2010—2020年我国育成甘蔗新品种的亲本分析

陈俊吕，张垂明，周峰，胡后祥，邱永生，谢源，王勤南

（1.广州甘蔗糖业研究所海南甘蔗育种场，海南三亚 572025；2.农业农村部广东甘蔗种质资源与利用科学观测实验站，海南三亚 572025；3.福建农林大学国家甘蔗工程技术研究中心，福州 350002）

0 引言

甘蔗（Saccharumspp.hybrids）是一种高生物量的多年生C4作物，可利用它生产食糖和乙醇，还可以进一步有效地开发利用其副产物，如用蔗渣燃烧发电和生产纸浆等[1-2]。甘蔗是世界上主要的糖料作物，甘蔗糖分别占世界和我国食糖总量的80%[3]和90%[4-5]。甘蔗为异源多倍体，其全基因组大小约为10 Gb，重复区域高达50%，遗传背景复杂[6-8]。利用优良品种的选育和推广是推动甘蔗产业发展最经济有效的措施之一[9-10]，而亲本材料是选育优良甘蔗品种的物质基础，没有好的亲本材料就无法进行优良品种选育[11]。没有亲本材料的创新，更难以选育出突破性的品种。甘蔗品种改良过程就是通过亲本材料的不断更新，使栽培品种的生产性能逐代得到改进，产量和质量逐代得到提高。从50 年代开始，广东省科学院生物工程研究所海南甘蔗育种场注重甘蔗亲本材料的筛选，组织大量的科技人员对国内外引进的1 000多份亲本材料进行筛选，包括种性研究、花期调控、工农艺性调查等，初步筛选出如‘CP72-120’、‘新台糖1 号’、‘粤农73-204’、‘湛蔗74-141’、‘科5’、‘CP84-1198’、‘CP57-614’、‘Co1001’和‘CP49-50’等一批甘蔗优异亲本，该批优异亲本已选育出一大批甘蔗优良新品种。同时，在种质资源创新利用方面也取得了一些突破，利用当地（崖城）野生种与‘Badila’等甘蔗热带种进行远缘杂交，创制一批含野生种‘割手密’血缘的亲本，已被成功用作常用杂交亲本，如‘崖城71-374’、‘崖城84-125’和‘崖城84-153’等，至今利用该批亲本已选育出40多个品种通过审定，并在全国各蔗区推广种植[12]。通过远缘杂交技术将‘斑茅’的抗逆性和强宿根性基因导入到栽培种中，成功获得‘斑茅’F1[13]，并不断回交已选育出含‘斑茅’血缘的‘崖城07-71’、‘崖城06-140’等优异亲本并已释放给全国各育种单位杂交利用及研究。‘崖城’系列创新亲本除在甘蔗杂交育种广泛用于生产性杂交外，还为科研院所在甘蔗遗传学、细胞学等方面的研究提供了宝贵的研究材料。

创制亲本的数量和质量很大程度上影响着甘蔗选育种的效率。一个优良亲本对优良品种选育的作用举足轻重，其效益是难以估量的。我国台湾糖业公司屏东甘蔗育种站自1946 年选出含‘大茎野生种’血缘的‘PT43-52’以来，至今已育出数十个含该亲本血缘的‘台糖’和‘新台糖’系列的著名品种，如‘台糖141’、‘台糖146’、‘台糖152’、‘台糖172’、‘新台糖1 号’、‘新台糖5 号’、‘新台糖10 号’、‘新台糖16 号’、‘新台糖22号’等，其中，‘新台糖10号’、‘新台糖16号’、‘新台糖22 号’是我国蔗区的主要栽培品种，对我国蔗糖业的发展产生了巨大的影响[14-15]。因而，一个优异亲本远比一个良种重要。早在19 世纪，JESWEIT 等人将热带种和‘割手密’天然杂交种‘Kassoer’进行高贵化育种，育成抗萎枯病的高产高糖品种‘POJ2878’，成为世界性的优良品种和最优异的亲本，大大促进了世界甘蔗育种的发展[16]。1912 年BARBER 进行‘Vellai’（热带种）与印度细茎野生种的杂交，选育出适应于印度亚热带环境条件种植的F1代品种，继而与印度种杂交，育成具有3 个种血缘的一系列‘Co’型品种，已经成为世界上多个国家甘蔗育种的重要亲本。本研究以我国甘蔗杂交选育出的新品种为调查对象，对其亲本的选育效果进行分析，以期为甘蔗育种的杂交组合选配及杂交利用提供参考，为进一步研究甘蔗品种改良奠定基础。

1 材料与方法

1.1 育成育种亲系材料收集

根据种子管理部门发布的品种审（鉴、认）定信息和中华人民共和国农业农村部政务服务平台非主要农作物品种登记公布信息，收集到我国2010—2020 年通过省级以上审（鉴、认）定或农业农村部登记的97 个甘蔗新品种（表1）。品种亲系资料主要依据《中国大陆甘蔗种质资源保育名录》和有关资料[17-19]进行收集整理。

表1 2010—2020 期间国内育成甘蔗品种及其亲系Table 1 The cultivars developed during 2010-2020 and their parentage

续表1 Continued Table 1

1.2 数据处理

利用广东省科学院生物工程研究所海南甘蔗育种场种质资源数字化管理系统V1.0（以Microsoft Access为数据库平台）建立品种亲系查询系统。

2 结果与分析

2.1 育成品种亲本使用情况

育成的97个品种中共使用79个亲本（表2）。按使用次数统计，在总共196次亲本使用中，使用频率最高的亲本是‘新台糖22号’，直接作亲本次数达18次（其中作母本3 次，作父本15次），占比9.18%。使用频率排在第二的是‘新台糖25号’，直接作亲本次数达13 次（其中作母本10 次，作父本3次），占比6.63%。使用频率排在第三直接作亲本次数达10 次的有3 个，分别为‘新台糖10 号’（其中作母本3 次，作父本7 次）、‘CP84-1198’（其中作母本2 次，作父本8 次）、‘粤糖85-177’（其中作母本8 次，作父本2 次），占比均为5.10%。79个亲本中有31个亲本育成品种超过2个，占比39.24%。

表2 我国2010—2020 年自育甘蔗品种的亲本使用次数统计结果Table 2 Hybridization times of parental clones that generated cultivars in China from 2010 to 2020

续表2 Continued Table 2

2.2 育成品种亲本作父母本效果评价

使用亲本中有20 个亲本选育出品种超过3 个，占比25.32%。其中，作母本效果好于作父本的有10 个亲本，特别是‘湛蔗92-126’、‘云蔗94-343’、‘粤糖92-1287’作父本未选出品种；作父本效果好于作母本的有9个亲本，特别是‘崖城84-125’作母本未选出品种；‘CP72-1210’作母本和作父本各选出2个新品种。

2.3 育成品种不同来源亲本分析

对育成的97 个品种中使用的79个亲本进行不同来源分析（表3），其中利用‘粤糖’育成甘蔗新品种达62个，占比31.63%，排名第一，可见‘粤糖’或‘粤农’系列作为亲本育成品种效果显著；‘新台糖’系列育成甘蔗新品种达58 个，占比29.59%，排名第第二；国外系列亲本包括‘CP’系列、‘HoCP’系列、‘Q’系列、‘QS’系列和‘K’系列等，作为亲本育成新品种达40 个，占比20.41%，排名第三；‘桂糖’系列作亲本育成甘蔗新品种达13 个，占比6.63%；云蔗系列包括‘云瑞’等作为亲本育成新品种达12 个，占比6.12%；其他系列包括‘福农’、‘闽糖’、‘赣蔗’和‘梁河’等作为亲本育成新品种11个，占比5.61%。

表3 不同来源亲本育成新品种统计Table 3 Summary of various sources of parental clones for sugarcane cultivars developed in China

2.4 创新亲本利用情况分析

‘崖城’系列亲本是海南甘蔗育种场利用当地（崖城）野生蔗与‘Badila’等甘蔗热带种进行远缘杂交，创制的一批含新血缘‘海岛’型亲本，具有抗旱、抗逆、耐贫瘠、抗病性强、光合速率高、遗传配合力强等特性[20]。使用9个含本土‘割手密’血缘的‘崖城’系列作亲本，育成品种达19个，占比9.69%（表3）。可见，甘蔗野生种本土‘割手密’的开发利用和扩大遗传基础方面在我国甘蔗杂交育种中起着越来越重要的作用。

3 讨论与结论

（1）对育成97 个品种中的亲本进行分析，‘粤糖’系列、‘新台糖’系列和国外引进材料（主要是‘CP’系列和‘HoCP’系列）作亲本选育出优异品种数最多[21]，特别是‘新台糖22 号’、‘新台糖25 号’、‘新台糖10 号’、‘CP84-1198’和‘粤糖85-177’作亲本育成品种排在前三名，表明‘粤糖’系列、‘新台糖’系列和国外引进材料作亲本对我国甘蔗新品种选育成效显著。

（2）使用9 个含本土‘割手密’血缘的‘崖城’系列作亲本育成品种达19 个，占比9.69%。可见，甘蔗野生种本土‘割手密’的开发利用和扩大遗传基础方面在我国甘蔗杂交育种中起着越来越重要的作用。

（3）关于亲本利用的一些看法：要成功利用一个亲本不易，要有充分评价数据后再做杂交；组合选配亲本并不是越多越好，要注重亲本不同结构类型的搭配，包括高产型、高糖型、抗旱型、耐寒型、强宿根型和抗各种病害型等各类亲本比例的合理搭配；亲本评价信息相当重要，越多越好，并要有具体的实验数据来支撑，包括系谱血缘、产量、糖分、宿根性，特别是抗病性、抗逆性等。

（4）一个优异亲本可培育一批优良品种，选亲本比选品种重要，难度也更大。因此，在加强甘蔗新品种选育的同时，要扩大种质资源的利用范围，注重优良亲本的选育和更新，为甘蔗育种提供更为丰富的遗传材料。