甘蔗品种桂糖42号、桂糖44号的种性分析及其栽培效应

王伦旺，廖江雄，谭 芳，唐仕云，李 翔，王宇萍，邓宇驰，吴才文，吴转娣

（1.广西农业科学院甘蔗研究所/中国农业科学院甘蔗研究中心/农业农村部广西甘蔗生物技术与遗传改良重点实验室/广西甘蔗遗传改良重点实验室，广西 南宁 530007；2.蔗糖产业省部共建协同创新中心，广西 南宁 530004；3.云南省农业科学院甘蔗研究所，云南 开远 661600）

0 引言

甘蔗是中国最主要的糖料作物，种植面积占85%以上，产糖量占比达90%以上。蔗糖业是广西重要的特色优势产业，广西的糖料蔗种植面积、产蔗量、产糖量已经连续30年稳居中国第一位，蔗、糖产量均占全国的60%以上，肩负着保障国家食糖安全的重任。但是自2003年起，ROC22取代桂糖11号成为主栽品种，长期占广西甘蔗种植面积的60%以上，部分蔗区甚至达到90%以上［1］。由于ROC22存在宿根性弱、抗寒及抗病能力差、早期蔗糖分低、易倒伏、不适合机收等不足，且品种长期单一种植后原有优良种性明显退化，病虫害日趋严重，产量下降，导致甘蔗生产成本高，种植效益低，制约了蔗糖业的发展。因此本育种团队把育种目标调整为早熟、高糖、高产、强宿根性、抗逆及适合机械化生产的甘蔗品种。同时广西农业科学院甘蔗研究所近年来加强了国内外甘蔗种质资源收集与利用，建成国内保育甘蔗野生种质资源最多的资源圃，目前保存了4个属12个种的甘蔗种质3852份，并对新收集的650份野生种质进行鉴定评价，获得优异种质355份［2］。在创制挖掘了桂糖9266、ROC22、ROC1、CP81125、桂糖00122、桂糖041045、桂糖061215等优异骨干亲本［1］的基础上，通过有性杂交途径，聚合高产、高糖、耐寒、抗旱、抗倒、强宿根性及适合机收等优良性状，并在育种早期进行组合家系评价和性状指数选择，通过五圃系选育和区试，培育出优良新品种桂糖42号和桂糖44号；针对新品种特性，研究建立了良种健康种苗生产技术和高产、高效配套栽培技术并集成示范推广，促进了蔗糖产业的发展。本文对此进行总结分析，为今后的糖料蔗育种、栽培及良种推广应用提供参考。

1 遗传背景与亲本选配

桂糖42号、桂糖44号两个甘蔗品种的亲本组合分别为ROC22×桂糖9266［3］和ROC1×桂糖9266［4］，它们的亲系组合中都把自主创制的桂糖9266作为父本，母本分别是从中国台湾省引进的ROC22和ROC1。从表1可知，这3个骨干亲本的亲系、主要优异性状及其作亲本利用的效果，具体如下。

表1 三个骨干亲本的亲系、血缘、利用的主要性状及育成的品种（系）情况

1.1 桂糖9266

自主创制的特早熟、高糖亲本，含有3个割手密野生种和热带种拔地拉的血缘，10月份的蔗糖分可达14.0%以上，曾创下12月份蔗糖分19.21%的国内外同期最高记录；抗旱，宿根性好，高抗花叶病，花粉量大，可育率高［5］，桂糖9266的锤度、蔗产量、产糖量三个主要性状的一般配合力和育种值都比较高［6］，一般配合力作母本时分别为0.33、0.49、0.54，作父本时分别为0.36、0.17、0.23；亲本育种值作母本时分别为0.77、1.79、0.66，作父本时分别为0.86、0.28、1.14×10-8。以桂糖9266为亲本已经选育出了桂糖42号、桂糖44号等7个品种和桂糖081045等5个品系，成为中国利用频率较高的骨干亲本，为优良的高糖基因源亲本［6］。

1.2 ROC22

ROC22是广西蔗区2003～2017年的主栽品种，同时也是使用频率最高、育成品种最多的优异骨干亲本，它具有高产、高糖、抗旱、易脱叶及适应性广等优异性能，以它为亲本已育成了桂糖42号等24个品种和桂糖09439等10个新品系，它含有2个割手密种、1个大茎野生种的血缘，作母本其锤度一般配合力为0.05；作父本综合表现好，蔗产量、锤度、锤重、株高、茎径、丛有效茎数等主要性状的一般配合力都为正值，分别为0.08、0.06、0.09、0.12、0.02、0.15［7］，属高产高糖类亲本［8］。

1.3 ROC1

ROC1是早熟、高糖、高产、植株高、抗倒伏及耐寒的优异亲本，其含1个印度种、3个割手密种、1个大茎野生种质血缘；作母本时其株高、茎径、蔗产量等性状的一般配合力高，分别为0.37、0.21、0.06；特点是其早熟、高糖、高产的性能易传递给后代。以它作亲本已经培育了桂糖44号、桂糖23号等12个品种和桂糖112011等5个品系。

本育种团队通过多年杂交和组合家系配合力分析和评价，创制和筛选出桂糖9266、ROC22、ROC1等优异骨干亲本［1］，为选育桂糖42号、桂糖44号等优异品种提供了亲本材料基础。这些不同类型的亲本不仅拓宽了甘蔗遗传血缘，且主要性状的配合力较高，育种值高，可根据育种目标，有针对性地选配亲本，提高杂交育种效率。

2 选择方法与选择效果

2.1 采用性状指数早期选择技术缩短育种年限

2.1.1 宿根指数选择技术

在同等土壤及栽培管理条件下，第1年宿根蔗产量与新植蔗产量的比值为宿根指数，该指数越大宿根性越强，指数1以上者即为强宿根性。

2.1.2 抗倒伏指数（LRI）与抗倒伏系数选择技术［9］（LRC）

先按倒伏程度划分等级即倒伏角度60°以上为1级、30～60°为2级、30°以下为3级。调查统计甘蔗各倒伏等级的株数，各倒伏级别数与其相应株数的乘积相加后除以调查总株数为抗倒伏指数，该指数越大抗倒性越强。经试验研究发现，采用生长期满8个月后的甘蔗植株基部茎径和中部茎径的比值即抗倒伏系数（LRC）也能准确反映抗倒伏能力的强弱，系数越大，抗倒伏能力越强；当LRC＞0.98时，甘蔗的抗倒伏能力强。

2.1.3 耐机收指数选择技术

在同等土壤及栽培施肥管理条件下，机收后的宿根蔗产量与人工砍收后的宿根蔗产量的比值为耐机收指数，该指数越大，耐机收能力越强，指数为1及以上者为耐机收能力强。

本育种团队在发明了甘蔗亲本组合宿根性快速评价和抗倒伏、耐机收等性状指数选择方法的基础上，创立了强宿根性、抗倒性、耐机收等性状指数早期选择的适合机收的甘蔗育种技术体系［1］，即筛选适合机收的亲本及组合，从实生苗杂种圃阶段就引入机械收割碾压的选择压力，在机收后的宿根蔗中进行组合家系评价和株系指数选择，在后续的各育种圃中继续在机收条件下选择优异品系，其特点是增加了对育种材料宿根性、抗倒性和耐机收的早期选择压力，突破了在鉴定圃之后才进行宿根性评价及在育成品种后才使用机收适应性评价的传统技术，提高了亲本组合和育种材料鉴定评价的准确性、可靠性和品种选育的效率。育种年限由原来的11～12年减少到9年左右，缩短了2～3年。

2.2 选择效果

育成了两个突破性的品种桂糖42号、桂糖44号，取代ROC22成为新一代主栽甘蔗品种，打破了ROC22长期垄断的地位，实现了甘蔗良种的多元化。其种性特点分述如下。

2.2.1 桂糖42号

2004年以ROC22×桂糖9266为亲本组合进行杂交，利用了抗倒伏、耐机收等性状指数早期选择技术，于2013年育成［3］。该品种传承了双亲的优异性能，聚合了早熟、高糖、高产、抗旱、抗倒伏、适合机收及适应性广等优良性状，克服了母本宿根性弱，早期糖分低、易倒伏、不适合机收和父本不易脱叶等的不足。

第一，高产、早熟、高糖。在2011～2012年广西区试中的平均蔗产量为101.70 t/hm2，比对照ROC22增产9.26%；平均蔗糖分为14.77%，比对照高0.66个百分点，其中11月份早期平均蔗糖分为13.68%、12月份的为14.84%，均比对照高0.47个百分点［3］，可提早20 d以上开榨。在中试示范中的平均蔗产量为115.50 t/hm2，比对照ROC22增产16.7%，蔗糖分为15.53%，比对照高0.71个百分点。

第二，宿根性和稳产性较好。在广西区试中的平均宿根蔗发株率为157.6%，宿根蔗有效茎数为65424条/hm2，比对照高46.8个百分点，有效茎数多1083条/hm2；平均宿根蔗产量为103.52 t/hm2，比对照增产13.24%［3］。在2013～2016年连续4年新植3年宿根的多年多点生产性试验中，桂糖42号平均产量为95.32 t/hm2，比对照ROC22增产18.38%，其中第1年、第2年、第3年宿根蔗的平均产量分别为95.16 t/hm2、98.10 t/hm2、80.02 t/hm2，比对照分别增产28.86%、62.93%、60.55%，4年新植3年宿根的高稳系数为93.22%，比ROC22的高38.27个百分点；宿根蔗指数为0.97，比ROC22高0.17；宿根蔗年限可达3年，比ROC22延长了2年［10］。

第三，株型好、抗倒性强、适合机械化生产。桂糖42号植株高大直立、茎基部比中上部大；平均茎径为2.69 cm，比对照ROC22大0.1 cm。其抗倒伏系数为1.05，比对照ROC22高0.14；抗倒伏指数为2.96，比对照高0.8，抗倒性明显强于对照。在2019～2020年机械化栽培示范中，利用联合收割机收获后，桂糖42号的宿根蔗发株率为137.8%，比对照ROC22的102.2%高35.6个百分点；宿根蔗产量为95.05 t/hm2，比ROC22增产21.1%；蔗糖分为16.52%，比ROC22高1.39个百分点；耐机收指数为0.93，比ROC22高0.16。按原料蔗收购价520元/吨，扣除砍运费150元/吨计，可增收7420.5元/hm2。

第四，抗病、耐寒能力强。在广西区试中的梢腐病和黑穗病田间发病率分别为1.53%和5.87%，均低于对照ROC22；2019～2020年3次温室条件下人工接种黑穗病的平均发病率为10.36%，比对照ROC22（12.30%）低。广西隆安育种基地在2008年1～2月份遭受历史罕见的低温雨雪冰冻灾害［11］后，桂糖42号的平均蔗株节间伤害率为15.1%，比ROC22低35.2个百分点；平均蔗糖分为14.22%，比ROC22的10.75%高3.47个百分点。

第五，抗旱能力强。2020年6～7月广西桂南蔗区遭受连续40 d无降雨的严重夏旱，桂糖42号的平均株青叶数6.35片，比ROC22的多2.82片。2013年抗旱性试验结果证明，桂糖42号为抗旱品种，其植株枯叶率、叶片电导率、叶绿素含量、丙二醛含量及脯氨酸含量等各项抗旱指标和综合表现都优于ROC22［12］。

第六，耐常用除草剂，适合在广西、云南和广东的旱地和水田蔗区种植［3］。

2.2.2 桂糖44号

亲本组合为ROC1×桂糖9266，均为骨干亲本。利用了抗倒伏、耐机收、强宿根性等性状指数早期选择技术进行评价，于2014年育成［4］。该品种继承了双亲特早熟高糖的性状，聚合了高产、宿根性强、抗病、抗倒伏及耐机收的性状，克服了父本易倒伏和母本宿根性弱的不足。

第一，早熟、高糖、高产、稳产。广西区试中，桂糖44号平均蔗产量为109.77 t/hm2，比对照ROC22增加6.86%；平均蔗糖分为15.50%，比对照高0.87个百分点，其中11、12月份分别为14.46%、15.28%，比对照分别高0.93和0.97个百分点［4］，可提早20 d以上开榨。桂糖44号3年多点试验1年新植2年宿根的高稳系数为99.4%，比ROC22高39.5个百分点［13］。

第二，宿根性强。连续3年宿根蔗的平均发株率为133.6%，有效茎数为84853条/hm2，蔗产量为120.10 t/hm2，分别比对照ROC22高40.1个百分点，多32445条/hm2，增产34.5%［4］；宿根蔗指数为1.11，比对照高0.22，可以留4年以上的宿根，比对照多3年以上。

第三，抗病、耐寒能力强。区试中，桂糖44号的黑穗病和梢腐病自然发病率分别为1.39%、0.84%，低于对照ROC22，人工接种黑穗病的平均发病率为2.60%，远低于对照ROC22（14.24%），为抗级［4］。2008年遭受历史罕见的低温雨雪冰冻灾害后，桂糖44号的平均蔗株节间伤害率为8.2%，比ROC22低42.1个百分点；蔗糖分为15.25%，比ROC22高4.5个百分点，抗病、耐寒性优于ROC22。

第四，抗倒能力强。经2019年测定，桂糖44号的抗倒伏系数为0.95，比对照ROC22的高0.04，抗倒伏指数为2.99，比对照高0.83，抗倒能力强于ROC22。

第五，适合全程机械化生产，耐机收能力强。2013～2014年利用全程机械化技术生产的桂糖44号蔗产量为108.75 t/hm2，与传统人工种植为主的相当，但吨蔗人工成本费比传统人工种植为主的减少58.6元/吨，可节本增效6663元/hm2［4］。联合收割机收获后对其宿根蔗的发株、分蘖和株高、茎径、有效茎数和蔗产量的影响很小，机收后的宿根蔗产量为110.2 t/hm2，与人工砍收的109.6 t/hm2相当；耐机收指数为1.0，比对照ROC22的高0.2。

第六，耐常用除草剂，适合在广西、云南和广东等地种植，尤其在喀斯特蔗区表现突出［13］。

3 优化良种茎尖脱毒健康种苗生产技术

针对桂糖42号、桂糖44号的不同组培性能特点，优化了甘蔗茎尖培养中适宜的培养基、激素配比及培养环境，茎尖诱导率达到85.3%以上，继代繁殖系数达到2.61倍/次以上，组培苗生根率达98.1%以上，比优化前茎尖诱导率提高30个百分点以上，繁殖系数提高0.6倍以上，生根率提高5.5个百分点以上；经田间试验，明确了桂糖42号、桂糖44号的健康组培苗适宜的定植密度分别为2.1万株/hm2、1.5万株/hm2，定植8个月后的繁殖倍数分别为74.6、86.9倍，比常规种茎繁殖分别高59.6、64.7倍，显著提高了繁殖效率，促进了良种的繁殖与示范推广应用，见表2。

表2 甘蔗茎尖培养中最适宜的培养基激素配比、定植密度及组培苗繁殖生产效率

4 良种配套栽培技术试验与示范

针对品种的不同性能特点，在广西不同类型蔗区设立中试试验与示范点，对桂糖42号、桂糖44号分别进行了不同植期、种植密度、施肥量、机种机收、病虫草害防治及宿根性等栽培生产性试验，分别建立了与桂糖42号、桂糖44号配套的高产高效栽培技术［1，3-4，14-15］，并结合健康种苗技术进行集成示范与推广，甘蔗宿根年限延长2年以上，抗倒伏指数提高0.8以上，主要病害危害降低1～2个等级，虫害防控效果达85%，甘蔗增产19.4 t/hm2，节本增效7137元/hm2，有效解决甘蔗生产成本高、效益低的问题，见表3。

表3 桂糖42号、桂糖44号的高产高效配套栽培关键技术

5 良种栽培推广效果

采用了“良种+健康种苗+配套栽培技术”和“育种科研机构+管理部门和糖厂+种苗企业+农场和合作社”的新型推广模式，由育种科研机构提供桂糖42号、桂糖44号的原种和健康种苗繁殖技术及高产高效配套栽培技术，并开展培训和指导，政府管理部门和糖厂提供政策支持和引导，种苗企业、农场和合作社负责良种健康种苗繁殖和示范，同时向各蔗区辐射推广，在广西甘蔗良种繁育体系和糖料蔗“双高”基地建设［16］的助推下，实现了良种和技术的快速推广应用。

桂糖42号、桂糖44号都入选了《广西甘蔗良种繁育推广体系建设品种推荐目录》和广西糖料蔗加价收购的良种，成为广西33.33万公顷“双高”糖料蔗基地建设的主推品种（桂“双高”蔗办发［2015］4号）。根据广西糖业发展办公室统计，自2014年起先后在广西各蔗区推广应用了丰产稳产、早熟、高糖、抗风、抗倒伏、抗旱，适应性广，既可人工砍收又适合机械收获的桂糖42号和桂糖44号品种及配套的高产高效栽培技术，历年累计应用面积110.07万公顷，自2019年起连续2年，桂糖42号成为广西种植面积最大的糖料蔗品种，2021年桂糖42号、桂糖44号等桂糖品种种植面积占广西糖料蔗总面积比率达到45.59%，使ROC22种植面积占广西的比率由2015年的60.84%下降到2021年的5.12%，促进了广西2019/2020年榨季产糖率达到了13.11%，创历史最高记录。

据全国甘蔗糖业信息中心的统计，桂糖42号2019～2020年连续2年成为国内种植面积最大的单一品种，占全国糖料蔗种植总面积的22.1%以上，2021年桂糖42号占比达到27.13%，比ROC22的8.03%多了19.1个百分点，彻底改变了生产上品种结构长期以ROC22为主的单一局面，成为新的主栽品种，实现了品种的多元化，品种结构得到进一步优化，良种比例大幅度提升［17］，促进了蔗农增收，企业增效，取得了巨大的社会经济效益。2022年桂糖42号、桂糖44号被农业农村部种植业管理司列为糖料蔗主推品种向全国各蔗区推介［18］。桂糖44号作为国内第一个耐机收、早熟、高糖、强宿根性的品种，2019年被广西农业机械化服务中心列为广西标准化机械种植的首推品种，2021年在广西应用面积为2.04万公顷，比上年增长了116%。今后随着适应复杂地况、不同气候环境的各种类型收割机的研发成功和糖厂制糖压榨系统的逐步改进，以及甘蔗生产农机农艺融合技术［18］的进一步完善和应用，桂糖42号、桂糖44号等适合机械化生产的良种还将得到更大面积的应用，将更充分地发挥其增产、增糖和节本增效的作用。