显著,香气质较好,香气量较足,浓度较浓,劲头适中。鄂烟4号MSTenne-ssee90Kentucky14湖北省烟草科学研究院2004年高抗TMV,抗黑胫病,中抗根结线虫病,产量2340kg/hm2,原烟颜色多为近红黄、红黄,光泽尚鲜明至鲜明,叶面平展至微皱,身份适中至稍厚,叶片结构尚疏松,外观质量良好,主要化学成分适宜,比例协调,原烟白肋烟香型特征较明显,香气量尚足,余味尚纯净。鄂烟5号MSKen-tucky14Burley37湖北省恩施烟叶复烤厂、湖北省烟叶公司、湖北省烟草科学研究院2006年抗TMV,中抗黑胫病,产量2400kg/hm2,原烟颜色较深,多为浅红棕,光泽明亮,叶面舒展至稍皱,身份适中,结构尚疏松,化学成分含量适宜,比例协调,白肋烟香型风格较显著,香气量尚足,浓度中等,劲头中等。鄂烟6号MS金水2号Burley37湖北省烟草科学研究院2007年抗TMV,抗黑胫病,产量2280kg/hm2,原烟颜色呈浅红黄、浅红棕,光泽明亮,身份适中,颜色浓度强,化学成分含量适宜,比例协调,白肋烟香型风格较显著,浓度中等至较浓,余味尚适。鄂烟101鄂白003Kentucky8959湖北省烟草科学研究院2009年抗黑胫病、TMV,产量2710kg/hm2,原烟颜色呈浅红黄、浅红棕,光泽亮,叶面稍皱,叶片结构稍疏松,身份适中,颜色强度中,化学成分含量适宜,比例协调,烟碱含量较低,白肋烟香型风格程度有至较显著,香气量有至较足,浓度中等,余味微苦至尚舒适。鄂烟209MSVa509EBurley37湖北省烟草科学研究院2009年抗TMV,中抗黑胫病,产量2320kg/hm2,原烟颜色呈浅红黄、浅红棕,光泽明亮,叶面较舒展,叶片结构尚疏松,身份适中,颜色强度浓,化学成分含量适宜,比例协调,白肋烟香型风格程度有至较显著,香气量有至尚足,浓度中等。鄂烟211MSBur-ley21Kentu-cky16湖北省烟草科学研究院(主持)2011年抗TMV,中抗黑胫病,产量2620kg/hm2,原烟颜色呈浅红黄、浅红棕,光泽中至亮,叶面稍皱至展,叶片结构疏松至尚疏松,身份适中至稍薄,颜色强度中至淡,化学成分含量适宜,比例协调,白肋烟香型风格程度有至较显著,香气量较足,香气质较好,浓度中等,余味较舒适。

(续表1)

品种亲本来源母本父本选育单位审定年份主要性状鄂烟213MSKentu-cky8959Virginia528湖北省烟草科学研究院(主持)2015年抗TMV,中抗至抗黑胫病,产量2570kg/hm2,原烟颜色呈浅红黄、浅红棕,光泽中至亮,叶面稍皱至展,叶片结构疏松至尚疏松,身份适中至稍薄,颜色强度中至淡,化学成分含量适宜,比例协调,烟碱含量低,NNK含量低,白肋烟香型风格程度较显著,香气量有至尚足,浓度中等,劲头中等,余味较舒适。鄂烟215MSBur-ley21Virginia509湖北省烟草科学研究院(主持)2015年中抗至抗黑胫病,产量2530kg/hm2,原烟颜色呈浅红黄、浅红棕,光泽中至亮,叶面稍皱至展,叶片结构疏松至尚疏松,身份适中至稍薄,颜色强度中至淡,化学成分含量适宜,比例协调,白肋烟香型风格程度较显著,香气量有至尚足,浓度中等,劲头稍大,余味较干净。达白1号MSKen-tucky14达所26四川省烟草公司达州烟草科研所2004年抗黑胫病、根黑腐病、TMV,中抗根结线虫病,产量2320kg/hm2,原烟颜色多为浅红黄色,组织细致,光泽鲜明,组织结构疏松,上部叶烟碱含量较低,内在化学成分协调,白肋烟香型风格较显著,余味舒适。达白2号MSVirgi-nia509达所26四川省达州烟草公司2007年抗黑胫病、根黑腐病,中抗TMV,产量2310kg/hm2,原烟颜色为浅红黄或浅红棕,光泽尚鲜明-鲜明,叶面平展-微皱,身份适中-稍厚,叶片结构尚疏松,内在化学成分较协调,白肋烟香型特征较明显。川白1号MSBurley21达所26四川省达州烟草公司、湖北省烟草科学研究院2012年抗TMV,中抗-中感黑胫病,产量2730kg/hm2,原烟颜色多为浅红棕,叶面稍皱-展,光泽亮,颜色强度中-淡,叶片结构疏松,内部化学成分协调,白肋烟香气风格较显著。川白2号MSVirginia1061达所26四川省达州烟草公司2015年高抗TMV,中抗黑胫病和青枯病,产量3080kg/hm2,原烟颜色多为红黄-浅红棕,结构疏松,身份适中,内在化学成分协调,感官评吸质量较好YNBS1MSTennes-see90Kentucky907中国烟草南方遗传育种中心、云南省烟草研究所2007年抗TMV、黑胫病,中抗根结线虫病,产量2610kg/hm2,原烟颜色为近红黄或红黄,颜色均匀,厚度均匀,综合内外在质量较好。云白2号Kentucky14Burley64云南省烟草农业科学研究院2009年抗黑胫病,中抗TMV,产量2630kg/hm2,原烟颜色为浅红棕-红棕,身份适中,组织结构稍疏松,光泽明亮-亮,颜色强度中-强,内在化学成分协调,香气风格较显著。云白3号Tenness-ee90Kentucky8959云南省烟草农业科学研究院、云南烟草宾川白肋烟有限责任公司2012年高抗TMV,中抗黑胫病,产量3120kg/hm2,原烟颜色为浅红棕,组织结构疏松,光泽亮,叶片展,内在化学成分协调,香气风格较显著。云白4号Tennes-see90Burley64云南省烟草农业科学研究院、云南烟草宾川白肋烟有限责任公司2013年高抗TMV,中抗黑胫病,原烟颜色为浅红棕,组织结构疏松,光泽亮,叶片展,内在化学成分协调,香气风格较显著。

3 白肋烟育种发展探讨

3.1白肋烟育种发展存在的问题

3.1.1种植规模大幅缩减,品种发展遇到瓶颈

白肋烟作为我国混合型卷烟的重要原料,经过数十年的高速发展后,随着国家烟草专卖局对卷烟结构的调整,白肋烟原料的供应发生了显著变化,白肋烟种植规模在2013年后大幅缩减,每年缩减幅度在50%左右。种植品种数量也趋于单一,白肋烟生产和育种工作的发展已然遭遇瓶颈。

3.1.2多抗高品质特色品种缺乏

目前白肋烟生产中仍然存在着TSNAs偏高、抗病能力不强等一些突出问题[24]。在抗病性方面,严重缺乏多抗性品种,尤其是兼抗黑胫病、青枯病、TMV和赤星病的品种严重缺乏。在推广品种品质方面,目前品种的非烟碱转化株所占比例几乎为零,大多为中到高烟碱转化株,致使烟叶中降烟碱占总生物碱的比例,即平均烟碱转化率较高[25~27]。这些问题在一定程度上影响了烟农收入、烟叶品质以致整个白肋烟产业的发展。

3.1.3育种策略不明确,工业需求与农业生产结合度欠佳

品种的优劣既需要农业生产种植者评价,也需要卷烟工业使用者评价,种植者对品种的要求是以烟叶产量为主,农艺性状好、抗病、经济性状好是农业生产者评价烟草品种的主要条件,而工业对品种的要求是以烟叶质量为主,烟叶化学成分协调、烟叶评吸质量好、填充性佳是工业使用者评价烟草品种的主要条件。如何明确育种目标,选择正确的育种策略,兼顾两者的利益和要求是烟草育种面临的重要课题。

3.2白肋烟育种工作发展建议

虽然近些年我国白肋烟育种工作取得了一定的成绩,但行业发展的新形势对烟草育种工作提出了新的更高的要求,白肋烟育种发展仍旧存在许多亟需解决的问题。充分利用和发挥现有资源优势,进一步强化我国白肋烟品种选育工作,是确保国家烟草专卖局提出的“中式卷烟”原料基础的必由之路。针对上述白肋烟育种发展存在的一些问题,笔者提出几点浅显的建议。

3.2.1加强种质资源的收集及分子技术研究

白肋烟种质资源是白肋烟育种工作的物质基础,通过征集、引种等方式收集烟草种质资源,对这些种质资源进行整理,对其品质性状、抗性、农艺性状等特征特性进行鉴定,对其特征特性的遗传规律深入研究,进一步发掘优异资源,对目前已收集到的种质资源采用SRAP、AFLP、ISSR等分子标记手段构建遗传连锁图谱[28],对化学成分、抗性、品质等方面的品种特征进行QTL定位分析[29],进一步开展白肋烟重要性状的遗传控制机理研究及分子标记辅助品种选育,充分利用生物技术手段加快白肋烟育种进度、提高育种精度。

3.2.2加强工农结合

工业需求和农业种植利益的矛盾冲突在很长一段时间里难以平衡协调,工业以“质”为主,农业以“量”为主,要打破这个僵局需要工农进一步紧密结合,而品种是粘合剂。农业生产应以工业原料需求为生产导向,工业应与农业合作建立生产标准,改变过去农业生产者以产量为收入依据,而以品质为收入依据,工业需明确烟叶品质收购标准,这样育种目标才能更加明确,品种才能发挥出最大效益。

3.2.3明确育种策略,加强以优质、低害、多抗为育种目标的新品种选育

选育优良品种的前提是明确育种策略,针对目前白肋烟发展现状,白肋烟育种策略应明确以工业需求为导向,以优质、多抗为目标,充分利用现有的白肋烟优异种质资源,采用杂种优势利用、回交育种、杂交育种等方法[30],多途径创新育种材料,对多年来育种工作中形成的骨干亲本进行青枯病、黑胫病和TMV抗性及烟碱转化率的定向改良[31,32],拓展骨干亲本的遗传基础,进而利用改良的骨干亲本改良现有推广杂交种或培育出同时满足卷烟生产和烟叶生产发展需要的具有突出香型风格特点的优质、多抗、适应性强的新品种,是解决当前白肋烟生产中存在的突出问题的重要途径,对进一步发挥优良品种在烟叶生产中的基础作用具有重要意义。

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Reflection on the Development of the Breeding of Burley Tobacco in China

WU Chenglin,HUANG Wenchang,CHENG Junqi,LI Yapei,LI Zhongping,CAO Jinglin*

(Tobacco Research Institute of Hubei Province,Wuhan,Hubei 430030,China)

The progress of burley tobacco breeding in China was summarized.The existed problems in development of the burley tobacco breeding were analyzed.Suggestions were proposed for enhancing the study on burley tobacco resources and cooperation tobacco industry with agriculture,explicating strategies for its breeding.

burley tobacco;breeding;development;suggestion

2016-03-21

吴成林(1987-),男,农艺师,硕士,从事烟草遗传育种研究,Emai1:wucheng1in28@163.com。*通信作者:曹景林,副研究员,从事烟草遗传育种研究,Emai1:caojing1in670425@sohu.com。

国家烟草专卖局项目(110201302001)。

S572.032

A

1001-5280(2016)04-0475-06

10.16848/j.cnki.issn.1001-5280.2016.04.28

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