云南自育甘蔗亲本选配组合在勐海蔗区的育种潜力分析

纪新时，刘海俊，仲海成，封秀梅，王恒彦，杨春林，夏红明，李绍伟，刘家勇，WERAPON Ponragdee，TAKSINA Sansayawichai，赵培方*

(1勐海县农业技术推广中心，云南勐海 666200；2云南省农业科学院甘蔗研究所/云南省甘蔗遗传改良重点实验室，云南开远 661699；3云南英茂糖业(集团)有限公司，云南昆明 650028；4泰国农业部大田与可再生能源作物研究所，泰国曼谷)

0 引言

勐海县位于云南省西南部、西双版纳傣族自治州西部，地处99°56′～100°41′E、21°28′～22°28′N之间。东接景洪市，东北接思茅市，西北与澜沧县毗邻，西和南与缅甸接壤。国境线长146.6 km。东西最长横距77 km，南北最大纵距115 km，总面积5511 km，其中，山区面积占93.45%，坝区面积占6.55%。境内最高海拔2429 m，最低海拔535 m。勐海县地处低纬度地区，北回归线以南，属热带和亚热带西南季风型气候。适于种植糖料甘蔗的面积广阔。为选育适宜勐海及类似蔗区种植的甘蔗新品种，由云南省农业科学院甘蔗研究所联合勐海县农业技术推广中心，在勐海县实施甘蔗新品种选育。

杂交利用自育亲本或适宜当地种植的甘蔗品种，以期将其适应性遗传给后代，从而育成适宜当地种植的甘蔗品种。广西采用自育的桂糖92-66为亲本育成了桂糖42号[1]、桂糖43号、桂糖44号、桂糖50号和桂糖52号，其中，桂糖42号、桂糖44号这2个品种在生产上应用较广；杂交利用曾经适宜广西蔗区的ROC22育成了柳城05-136[2]；云南省农业科学院甘蔗研究所采用自育的云蔗94-343与粤糖00-236杂交育成了云蔗081609[3]；泰国农业部大田与能源作物研究所采用自育新品系85-2-352作为亲本杂交，育成了甘蔗新品种孔敬3号，占泰国甘蔗种植面积的85.83%[4]。分析不同时期美国弗罗里达州主栽品种发现，用曾经的主栽品种持续育成了下一代主栽品种，如采用CP65-357(CP52-68×CP53-17)[5]育成了CP72-1210(CP65-357×CP56-63)[6]，利用CP72-1210育成了CP81-1254(CP72-1210×多父本)[7]，利用CP81-1254育成了CP89-2143(CP81-1254×CP72-2086)[8]。由此可见，杂交利用适宜当地的品种(系)，具有较好的育种成效。

本研究以云蔗05-51[9-10]、云蔗08-1609、云蔗05-49、云瑞05-292等云南自育的甘蔗亲本选配杂交组合，通过对后代群体叶片清秀程度、空蒲心和 生势性状进行评级，并结合锤度表现对其进行分析，以期评价云南自育亲本选配组合在云南勐海蔗区的育种潜力，为其进一步杂交利用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

2018/19年榨季，由云南省农业科学院甘蔗研究所根据亲本信息和育种目标，采用云南自育的云蔗05-51、云蔗08-1609、云瑞05-292等“云蔗”或“云瑞”型亲本13个与其他亲本选配杂交组合18个，在广东省科学院南繁种业研究所海南育种科研基地(原广州甘蔗糖业研究所海南甘蔗育种场)和云南省农业科学院甘蔗研究所瑞丽育种站进行杂交生产杂交花穗(见表1)。获得杂交种子后在云南省农业科学院甘蔗研究所培育实生苗。

1.2 试验设计

试验地设置于勐海县农业技术推广中心甘蔗良种良繁试验基地(100°25′E，21°55′N)。勐海县月最高温、最低温、平均气温及月降雨量如表2所示。2020年，月最高温33.5℃发生于5月份，月最低温2℃发生于1月，月最强降雨量246.9 mm发生于8月份，全年平均月最高温29.67℃，全年平均月最低温11.00℃，全年月平均温为19.48℃，年累计降雨量907.1 mm。试验地土壤类型为沙质壤土。

试验按照完全随机区组排列，3次重复，每重复5行区，行长6 m，行距1.0 m，按照15苗/行种植，折合种植密度为25000苗/hm2。试验统一采用粤糖93-159(对照1)和ROC22 (对照2)作为对照品种，按照15单芽/行种植。试验于2019年7月16日进行移栽，2020年2月收获后保留宿根。新植移栽后，实时浇水保证成活，宿根蔗参照当地甘蔗生产管理，实时进行草害和虫害防控。

1.3 数据收集与分析

由于新植蔗生长量仅约6月生长量，未进行数据收集。新植蔗于2020年2月下旬收获，于2020 年12月24日(约10个月生长量)宿根蔗成熟期收集数据。对于叶片清秀程度、空蒲心和生势，采用分级评价的方法调查数据。叶片清晰程度用于反映勐海蔗区自然条件下褐条病、褐锈病以及花叶病等主要叶部病害的轻重程度。叶片清秀程度依据整株叶片判断，由优至劣依次划分为1～5级，分别对应清秀(无任何叶部病害)、较清秀(少量叶片表现病害特征)、中等(约一半叶片表现病害特征)、较差(一半以上叶片表现病害特征)和差(一半以上叶片表现2种以上病害特征)。叶片清秀程度作为抗病性筛选的一种间接指标，未严格区分到具体病害类型。空蒲心严重将影响甘蔗出汁率，空蒲心依据顶端1～4节空蒲心轻重程度分为1～5级，分别对应实心(无蒲心)、微蒲(蔗茎截面约五分之一蒲心)、中蒲(蔗茎截面约五分之二蒲心)、蒲心(蔗茎截面五分之三蒲心)和重蒲心(蔗茎截面五分之四及以上蒲心)。以各小区5个单株，3重复15个单株众数作为该组合空蒲心分级。生势分为1～5级分别对应好、较好、中等、较差和差，主要是对产量构成因素株高、茎径、有效茎的综合判断，作为对该组合产量潜力的一种初步评估。在生势的分级中，不考虑倒伏、脱叶性以及病害等其他因素；同时，各小区随机选择5丛相对健康的植株，采用手持式锤度计测量各丛主茎中部锤度。根据分级评价结果和锤度对各组合进行总体分级，并依据总体分级对后代群体进行单株选择。在进行综合分级过程中，较为注重组合的锤度。锤度较高的杂交组合优先评为1或2级，再根据其他几个性状优劣程度进行适当调整。各组合入选率是指入选单株数占种植数的百分比。采用Excel 2016对试验数据进行整理。

表1 云南自育亲本选配的18个杂交组合

表2 勐海县2020年各月主要气象数据指标

2 结果与分析

2.1 云南自育亲本选配组合的锤度及分级情况

2.1.1 后代群体锤度

采用云南自育亲本选配杂交组合的锤度总体在15.00%～24.00%之间，最低锤度与双对照相当，最高锤度24.00%高于粤糖93-159(22.20%)和ROC22 (22.80%)。18个杂交组合的平均锤度为19.66%，略低于粤糖93-159(19.71%)，较ROC22 (18.67%)高0.99个百分点(表3)。18个云南自育亲本选配的组合中，11个杂交组合的平均锤度高于双对照的锤度，即61.11%的杂交组合后代群体平均锤度超过了双对照。

表3 云南自育亲本选配组合的锤度及分级评价结果

2.1.2 后代群体叶片清秀评级

云南自育亲本选配组合总体叶片清秀程度为3级，与对照ROC22号相当，略优于对照粤糖93-159(4级)。从表3可见，18个组合后代群体评级在2～4级之间，云蔗05-51×云蔗081609、云瑞09-315×云蔗05-51这2个组合的叶片清秀程度评级为2级，优于双对照，云蔗94-343×桂糖02-901等10个组合评级为3级，与ROC22相当，6个杂交组合评级为4级与粤糖93-159相当。

2.1.3 后代群体空蒲心评级

云南自育亲本选配组合总体空蒲心评级为2级，与ROC22相当(2级)，优于粤糖93-159(3级)。18个组合后代群体空蒲心评级在1～4级之间，6个杂交组合为1级，5个杂交组合为2级，4个杂交组合为3级，2个组合为4级，1个组合为5级(表3)。

2.1.4 后代群体生势评级

云南自育亲本选配组合总体生势评级为3级，与ROC22相当(3级)，优于粤糖93-159(4级)。18个组合后代群体生势在2～4级之间，云蔗05-51～云蔗08-1609和CP84-1198×云蔗89-7生势评为2级，优于双对照；13个杂交组合生势评级为3级与ROC22相当；3个组合为4级与粤糖93-159相当，弱于ROC22 (见表3)。

2.1.5 各组合最终评级

据各组合平均锤度、平均锤度范围及清秀程度、空蒲心和生势的分级情况，对每个杂交组合给予最终评级。云南自育亲本选配的18个组合最终评级在1～4级之间。云蔗05-51×云蔗08-1609和云蔗94-343×桂糖02-901被评为1级组合；赣蔗99-591×云蔗05-49、云瑞09-311×云蔗05-49、云瑞09-315×云蔗05-51、云瑞12-430×云蔗00-45和云蔗05-51×ROC10这5个杂交组合被评为2级组合；其余11个杂交组合被评为3级或4级杂交组合。

2.2 云南自育亲本选配组合入选率

表4 云南自育亲本选配组合入选率

根据各组合评价分级情况，对组合后代单株进行优选。其结果如表4所示，采用云南自育亲本选配组合共培育并移栽实生苗4709株，各组合移栽苗量范围在170～391株之间，共入选后代材料497株，平均入选率10.55%。组合最终评级是该组合单株选择的重要依据，被评为1级的云蔗94-343×桂糖02-901和云蔗05-51×云蔗081609后代入选率分别高达41.76%和33.87%，2个组合共入选后代材料155株，占全部组合入选数的31.19%；被评为2级的5个组合，赣蔗99-591×云蔗05-49、云蔗05-51×ROC10、云瑞09-311×云蔗05-49、云瑞09-315×云蔗05-51和云瑞12-430×云蔗00-45分别入选61、49、58、41、20个单株，入选率分别23.92%、19.22%、18.95%、16.08%和10.70%，5个组合共入选229个单株，占全部组合入选数的46.08%；被评为3级8个杂交组合共入选113份，占全部组合入选数的22.74%；被评为4级的3个杂交组合无后代材料入选。

3 讨论与结论

3.1 云南自育亲本选配优良组合及其后代入选数

从优良组合中，育成优良单株的几率较高[11]，较差的组合将浪费时间和相关投入资金[12]。因此，优良杂交组合选配，是甘蔗新品种选育的重要基础。本研究中，结合表3各杂交组合最终分级和表4各组合栽种苗量，入选数和入选率分析，发现被评为1级或2级的优良组合贡献了大部分入选单株。被评为1级的2个杂交组合云蔗05-51×云蔗08-1609和云蔗94-343×桂糖02-901总共栽种苗量为493苗，仅占所有组合苗量的10.47%，但其入选单株数量占全部入选单株的31.19%；被评为2级的5个杂交组合赣蔗99-591×云蔗05-49、云瑞09-311×云蔗05-49、云瑞09-315×云蔗05-51、云瑞12-430×云蔗00-45和云蔗05-51×ROC10共栽种1258苗，占所有组合栽种苗量的26.71%，但其入选单株数占所有入选单株的46.08%。1级和2级的7个优良杂交组合，以37.18%的实生苗量贡献了77.26%的入选单株；3级和4级的12个杂交组合，实生苗种植量占62.82%，仅贡献了22.74%的入选单株。

3.2 选配优良组合的主要云南自育亲本

在1级和2级的7个杂交组合中，涉及到甘蔗亲本11个，其中，8个为云南自育亲本。选配2个1级组合的4个亲本中(表4)，云蔗05-51含有抗褐锈病基因Bru1[13-16]，是勐海蔗区的主栽品种；云蔗081609是勐海蔗区快速繁育推广应用的新品种，含有抗褐锈病基因Bru1且第3年宿根未检出宿根矮化病[17]，该品种最高糖分可达19.20%；云蔗94-343是云蔗08-1609的母本，具有抗褐锈病基因Bru1，对后代群体锤度的一般配合力为正效应[21]。在被评2级的5个杂交组合中，有4个杂交组合含有云蔗05-51或云蔗05-49，云蔗05-51和云蔗05-49为姐妹系(亲系：崖城90-56×ROC23)，云蔗05-49含有抗褐锈病基因Bru1，且第3年宿根未检测出宿根矮化病，该品种为勐海蔗区水田或水浇地主栽品种，适宜机收。

3.3 推荐进一步杂交利用的组合

由云南自育亲本选配的18个组合中，云蔗94-343×桂糖02-901和云蔗05-51×云蔗08-1609被评为1级组合，云蔗94-343×桂糖02-901后代群体中遗传云蔗94-343叶片清秀、大茎特性的单株较多，入选率高达41.76%；云蔗05-51×云蔗081609后代群体中大多具备双亲互补的特性，且遗传了双亲叶片清秀的特征，入选率达33.87%。评为2级的5个杂交组合入选率在10.70%～23.92%之间，赣蔗99-591×云蔗05-49和云瑞09-311×云蔗05-49后代群体中遗传了父本云蔗05-49大茎、直立、叶片较为清秀的特征；云蔗05-51×ROC10后代群体中实现了较好的双亲互补，部分单株具有ROC10株型紧凑的特征，同时具备云蔗05-51脱叶性较好的特征；云瑞09-315×云蔗05-51后代群体中部分单株具备云蔗05-51强生势的特征；云瑞12-430×云蔗00-45的生势，叶片清秀程度及空蒲心表现均较差，但该组合后代群体中部分单株具备云蔗00-45株型紧凑的特征，而且该组合后代锤度较高，在筛选过程中，加强对空蒲心、清秀程度的筛选，有望选育成高糖的单株。以上7个1～2级组合，在勐海蔗区具有良好的育种潜力，可进一步生产杂交花穗，用于勐海蔗区甘蔗新品种选育。