甜菜多倍体杂交种甜研312的遗传改良与推广

王华忠 ，吴则东 ，王丛玲 ，朱东顺 ，何 群 ，肖春山 ，王茂芊 ，韩 英 ，高 峰 ，高 岩

（1.黑龙江省普通高等学校甜菜遗传育种重点实验室/黑龙江大学农作物研究院，哈尔滨 150080；2.中国农业科学院甜菜研究所/中国农业科学院北方糖料作物资源与利用重点开放实验室，哈尔滨 150080；3.山东省轻工农副原料研究所，高密 261550；4.齐齐哈尔市鹤城种业有限公司，黑龙江齐齐哈尔 161031）

多倍体甜菜品种在20世纪90年代10年间曾经覆盖我国三北甜菜主产区80%～90%的种植面积。多倍体甜菜品种块根产量和含糖率高的优良特性一直受到糖厂和农民的欢迎。但是，进入21世纪以后，我国甜菜生产明显滑坡，甜菜制糖企业效益锐减。主要问题是大量引进国外丰产品种，不适应我国生态环境，含糖率低，感褐斑病和根腐病严重地块显示不出丰产优势。因此，选育适合我国生态条件的丰产、高糖、抗病型国产甜菜品种是育种攻关的重要课题。

根据多年的育种经验，查阅1980年以来的大量甜菜多倍体育种谱系发现，品种亲本基本上是单一的四倍体和二倍体品系杂交而成，并且到目前为止，基本上相互配制过三倍体杂交组合[1-4]。因此，利用现有的材料和以往的单交组合的育种方法已经难以选育优良甜菜品种，必须考虑利用新的思路和方法重新挖掘现有育种基础材料的潜能。甜菜的产糖量性状主要受制于根产量和含糖率，两性状受数量性状多基因控制，通常呈负相关，通过导入野生甜菜的高产基因及抗丛根病基因，同时进行病地与非病地的双重胁迫轮回选择[5-8]，辅助进行甜菜母根分割，配合力测定，丰产根形筛选等技术措施，可能会促进甜菜的根产量和含糖率性状趋于合理的平衡，又可创新甜菜种质资源的多样性[9-12]。在甜研312（杂交组合代号04362）选育过程中，育种目标以国外引进品种为标准，确立为丰产、优质、多抗型，不论在育种材料，还是在育种技术方面都有所创新，使该组合具备了丰产性稳定、含糖率较高、抗病性较强等优点。通过10余年选择与鉴定，2010年初通过黑龙江省农作物品种审定委员会审定命名为推广品种。为我国甜菜生产提供了国内亟需的、与国外引进品种具有竞争力的国产甜菜新品种。该品种于2012年已转让于黑龙江省某种子公司进行独家繁育和销售，是黑龙江甜菜产区近几年唯一推广的国产品种，具有很好的推广前景。

1 材料与方法

1.1 亲本材料选择与杂交组合配制

甜研312杂交组合是以母本4N03408×父本2N03210按行比3∶1比例配制杂交而成，父母本种子混收，生产上利用其杂种一代优势。该杂交组合特色是父母本均利用杂交一代，突出双交种方式的杂种优势。母本4N03408为两个四倍体品系甜423E/4N×甜426E/4N按1∶1比例自由杂交授粉的杂交一代，父本2N03210为两个二倍体品系甜202-R080E/2N×甜W412/2N按1∶1比例自由杂交授粉的杂交一代。

1.2 方法

1.2.1 杂交组合产质量鉴定试验 甜研312杂交组合产质量鉴定试验采用随机区组设计，2行区、4次重复，行长10m，株距25cm。2004年配制杂交组合，2005—2006年进行小区鉴定试验，2007—2008年参加黑龙江省品种区域试验，2009年参加黑龙江省生产示范试验，同时还在内蒙古、新疆、甘肃等丛根病发病地区进行了多点鉴定试验。

1.2.2 甜菜亲本品系遗传改良技术应用 在甜研312品种的杂交组合配制、亲本品系选育过程中，注重了亲本的遗传改良与创新，主要采取了如下措施：

（1）导入野生甜菜的高产及抗病基因，父母本均利用杂交一代，突出双交种方式的杂种优势。甜菜杂交组合的高生产力主要体现于产糖量性状，主要体现在一是根产量，二是含糖率，两性状通常呈负相关，因此，亲本选择时要考虑根产量与含糖率的平衡与互补。四倍体品系甜426E/4N含糖率高，甜423E/4N根产量高，综合经济性状均好，杂交一代作为母本具较好的杂交优势。二倍体品系甜W412/2N是由国外丰产品种杂交混选而成，丰产性好，甜202-R080E/2N是在高糖品系“双十”中导入了野生甜菜的高产基因及抗丛根病基因，含糖率与丰产性较好，抗病性强，两个二倍体品系的杂交一代作为父本也具较好的杂交优势。由此配制杂交组合便形成了双交种方式的三倍体组合，双亲都是杂交一代，其杂交后代更应有突出的杂交优势表现。

（2）病地与非病地的双重胁迫轮回选择，强化亲本材料的抗耐丛根病和根腐病性能，提高丰产基因型频率。在2001—2003年间，一方面利用特有的根腐病和丛根病试验区进行抗病基因型选择，对甜研312的双亲4个亲本品系进行病地胁迫选择，选择不感病或感病极轻的甜菜母根；另一方面同时利用农村很久未种甜菜的地块同步进行丰产基因型选择，因其病害较轻，可以充分显示甜菜的产量性状，亦即选择高产的甜菜母根；两地选择的母根组成新的轮回选择群体进行混选后，便聚集了较为理想的丰产性和抗病性基因型。

（3）甜菜母根分割，配合力测定，进行丰产根形筛选。将在田间选择出来的优良甜菜根形单株，如根头较小，根体肥大，根沟较浅，根皮光滑，适于机械化收获等，选择优良根形的母根一般有25～30个，每个根体分别在根头至根尾一分两瓣，其中一瓣用于成对杂交组合采种，另一瓣用于自交或休眠保存，根据成对杂交组合试验结果，选择高生产力、抗病性强、根形较好者升级继选，然后利用相应的另一瓣母根进行纯系选择或组成群体，如此经过若干代轮回选择后，就形成了高生产力、优良根形一致的优势群体。通过母根分割，进行株系配合力测定，纯化亲本品系，进一步提高了群体增产优势。

2 结果和分析

2.1 小区鉴定试验

甜研312品种于2005—2006年进行小区鉴定试验，在省内设置了2点小区鉴定试验。在各试验点均有突出表现，在此展示省内2个点次试验结果（见表1），平均根产量54334.5kg/hm2，比对照甜研309平均提高12.1%；平均含糖率18.7%，较对照平均提高0.3度；平均产糖量10186.8kg/hm2，较对照平均增产13.8%。另外，尽管呼兰所内试验区根腐病和丛根病较重，但甜研312品种根产量及含糖率仍比对照显著提高，表现出较强的耐病性。总体来看，褐斑病病情0.6～1.5级，根腐病罹病率在6%以下。

表1 甜研312品种各类试验结果

2.2 黑龙江省区域鉴定试验

2007—2008年在黑龙江全省8个点2年区域试验中（表1），甜研312品种平均根产量43014.0kg/hm2，比统一对照增产13.7%；平均含糖率17.7%，略高于对照0.1度；平均产糖量7621.6kg/hm2，比对照提高14.6%。甜研312品种在2年区域试验中，表现出含糖率较高而稳定，从2年试验的根产量增产幅度看，还有很大的增产潜力，其中在友谊、宁安、嫩江、呼兰等地表现比较突出，有5～6个点次产糖量高于对照达显著或极显著水平。

2.3 黑龙江省生产示范试验

甜研312品种在2009年黑龙江全省5个试验点（表1）中，产质量表现较好。虽然春季干旱和夏季雨多，对甜菜生长产生了一定的影响，但平均根产量仍达42326.3 kg/hm2，比对照品种提高5.2%；平均含糖率17.5%，比对照增加1.4度；平均产糖量7377.5 kg/hm2，比对照提高14.7%。5个试验点的含糖率均比对照提高1.0以上，均达到了1%极显著水平。

2.4 省外异地多点鉴定试验

为鉴定三倍体品种甜研312的抗逆性及适应性，于2009年在内蒙古、新疆、甘肃等地的甜菜丛根病地区或高产高糖地区进行了鉴定试验。甜研312在西北及华北的甜菜产区，与对照品种比较，根产量及含糖率均有明显提高，平均根产量53969.2kg/hm2，比对照增产5.3%；含糖率16.5%，比对照提高0.45度；产糖量8991.8kg/hm2，较对照增产8.0%。同时均表现出较强的耐病性。多点试验表明，甜研312达到了高糖、丰产、抗病的育种目标，是目前我国甜菜生产上亟需的、可与国外引进品种相匹敌的高产优良多胚多倍体品种。

3 品种特征特性及栽培、制种技术要点

3.1 品种特征特性

甜研312品种特性是生长势强，适应性广，抗褐斑病，耐根腐病，块根丰产性较稳定，含糖率较高。幼苗期胚轴颜色为红色和绿色混合型。根形为楔形，根皮光滑白色，根肉浅黄色，根沟较浅，青头小，根形整齐，易于切削，适于机械化收获。叶丛斜立，叶色浅绿，叶片较大呈舌形，叶柄长23～25cm，叶长25～30cm，叶宽17～20cm，株高55～60cm，繁茂期叶片数为25～28片。株型紧凑，适宜密植。属于中晚熟类型，生长期为150～170d。需要≥10℃的积温在2400℃以上。

3.2 栽培技术要点

3.2.1 选地保苗 甜研312品种适宜在黑钙土及苏打草甸土地区种植。地势以平川或平岗地为宜。在生产中应制定合理的轮作制度，确保4～5年轮作年限，避免重茬与迎茬。确保土壤疏松、土质肥沃；在北方甜菜生产区的适宜播期为4月下旬至5月上旬，种植密度以66000～71000株/hm2为宜。各地应因地制宜适期早播，确保苗全、苗齐、苗壮。

3.2.2 合理施肥 对于计划种植甜菜的地块，最好进行秋季深翻起垄，并结合整地，深施有机肥、化肥等。施肥以农家肥与化肥配合使用为宜，一般施农家肥30t/hm2，底肥以磷肥为主，磷酸二铵用量为250kg/hm2，施纯氮应控制在 150kg/hm2，推茬 N∶P∶K 比例为 1∶1∶0.5，追施氮肥时间不能晚于 8片真叶期。

3.2.3 田间管理 播种出苗后1～2周内，应注意黑绒金龟子和跳甲、象甲等苗期害虫的危害，中后期着重防治甘蓝夜蛾和草地螟。苗期注意防治立枯病，中后期防治褐斑病。在叶丛期及块根膨大期缺水条件下最好及时喷灌。实行三铲三趟或机械中耕，确保土壤通气透水，适当适时喷施微肥以及增糖液体肥。东北地区以9月下旬至10月上旬为适宜收获期。

3.3 品种制种技术要点

甜研312制种时，母本四倍体2个品系与父本二倍体2个品系应分别培育母根，分别收获，窖藏越冬。翌年四倍体2个品系1∶1杂交获得杂交一代种子作为母本，父本二倍体2个品系1∶1杂交获得杂交一代种子作为父本，第三年在采种田间栽植时，母本与父本的母根按3∶1比例栽植，种子成熟后混收。制种田要加强肥水管理，力争苗齐苗壮，确保父母本花期一致，以提高三倍体杂交率。适时收获种子，及时脱粒和晾晒，以利于提高种子发芽率，确保生产高质量的生产种。

4 品种示范推广措施

多点试验表明，甜研312品种适宜在黑龙江、内蒙古、新疆、甘肃等甜菜产区种植。但是，近年来国外甜菜品种大量涌入，严重干扰了国产品种的推广。由于甜研312品种导入了野生甜菜的高产基因及抗丛根病基因，是目前黑龙江甜菜产区唯一推广的国产品种。2009年开始至今借助国家甜菜产业技术体系建设项目的大力支持，甜菜研究所与当地种子公司紧密合作，研究所繁育提供优质原种，种子公司利用其人脉网络繁育推销生产种，近几年进行了甜研312品种的大面积展示和科技示范户的建立，2010—2012年在黑龙江省富裕县、龙江县、林甸县、拜泉县、宁安县等地示范，长势非常喜人，先后在富裕县、龙江县、林甸县召开了三次现场观摩会，召集制糖企业及甜菜原料站等有关领导与技术员，宣传国产品种的稳产、高糖及抗病性强等优势，并且在田间现场测产测糖，两年平均根产量达46636.6 kg/hm2，比对照荷兰品种BASTION和德国品种SD21816提高3.5%、4.5%；平均含糖率17.5%，比对照增加1.5度、1.8度，深受制糖企业和农民的欢迎。目前，该品种已于2012年转让于黑龙江省某种子公司进行独家繁育和销售，在黑龙江产区已经推广1万多公顷，经过亲本提纯复壮，增产潜力很大，具有非常好的推广前景。

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