高粱雄性不育系吉2056A的创制及应用
2019-12-25高悦梁军侯佳明赵德杨微李捷李伟李继洪高士杰
高悦 梁军 侯佳明 赵德 杨微 李捷 李伟 李继洪 高士杰
摘要 高粱雄性不育系吉2056A是吉林省农业科学院作物资源研究所新选育的优良不育系，适用于我国北方高粱春播早熟区，具有适应性好、抗逆性强、配合力高等特点，由其组配的高粱杂交种吉杂133已在我国北方高粱早熟区大面积种植推广。高粱雄性不育系吉2056A的成功选育，丰富了吉林省种质遗传基础。
关键词 高粱;雄性不育系吉2056A;创制;应用
中图分类号 S514 文献标识码 A
文章编号 1007-5739（2019）22-0019-02 開放科学（资源服务）标识码（OSID）
Abstract The sorghum male sterile line Ji2056A is the important sterile line which was selected by Institute of Crop Germplasm Resources，Jilin Academy of Agricultural Sciences.Sorghum male sterile line Ji2056A with the traits of good adaptability，strong resistance and the high combining ability is suitable for planting in the spring sowing early-maturing area in northern China.The sorghum hybrid Jiza133 bled by Ji2056A was planted in the most spring sowing early-maturing area in northern China.The successful breeding of the sorghum male sterile lines Ji2056A enriched the germplasm genetic basis of Jilin Province.
Key words sorghum;male sterile line Ji2056A;breeding;application
高粱是我国重要的杂粮作物，适应性好、抗逆性强，近年来生产和需求呈持续增长的态势[1];高粱抗旱、耐涝、耐盐碱，适应性广，在生长环境恶劣的情况下仍能够种植、生长。提高高粱产量，对促进现代农业发展和农民增收等有重大意义。但由于高粱生理结构的特殊性（为两性花），难以生产种子，不能直接应用于生产，因而充分发挥高粱的杂种优势利用是提高高粱产量的重要手段[2]。侯佳明等[3]认为，在一定范围内，高粱杂种优势的大小主要决定于恢复系和不育系的遗传差异和性状互补，遗传差异越大，优势越明显。因此，要组配优质高粱杂交种，亲本系的选育至关重要[4]。王 官等[5]在对高粱种质资源聚类分析中发现，在高粱新品系改良或选育过程中，应根据育种目标有策略性地筛选基础材料。因此，选育优质的高粱雄性不育系对实现高粱杂种优势利用具有重要的意义。只有不断选育出新的替代品种，才能使高粱生产不断向前发展，而高粱不育系的配合力、抗性及品质如何，将对杂交种的选育和生产水平起决定性作用。本研究旨在选育适于我国北方春播早熟区使用的优质高粱雄性不育系，在一定程度上解决原有不育系存在的抗病性差等诸多问题，以丰富北方春播早熟区的种质资源，组配出适于该地区的高粱杂交优势组合，以增加北方早熟区高粱产量，丰富我国北方春播早熟区高粱育种的核心种质。
1 吉2056A的创制过程
1.1 选育思路
高粱起源于热带，是喜温植物，因而在选择亲本时必须要考虑地理远缘和生态适应性、抗病性等诸多问题。利用适应性好、抗病性好但植株较高的印度材料871300与配合力高、高抗蚜虫但叶病较重的美国引入材料TAM428杂交，以保持和提高杂种优势水平，优势互补，组配强优高产抗病杂交种。
1.2 选育过程
吉2056A是由871300B×TAM428B杂交后代选拔优良株系回交转育成的不育系。2000年夏选择早熟区适应性广、生育期早的A2型保持系871300B作为母本，871300系纯印度血缘、抗病性强、持绿耐旱、抗倒性强，但植株偏高;父本TAM428由美国引入，是通过热带高粱资源转换而成，对丝黑穗病为水平抗性、早熟、抗蚜虫、配合力高，而且为A1细胞质恢复系、A2细胞质保持系。将两者进行人工去雄杂交，在公主岭和海南两地连续自交，从中选择早熟、矮秆、叶窄的后代，为了导入更多的印度血缘，在F3代选择早熟、矮秆、株型紧凑的单株为母本，以871300B为父本再次进行回交，同时又经过高压力选择，有效剔除不抗丝黑穗病、不抗蚜虫、不抗倒伏的后代，留下抗性好、植株矮的植株。
2 吉2056A的特征特性
2.1 植物学特征
吉2056A的生育期为116 d，需≥10 ℃积温2 400 ℃左右，为早熟不育系，幼苗绿色，芽鞘绿色，根系发达，长势强，18片叶，叶窄而上冲;株高90 cm左右（表1），筒状，紧穗，穗长27 cm左右，单穗粒重65 g左右;籽粒圆形，白色，千粒重27.6 g;穗粒数2 500～3 000粒，颖壳红色，着壳率3%。
2.2 生物学特征
2.2.1 不育性稳定，花期长。吉2056A开花时，花药瘦小白色，柱头较长、白色，且外露率高，存活天数长，不育性状穩定，不败育，自交不结实（表1）。
2.2.2 抗逆性强。吉2056A根系发达，植株粗壮，抗倒伏能力强，胚芽拱土能力较强，抗旱、秆强，抗叶斑病、黑穗病，综合抗性较强。
2.3 制种产量高
吉2056A穗大且紧凑，条件恶劣时无小花败育，且接受花粉时间长，因而制种产量较高，为3 500～4 000 kg/hm2（表1）。
3 高粱雄性不育系吉2056A的应用
2007年以高粱雄性不育系吉2056A为母本、以自选恢复系吉R5062为父本组配出高粱杂交种吉杂133，2013年1月通过吉林省农作物品种审定委员会审定[6]。
吉杂133的主要特点是幼苗绿色，为中熟的杂交品种。出苗至成熟天数约为122 d，需≥10 ℃活动积温约为2 520 ℃。株高175 cm，穗长30.1 cm，中紧穗，籽粒圆形，红色，穗粒重98.6 g，千粒重30.4 g，角质率40%，着壳率3.9%。吉杂133区域试验平均产量9 206.7 kg/hm2，与对照品种四杂25相比较，产量增加幅度为8.0%（表2）;生产试验平均产量9 810.0 kg/hm2，与对照品种四杂25相比较，产量增加幅度为6.9%（表3）。经农业部谷物及制品质量监督检验测试中心（哈尔滨）检测，籽粒含粗蛋白质8.91%、粗脂肪3.07%、粗淀粉74.57%、单宁1.26%，容重748 g/L，为适宜酿酒的高粱新品种。
吉杂133根系长势健壮，对倒伏、叶病及蚜虫等的抗性强，经吉林省农业科学院植保所2011—2012年2年人工接种抗病鉴定，中抗丝黑穗病（14.4MR，13.3MR），田间自然发病率为0。一般5月上中旬播种，播量7～9 kg/hm2，保苗10万～12万株/hm2。
吉杂133适宜在吉林省中西部和黑龙江省第一积温带及内蒙古通辽、赤峰等地区推广种植。
4 结语
目前，酿造高粱生产面临着诸多问题，如粒用高粱育种近年来进展不大，其主要原因是遗传基础狭窄，株型不理想，耐密性差，株高偏高，抗性育种重视不够，多抗性品种少，杂优利用模式有待创新[7]。在选育亲本及组配杂交种时，应考虑高粱品种的多抗性，这样不仅能使农药用量减少，减少开支，同时也保护了环境，具有良好的社会效益和生态效益。另外，为了提高育种效率，可以通过传统杂交和分子手段相结合的方式进行育种。王福军等[8]、Donald等[9]认为，基因编辑技术等生物技术手段在作物遗传及应用方面将会发挥巨大作用，可通过基因手段提高高粱的耐螟性、除草剂抗性等。
5 参考文献
[1] 桂松，牛静，胡建.中国高粱产业发展现状分析[J].农业与技术，2019， 39（1）：18-20.
[2] 马鸿图.高粱杂种优势与类型血缘关系的探讨[J].沈阳农业大学学报，1974（4）：60-68.
[3] 侯佳明，高悦，杨薇，等.粒用高粱恢复系选育和应重视的问题[J].种子，2019，38（2）：68-71.
[4] 高士杰，王阳，李继洪，等.中国粒用杂交高粱研究状况[J].吉林农业科学，2009，34（3）：8-11.
[5] 王官，赵威军，张阳，等.甜高粱种质资源主要农艺性状的主成分及聚类分析[J].农学学报，2019，9（5）：5-9.
[6] 李继洪，侯佳明，陈冰嬬，等.高粱新品种吉杂133的选育[J].农业与技术，2014，34（6）：108-109
[7] 高士杰，陈冰嬬，李继洪.对粒用高粱育种的思考[J].现代农业科技，2013（10）：31-37.
[8] 王福军，赵开军.基因组编辑技术应用于作物遗传改良的进展与挑战[J].中国农业科学，2018，51（1）：1-16.
[9] DONALD P W，MARTIN H，BING Y.Use of designer nucleases for targeted gene and genome editing in plants[J].Plant Biotec-hnology，2016（2）：483-495.
