山西省燕麦育种现状及资源特点

周建萍，刘龙龙，崔 林

（山西省农业科学院品种资源研究所，山西太原030031）

1 山西省燕麦生产现状

山西是裸燕麦的故乡，五寨县是裸燕麦的最早发源地之一，大约在公元前九世纪开始由山西传入其他省区，“五寨莜麦”至今闻名全国[1]。山西的东西两山地处黄土高原，属温带寒冷型气候区，年平均气温为4～7℃，山区和丘陵区占总面积的70%以上，主要作物为马铃薯、燕麦、油料、杂豆，是人少地多的旱作农业区。在20世纪50年代初，山西省燕麦面积为28万hm2，约占全国燕麦面积的1/7，20世纪60年代下降为23.3万hm2。1966—1976年，由于单一经营倾向十分严重，且各地不顾一切地主攻高产，对燕麦等区域性作物比较忽视，致使燕麦面积和产量大幅度下降，种植面积在13.3万hm2以下，总产量约为7.5亿kg，平均单产600 kg/hm2左右。“七五”期间，由于重视科学技术的推广应用，山西省燕麦种植面积一直维持在16.7万hm2左右，公顷产量上升到900 kg左右，总产量翻了一番。“八五”至“九五”期间，山西省燕麦种植面积逐年减少，由1990年的13.3万hm2下降到目前的8万～10万hm2。其种植面积下降的原因：一是国家由计划经济向市场经济转轨，经济效益低的作物，如谷子、高粱、油料、燕麦等的种植面积被一些效益比较好的作物如玉米、豆类、马铃薯等代替。二是燕麦本身产后加工落后，市场销路没有打开，造成种植户自给自足而减少种植面积。三是燕麦产区自然气候近几年连续干旱，播种困难或播后未出苗等，造成燕麦生产处于低谷。

2 山西省燕麦育种发展历程

山西省燕麦科研已有50年的历史，多年来一直受到上级部门的大力扶持，在全国处于领先地位，“七五”至“九五”期间主持农业部“燕麦新品种选育”重点科研项目和国家“燕麦品种资源性状鉴定及繁种”科技项目。在选育新品种的育种方法上，经历了农家种筛选、系统选育、品种间杂交、远缘杂交4个阶段。

2.1 农家品种的筛选应用阶段

20世纪50年代初，山西省燕麦育种工作者首先开展了对我国燕麦农家品种的收集与整理工作，并在此基础上开展了农家品种的筛选鉴定工作，从中选出产量高、品质好的农家品种在全国进行推广，期间主要推广应用的品种有五寨三分三、李家场等[2]。

2.2 国外燕麦品种的引进推广阶段

20世纪60年代初，由中国农科院作物所等单位从前苏联、加拿大等欧美国家引进一批燕麦品种，经筛选鉴定和全国区域性试验示范，20世纪70年代前后推广了维尔1998（华北2号）、永75、永 492（小 465）、坝选 3号（赫波 1号）等一批抗倒伏性强、单产高的优良品种。

2.3 燕麦品种间杂交技术研究及品种选育应用阶段

早在20世纪50年代末60年代初，我国燕麦育种工作者在引进推广国外品种的同时，开展了燕麦品种间杂交技术的研究。期间观察了燕麦的开花习性，研究提出了品种间杂交技术及其育种方法。到20世纪70年代末80年代初，育成并推广了一批用燕麦品种间杂交方法培育出的优良品种，如雁红10号、晋燕4号（雁红11号）、晋燕3号等。

2.4 皮、裸燕麦种间杂交新技术研究及品种培育推广阶段

皮燕麦与裸燕麦在产量、抗性性状方面具有很好的互补性。为了改变山西省燕麦资源贫乏、类型单一、单产低、不耐肥水的现状，从20世纪70年代初，用从欧美引进的抗倒伏、耐肥、抗病、高产，类型丰富的普通燕麦（皮燕麦A Sativa）与裸燕麦进行种间杂交。在研究种间育种方法的同时，研究人员还对燕麦主要性状遗传规律进行了研究，特别是对皮、裸燕麦种间杂交后代外稃性状遗传表现的研究，明确了外稃性状是受三对核基因控制并受细胞质基因影响而遗传的，由此形成了皮、裸燕麦种间杂交育种特有的选择方法[3]。到20世纪80年代初，育成推广了一批抗倒伏力强，喜肥耐水，适宜密植，单产高的新品种，主要有晋燕5号、晋燕6号、晋燕7号、晋燕8号、晋燕9号、20-1等。这些品种的育成推广使山西省燕麦平均单产提高了20%～40%。同时育成了一批抗燕麦坚黑穗病、秆锈病、大粒（千粒质量30 g以上）、高蛋白、早熟等不同类型的种质资源，丰富了山西省燕麦的种质资源，初步改变了类型单一的局面。新方法在全国各燕麦育种单位相继应用，育成10多个燕麦新品种，取得的重大成果“六倍体皮、裸燕麦种间杂交及其在裸燕麦新品种选育中的应用”（由山西省农业科学院牵头）获国家科技进步二等奖。

2.5 应用基础研究阶段

20世纪90年代以来，在开展燕麦育种应用研究的同时，加大了基础研究的力度。在山西省自然科学基金的资助下，开展了燕麦体细胞无性系变异技术研究[4]，随后又开展了燕麦细胞悬浮培养及植株再生技术的研究，为开展燕麦生物工程育种奠定了基础[5-6]。

在雄性不育材料的研究和利用方面，山西同样走在了全国同行的前头，发现了我国第1例燕麦雄性不育材料[7]，在山西省自然科学基金、省攻关项目的资助下，进行了遗传鉴定及不育性状转育、利用的研究[8]。利用雄性不育材料进行异源基因库建立的基础研究，为燕麦开展轮回选择育种创造了条件。这对我国燕麦进行轮回选择育种具有重要的推动作用。

3 山西省燕麦育种的目标和任务

在品种选育方面，“七五”至“九五”期间，农业部将燕麦新品种选育研究列为重点科研项目，期间育出了一些平均单产在1 500 kg/hm2以上的新品种。山西省这一时期燕麦的育种目标为：丘陵旱坡地品种具有抗旱、耐瘠、口紧、中晚熟、籽实和秸秆产量高等性状，公顷产750～1 050 kg，比主栽品种增产10%～15%；滩川地品种具有抗旱、抗倒伏、中熟、丰产等优良性状，公顷产1 500～2 250 kg，比主栽品种增产10%以上；优质品种单产不低于主栽品种，蛋白质含量在17%左右，亚油酸含量占不饱和脂肪酸的30%以上，千粒质量25 g以上。

进入21世纪初，燕麦新品种的选育应该能够满足不同需求的多类型新品种的选育目标。在应用类型上，应该有食用型、饲用型和加工型。食用型燕麦品种主要用于产区传统的食用，选育目标要求品种淀粉含量相对高，做成的燕面食品劲、白、柔软、不硬不犟、适口性好。饲用型燕麦，可分为2种，一种是作饲料型品种，其应具有较高的籽粒产量，并要求蛋白质、赖氨酸含量高；另一种是作饲草型品种，要求生物产量高，尤其是青草产量高、营养丰富，适应舍饲养殖业的发展。加工型燕麦品种，主要是为产区以外的广大消费者提供医疗保健用新型食品，主要用作加工麦片、方便面等食品。这一类品种要求蛋白质、赖氨酸、亚油酸含量高，淀粉含量低，适合加工成降脂、降糖、营养保健的产品[9]。

在生物特性上，除丰产性外，新品种还应具有“三抗一优”的特性，即抗旱性、抗病性、抗倒伏性、优质。（1）抗旱性品种。燕麦主要种植在我国北方干旱半干旱地区，绝大多数种植在旱地，丰歉取决于自然降雨的多少和降雨分布是否均匀，因此新品种要求具有较强的抗旱性。（2）抗病性品种。燕麦虽然病害发生较少，但燕麦坚黑穗病和红叶病是一种常发性病害，而且发生面广，尤其是坚黑穗病为害极重，减产一般在30%～50%，甚至90%。因此，培育高抗燕麦坚黑穗病和红叶病的燕麦品种是生产中迫切需要的。（3）抗倒伏性品种。燕麦既是营养价值高的杂粮，又是产区畜牧业的饲草来源，而产草多的高秆品种容易倒伏，因此，育种目标要求新品种高秆兼抗倒伏。

在适应性上应具有3种生态型，即早、中、晚3种熟期。早熟型品种生育期为80 d以下，中熟型品种生育期为80～110 d，晚熟型品种生育期为110 d以上。

4 山西省育成和引进燕麦品种的现状

山西省先后育成审、认定燕麦品种18个，分别为晋燕1号、晋燕2号、晋燕3号、晋燕4号、晋燕5号、晋燕6号、晋燕7号、晋燕8号、晋燕9号、晋燕10号、晋燕11号、晋燕12号、晋燕13号、品燕1号、20-1、雁红10号、雁红14号和小465。

“八五”期间重点对育成品种雁红10号、晋燕7号、小465在生产上进行了推广。推广面积较大的品种为雁红10号，在我国燕麦生产区晋、冀、蒙都有较大的种植面积，累计推广面积达46.13万hm2，创造社会经济效益10 380万元，1990年雁红10号由国家品种审定委员会认定为全国旱地推广品种。晋燕7号累计推广面积18.53万hm2，创造社会经济效益3 892万元。小465累计推广面积8.8万hm2，创造社会经济效益2 772万元。“九五”期间重点对育成品种晋燕8号、20-1在生产上进行了推广。晋燕8号累计推广面积为11.53万hm2，创造社会经济效益为2 568万元；20-1累计推广面积6.2万hm2，创造社会经济效益1 951万元。

近年来育成的晋燕12号、晋燕13号、品燕1号新品种，在产量上较20世纪80年代品种有了大幅度提高，在籽粒性状上其千粒质量提高到26 g左右，品质上也有了很大改进，蛋白质含量提高到17%左右。

在推广山西省燕麦品种的同时，2004年从全国各育种单位引进10个燕麦新品种经不同生态区试验比较，从中选出4个品种（白燕2号、白燕3号、白燕5号、坝莜1号）和坝莜3号、美国保罗，分别于2005，2006年通过了山西省品种审定委员会认定。

5 山西省燕麦资源现状及特点

在燕麦品种资源研究方面，完成了“八五”、“九五”3次全国燕麦资源编目，入编数达3 243份[10]；对我国华北、西北、西南地区的野生燕麦资源进行了调查和收集，增加了我国燕麦资源的多样性。

在山西省农业科学院品种资源研究所建有设施较好的燕麦中期保存库，保存有2 800份裸燕麦、皮燕麦、野燕麦资源，占全国燕麦长期库中资源的3/4。

5.1 燕麦种质资源的种类

山西省燕麦种质资源拥有13个种3个变种，即普通栽培燕麦（A sativa L，2n＝42），籽粒为有稃型；裸燕麦（A nuda L，2n=42）；小粒裸燕麦（A nudibrevis Vav，2n＝14）；普通野燕麦（A fatua L，2n＝42，包括 3 个变种：var fatua，var glabrata Patorm，var mollis Keng）；大燕麦（A magna Murph，2n＝28）；野红燕麦（A sterilis L，2n＝42）；地中海燕麦（A byzantina Hochst，2n=42）；砂燕麦（Astrigosa Schreb，2n＝14）；东方燕麦（A orientalis Schreb，2n＝42）；异颖燕麦（A eriantha Dur）；裂稃燕麦（A barbata Potter Link，2n＝28）：南燕麦（A meridionalis Roshev）；南野燕麦（A ludoviciana Dur，2n＝42）。

5.2 燕麦种质资源的特点

5.2.1 主穗小穗数 裸燕麦的主穗小穗数在11.7～78.7个之间，平均值为（28.91±6.97）个，其中≥35个的品种有94个，25.0～34.9个之间的有396个，≤24.9个的有176个，主要分布范围在25.0～35.0个之间。皮燕麦的主穗小穗数在

11.6 ～67.2个之间，平均值（37.06±9.0）个，主要分布在35.0个以上。

5.2.2 主穗粒数 裸燕麦的主穗粒数在22.4～126.0粒之间，平均值为（55.43±13.22）粒，其中≥70.0粒的有82个，在50.0～69.9粒之间的有342个，≤49.9粒的有242个，主要分布在50.0～69.9粒之间。皮燕麦主穗粒数在19.5～125.9粒之间，平均值为（55.37±16.30）粒，主要分布基本上与裸燕麦相同。

5.2.3 主穗粒质量 裸燕麦在0.3～2.3 g之间，平均值为（0.96±0.24）g，其中≥1.3 g的有77个，0.9～1.2 g的有376个，≤0.8 g的有213个，主要分布在0.9～1.2 g之间。皮燕麦主穗粒质量在 0.3～2.7 g之间，平均值为（1.36±0.39）g，主要分布在1.3 g以上。

5.2.4 千粒质量 裸燕麦在6.7～34.1 g之间，平均值为（17.42±3.0）g，其中≥20.0 g的品种有97个，15.0～19.9 g的有 454个，≤14.9 g的有115个，主要分布在15.0～20.0 g之间。皮燕麦千粒质量在9.8～35.1 g之间，平均值为（24.5±3.75）g，主要分布在25 g以上。

5.2.5 β-葡聚糖 对来源于中国13个省（区）1 010份和国外引进的4份裸燕麦品种（系）进行了β-葡聚糖含量的鉴定研究。结果表明，中国裸燕麦β-葡聚糖含量为2.0%～7.5%，其中含量＜3.00%的占 6.61%，3.00%～4.99%的占86.40%，5.00%～5.99%的占 5.72%，≥6.00%的占1.18%。按来源地划分，河北、山西、内蒙古的含量较高，云南、贵州、四川的含量较低，而陕西的含量最低[11]。

6 小结

裸燕麦与皮燕麦在产量性状上的差异主要在主穗小穗数、主穗粒质量和千粒质量上，皮燕麦在这3个性状上都高于裸燕麦。裸燕麦主穗小穗数虽然少于皮燕麦，但主穗粒数与皮燕麦相当，说明裸燕麦的小穗粒数多于皮燕麦。在以上构成产量性状诸因素中，皮、裸燕麦之间可以互相弥补，因此，用皮、裸燕麦进行种间杂交，可能获得产量性状比双亲更高的后代。

在我国皮、裸燕麦品种资源中，丰产资源多数集中在山西省，山西省品种资源还具有丰富的花稍抗原与熟性基因库。高蛋白裸燕麦品种资源主要集中在青海省，该省还拥有丰富的极早熟基因库。高脂肪裸燕麦品种资源主要集中在云贵高原各省（区）。高亚油酸品种资源主要集中在青海和河北2省。新疆自治区拥有丰富的抗蚜虫、抗黄矮病与坚黑穗病基因库。国内品种资源的抗倒伏力均较差，但是国外资源较强。所以，通过皮、裸燕麦种间杂交育种途径，可以选育出丰产、优质、抗逆的新品种。

“九五”期间，对国家库保存的800份种质进行了抗旱、抗病、优质、丰产4个方面的性状鉴定和评价，从中筛选出抗旱性强的材料23份，对坚黑穗病免疫的材料16份，千粒质量在28 g以上的材料9份，蛋白质含量在18%以上、脂肪含量在5%左右、亚油酸含量在45%以上的优质材料7份。

综上所述，山西省燕麦育种经历了几代人的努力和半个世纪的奋斗，完成了4个育种阶段，实现了4次品种更新，单产水平得到了大幅度提高，但由于燕麦是小宗作物，主要分布在高纬度、高海拔的高寒、边远贫困地区，科技投入少，条件差，研究人员更少，与小麦、玉米、水稻等大宗作物相比差距甚远。对燕麦科研工作者来说，可挖掘的生产潜力、科研潜力很大，因此，研究课题更广泛，任务更艰巨，更应该得到国家的大力资助和扶持，使小作物发挥出大效益。

［1］ 李成雄，王作柱.莜麦的栽培与育种[M].太原：山西人民出版社，1984.

［2］ 杨海鹏，孙泽民.中国燕麦[M].北京：农业出版社，1989.

［3］ 谷茂，李成雄，王雄.皮、裸燕麦种间杂交育种的研究[J].山西农业科学，1997，25（3）：84-87.

［4］ 范银燕，崔林.裸燕麦体细胞无性系的农艺性状变异[J].华北农学报，1995，10（4）：49-53.

［5］ 崔林，范银燕.裸燕麦悬浮细胞系的建立及植株再生[J].作物学报，1997，23（1）：107-110.

［6］ 崔林，范银燕.裸燕麦胚性愈伤组织培养及悬浮系的建立[J].生物工程学报，1998，14（1）：46-50.

［7］ 崔林，范银燕.中国首例燕麦雄性不育的发现及遗传鉴定[J].作物学报，1999，25（3）：296-300.

［8］ 崔林，徐惠云，李刚.CA雄性不育性状在裸燕麦上的转育[J].山西农业科学，2003，31（4）：10-14.

［9］ 杨才.21世纪初中国北方莜麦育种的目标和任务 [J].河北农业科学，2001（5）：47-51.

［10］ 崔林，刘龙龙.中国燕麦品种资源的研究[J].现代农业科学，2009，16（4）：120-123.

［11］ 郑殿升，吕耀昌，田长叶，等.中国裸燕麦β-葡聚糖含量的鉴定研究[J].植物遗传资源学报，2006，7（1）：54-58.