太空诱变甜菜创新株系产质量比较分析

卞桂杰，黄淑兰 ，杨 国，杨 柳，张明红

（1.吉林省农科院经济植物研究所，范家屯136105；2.吉林省德惠市米沙子镇三胜农业技术推广服务站，德惠130301；3.吉林省德惠市农业技术推广中心，德惠130300）

太空育种是利用卫星、飞船等返回式航天器将作物的种子、组织、器官或生命个体搭载到宇宙空间，在强辐射、微重力、高真空等太空综合诱变因子的作用下，在一段时间内使作物的染色体发生畸变，DNA内部发生重组，导致生物遗传性状的变异，返地后结合常规育种筛选有益变异，快速培育出超益性状的农作物新品种为生产服务。我国1987年8月5日第一次利用返回式卫星搭载植物种子，现已成功地进行了13次太空育种试验。培育出经有关部门审定通过批准的水稻、小麦、青椒、番茄、棉花、莲子、芝麻等多个农作物品种和许多优良品系以及优良的菌种。这标志着我国太空育种已取得可喜的成绩，开辟了作物诱变育种新途径，为现代农业提供了新的技术支撑，并在行业中跨入了世界领先水平。2006年9月我国第一颗以空间诱变育种为主要任务的返回式科学试验航天卫星“实践八号”搭载了全国各类农业育种材料，其中我所提供了4份多胚不同甜菜基因型高世代优良育种材料，在太空翱翔了15d，返地后于2007年地面育种工作正式启动，经2007～2009年试验并与母系比较，筛选的变异个体目前已通过小集团选择形成10个诱变系，2009年选择4个诱变系设置了小区比较试验，并收到较好的试验效果。

1 搭载诱变材料

2006年搭载“实践八号”航天育种卫星4份材料均为我所育成的甜菜骨干系，每份材料16～35g，其中，JT334-3是高世代多胚四倍体高糖偏高产品系，JT7503-36528是高世代多胚二倍体高糖品系，JT吉75-32 ms和JT吉75-32‘O’是“七五”期间育成的多胚二倍体雄性不育系和雄性不育保持系。

2 诱变材料选育程序

2.1 诱变当代营养生长阶段选择

4份太空诱变甜菜种子返地后，于2007年正式启动地面育种工作，根据甜菜生长发育特点，2007年度SP1（诱变当代）代返地种子与地面母系对照种子同区分垅种植，调查SP1代植株及母系对照植株的出苗率、保苗率、下胚轴颜色、株形、株高、叶形、根产量、含糖率和抗病性（褐斑病、根腐病）等性状，结合测产、检糖选择与原亲本具有不同特点或某性状有明显改善的突变单株158株。调查结果表明：4个诱变材料叶色SP1代均较对照颜色浅，褐斑病均较对照略重，单株产量均较对照高，其它性状无明显差别。

2.2 生殖生长阶段SP2代采种及母根繁育

2008年诱变材料进入生殖生长阶段，采收SP2代种子。2007年入选的158株中入选12株单株SP2代采种（即 JT334-3 SP1高糖 2 株、JT7503-36528 SP1高糖 3株、JT75-32ms SP1高产 5 株、JT75-32‘O’ SP1高产 2株）；其余146株混合SP2代采种。从种株调查趋势看出：不同诱变株均有顽固株出现，而对照没有，诱变株高度、单株产种量明显增加。收获混合采种的诱变种子（SP2）10.75kg，单株诱变采种（SP2）1.5kg；同年夏播SP2代种子，收获母根268株。

2.3 SP2代诱变株系比较试验及SP3代采种

2009年SP2代诱变材料进行小区品比试验，并对产质量做方差分析；同时，采收SP3代种子，为下一步诱变材料更高代的繁殖、选择、稳定奠定基础。

3 品比试验设计与分析

3.1 参试材料

9 个参试材料，依次为 JT334-3 SP2、JT334-3（母系对照）、JT7503-36528 SP2JT7503-36528（母系对照）、JT75-32ms SP2、JT75-32ms（母系对照）、JT75-32‘O’ SP2、JT75-32‘O’（母系对照）、甜研 309（统一对照）。

3.2 试验方法

试验采取完全随机区组排列，3次重复，2行区，行长6.25m，行株距65cm×25cm，小区理论株数50株，试验区四周设常规保护行。

3.3 田间管理

试验地设在吉林省公主岭市范家屯镇太平庄村2社，前茬玉米，4月30日播种，苗齐苗壮，生育全期生长旺盛，三铲三趟，无病虫害发生，9月29日全区收获田间测产，10月9日检测块根含糖率及N、P、K含量，并计算纯度。

3.4 产质量结果

试验结果从下表可以看出：JT7503-36528 SP2含糖率，比母系对照（CK1）提高1.84度，比统一对照（CK2）提高2.68度，并达到5%显著水平，此基因型材料经太空诱变后入选SP2母根含糖性状有突破性的提高；JT334-3 SP2产量及含糖均超母系对照，产糖量超母系对照14.3%，此基因型材料经太空诱变后入选SP2母根综合性状较好，是较理想的标准型创新材料；同时从表中也看出诱变系或是母系的产糖量均未超过统一对照甜研309品种，另外两份诱变不育系JT75-32ms SP2及不育保持系JT75-32‘O’SP2田间鉴定效果较差，产量和含糖较母系及统一对照没有明显提高；在纯度测定的5份材料中有4份达到92.02%～92.78%，均超统一对照90.01%，但诱变系及母系的的纯度变化幅度不大。

表 品比试验产质量结果比较

4 讨论与分析

本试验只对诱变材料SP2代产质量做了比较分析，JT7503-36528 SP2含糖率高、JT334-3 SP2综合性状好，两诱变系的纯度较高，品质优良，但是，考虑甜菜是异花授粉作物，异质率高，SP2代诱变系的变异性状不稳定，还需要进一步的选育SP3、SP4或更高代的种子做比较试验，这样才能证明诱变系的优良程度及稳定性。另外，在前面育种程序中提到的营养生长阶段SP1代均较对照颜色浅，褐斑病均较对照略重，单株产量均较对照高；生殖生长阶段不同诱变株均有顽固株出现，而对照没有，诱变株高度、单株种子产量明显增加，以及正在系统试验的诱变系的倍数性、育性变化情况均需在今后2～3年内做进一步的试验，结合前续工作做更具体的总结和分析；2009年已利用诱变系配制杂交组合10余个，力争在短时间内培育太空诱变新品种为甜菜行业生产服务。

[1]卞桂杰，张景楼，黄淑兰，等.我国航天育种现状及甜菜诱变育种前景[J].中国甜菜糖业，2006（4）:23-25.

[2]沈桂芳.我国的航天作物育种现状与进展[J].世界农业，2002（1）:48-49.

[3]王华忠，吴则东，韩英，等.甜菜航天育种材料的叶绿素含量及某些形态特征研究初报[J].中国甜菜糖业，2009，（4）:6-7.