甘蔗亲本桂糖92-66的种性特点与利用效果

2020-05-21王伦旺邓宇驰谭芳

江苏农业科学 2020年6期

王伦旺邓宇驰谭芳

摘要：对早熟、高糖亲本桂糖92-66的系谱和种性特点进行分析，并对利用其作亲本开展杂交育种的规模、成效及育成品种、品系的性能、系谱和在生产上的应用情况进行总结与分析。结果表明，以桂糖92-66为亲本配制得到甘蔗杂交组合174个，培育出实生苗101 458株，选育出桂糖42号等6个优良甘蔗新品种和桂糖08-1045等4个新品系，育成品种累计推广面积达88.85万hm2以上;桂糖92-66作父本的育种效率高于作母本，其早熟、高糖性状易于在其子代中传递，是中国大陆利用频率和效率均较高的高糖骨干亲本，可在适合机械化生产的高糖、高产甘蔗育种中加以利用，以提高新品种的综合适应能力。

关键词：甘蔗;高糖骨干亲本;桂糖92-66;利用效果;系谱分析

中图分类号： S566.103 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2020）06-0086-06

甘蔗是我国重要的糖料作物和能源作物[1]。优良亲本是甘蔗优良品种选育的物质基础，亲本选育与利用水平在很大程度上决定着甘蔗选种、育种的水平。国际上许多国家的甘蔗育种机构都十分重视甘蔗亲本的培育和创新工作，各自建立了相应的育种亲本体系，如美国的CP、HOCP、LCP，巴西的RB、SP，印度的CO，印度尼西亚的POJ，澳大利亚的Q系列等比较著名的亲本体系，我国过去60多年的甘蔗育种史中，依托最大的甘蔗杂交制种基地——海南甘蔗育种场，采用引进和创新相结合的方法[2]，建立了我国的甘蔗亲本系统，该系统主要由广东省、广西壮族自治区、云南省、福建省、海南省、四川省、江西省等省份的甘蔗育种机构建立的亲本体系组成，系统内亲本的不断更新，有效地促进了甘蔗品种改良，使甘蔗生产水平得到不断提高。其中利用率比较高的自育亲本有粤糖91-976、粤糖85-177、粤糖93-159、桂糖 92-66、桂糖00-122、华南56-12、崖城71-374 、粤农73-204、川蔗2号，引进亲本有ROC1、ROC10、ROC22、ROC25、ROC26、F134、F108、POJ2878、CP72-1210、CP81-1254 等[3-16]，它们为我国甘蔗育种的骨干亲本。桂糖92-66是广西农业科学院甘蔗研究所于1992年初，以粤糖83-257为母本，崖城 71-374 为父本，通过有性杂交和五圃制方法培育的特早熟高糖亲本，是桂糖系列亲本中利用频率比较高的骨干亲本，在广西壮族自治区乃至全国甘蔗育种机构中获得广泛利用[17-25]。本研究对亲本桂糖92-66的特性及其亲系进行分析，并对2003—2019期间利用其作亲本开展杂交育种的规模、成效及育成品种、品系的系谱、性能和在生产上的应用情况进行总结分析，旨在为今后加强对甘蔗优良骨干亲本的培育及利用，提高甘蔗杂交育种效率和水平提供支持。

1 桂糖92-66的特性及亲系遗传背景

1.1 桂糖92-66种性特点与开花习性

桂糖92-66为特早熟、特高糖亲本，10月中下旬的甘蔗蔗糖分含量可达14.0%～14.5%以上。1996年12月曾经测得其甘蔗蔗糖分含量高达1921%[6]，且高抗花叶病和黄叶病[26]，中抗黑穗病、宿根性中等，但是由于其易开花，产蔗量一般，因此未能作为品种在生产上推广应用。根据2014—2015年以及2018—2019年甘蔗杂交季的调查结果可知，桂糖92-66在海南省三亚市海棠湾区的花期为每年的11月中旬至翌年1月底。本研究采用雷敬超等的甘蔗花粉染色率测定方法[27]，对桂糖92-66的花粉育性进行调查，结果（图1）显示，桂糖92-66的花粉量大，可育率（黑色染色率）达50%～60%，表明桂糖92-66既可作为母本，也可作为父本被利用。

1.2 桂糖92-66的亲系遗传背景

桂糖92-66是著名甘蔗亲本POJ2878、POJ2725、CO209的子4代，是中国大陆利用频率很高的骨干亲本CP72-1210[2]的子2代，是中国崖城割手密和热带种Badila的子3代，是印尼爪哇割手密的子6代，印度割手密的子5代。桂糖92-66的母本为粤糖83-257，是CP72-1210和华南 56-12的杂交后代，具有中大茎、宿根性强、生势好、高抗黑穗病和嵌纹病、高产，但迟熟、低糖等特点;父本为崖城 71-374[9]，是中国大陆常用的骨干亲本，它是粤糖54-143和崖城58-47的雜交后代，具有中茎、有效茎多、宿根性强、生势好且高抗黄点病和嵌纹病以及高产、中早熟、高糖，但是高感黑穗病等特点。通过以上分析发现，桂糖92-66继承了其母本粤糖83-257中大茎、株型较好以及抗黑穗病、嵌纹病的特性，在蔗糖分积累方面表现了明显的超亲遗传，因为桂糖92-66特早熟特高糖的特性明显超越了它的母本和父本（图2）。

2 甘蔗亲本桂糖92-66的利用效果

2.1 以桂糖92-66为亲本配制的杂交组合、培育的实生苗与育成的新品种和新亲本

从表1可以看出，2003—2013年，广西农业科学院甘蔗研究所以桂糖92-66为亲本配制了174个杂交组合，培育了101 458株实生苗，其中作母本配制了71个杂交组合，培育了35 848株实生苗，育成甘蔗品种1个、亲本3个，品种育成率为 0002 8%，亲本育成率为001%;作父本配制了103个杂交组合，培育了65 610株实生苗，育成甘蔗品种4个、亲本10个，品种育成率为0.006 1%，亲本育成率为0.015%，表明桂糖92-66作父本的品种育成率和亲本育成率均要高于作母本。

2.2 以桂糖92-66为亲本培育出的甘蔗品种与优异品系的系谱分析

从图3可以看出，以桂糖92-66为亲本杂交选育出了6个新品种、4个优良新品系。桂糖92-66既可作母本，也可作父本，多被用作父本。其中以桂糖92-66作母本育成了2个品种，即桂糖50号、云蔗072178，育成了2个品系即桂糖08-1045、桂糖09-197，涉及的父本包括：（1）来自中国台湾省的中早熟、中糖、中大茎、直立、抗倒伏、宿根性好，但包叶的ROC10[13];（2）来自美国的早熟、高糖、中茎、宿根性好且高抗花叶病和黄叶病[26]的亲本HOCP93-750;（3）来自四川省的中熟、丰产、生长势强、实心、耐肥、抗倒伏、抗黑穗病、抗寒的重点亲本川蔗57-416，又名川蔗2号[16]，该亲本杂交亲合力强、性状传递稳定，是霜冻蔗区的一个主要亲本[11];（4）来自广东省的高产、稳产、低糖、宿根性和抗逆性强，中大茎，萌芽快、齐，萌芽率高，分蘖性好的亲本粤糖91-976，作为亲本，它的花粉量多、活力强、配合力强、后代性状表现突出[3]，是我国利用率很高的骨干亲本之一。这5个父本的亲系组合中又包括ROC5、F152、CO281 F134、粤农73-204 CP67-412、CP84-0722 LCP81-030等来自中国台湾省、广东省以及美国、印度的常用亲本。

以桂糖92-66作父本育成了桂糖42号、桂糖43号、桂糖44号、桂糖52号等4个品种、2个新品系桂糖11-42、桂糖13-1046，涉及的母本包括：

（1）中早熟、高糖、稳产、中大茎、易脱叶、宿根性差、易感黑穗病的中国大陆甘蔗主栽品种和近年来利用频率很高的骨干亲本ROC22，以及早熟、高糖、宿根性一般、中大茎、直立、包叶的常用亲本ROC1;（2）中晚熟中糖、稳产、宿根性强、中大茎、直立、抗倒伏、分蘖中等的骨干亲本粤糖85-177，它的蔗糖分含量高于ROC10，低于桂糖11号[19]，既保留了其优良母本粤糖57-423的大茎丰产、植株高大、生长直立的优点，又获得其父本CP57-614和CP72-1312高糖、宿根性强的特性，克服了其母本迟熟、宿根性差和父本蔗茎偏细的缺点，能将大茎、丰产、高糖、宿根性强等性状聚合于一体，有较强杂种优势，且适应性广，宿根性强，高产稳产[4];（3）来自福建省的高产、中大茎、宿根性强、中晚熟、低糖亲本福农 02-6427;（4）中熟、高糖、高抗花叶病，但感黄叶病的亲本HOCP92-648[26]。这5个母本的亲系组合中包括ROC5、69-463、粤糖57-423、 CP57-617、CP72-1312、F146、CP58-48、CP72-0370、LCP82-089、粤糖91-976、CP84-1198等来自中国台湾省、广东省以及美国的常用亲本。

2.3 以桂糖92-66为亲本培育的甘蔗品种与优异品系的特性

2.3.1 桂糖42号桂糖42号遗传了母本ROC22的高产稳产、抗旱能力强、易脱叶、适应性广和父本桂糖92-66的早熟、高糖和宿根性好、高抗花叶病和黄叶病的性能，克服了母本ROC22宿根性差，抗风、抗倒伏能力不强的缺点;在抗风、抗倒伏能力方面，桂糖42號表现超亲遗传的特点（图4、图5）。桂糖42号具有早熟、高糖、高产稳产、中大茎、直立、抗风、抗倒伏抗旱能力强，且宿根性好，中抗黑穗病，高抗花叶病、黄叶病和梢腐病，适宜机械化种植和收获的性能[17]，2011—2012年广西2年新植1年宿根甘蔗品种区域试验结果显示，桂糖42号平均蔗茎产量为 101.70 t/hm2，比对照ROC22增产9.26%，其中新植平均蔗茎产量为99.88 t/hm2，比对照ROC22增产5.45%，宿根平均蔗茎产量为 103.52 t/hm2，比对照增产13.24%;11月至翌年2月平均甘蔗蔗糖分为14.77%，比CK增加0.66百分点;平均产糖量为15.03 t/hm2，比对照增产1445%，其中宿根平均产糖量15.58 t/hm2，比对照增产22.28%。该品种于2013年通过广西农作物品种审定，2018年通过全国非主要农作物品种登记，累计推广应用面积大于80.67万hm2，是目前推广面积最大的桂糖系列品种，同时也是利用率比较高的高糖、高产、抗风、抗倒伏能力强的骨干亲本。

2.3.2 桂糖43号桂糖43号遗传了父本桂糖 92-66 的早熟、高糖，高抗花叶病、黄叶病和母本粤糖85-177的高产、稳产、宿根性强、中大茎、直立、抗倒伏等优良性能，克服了母本粤糖85-177的中晚熟、中糖的不足和父本桂糖92-66抗风、抗倒伏

能力弱的缺陷，具有中大茎、直立、易脱叶、宿根性强、早熟、高糖，高产、稳产、抗倒伏能力较强、高抗花叶病和黄叶病、适宜机械化种植的特点。在2011—2012年广西2年新植1年宿根甘蔗品种区域试验中，桂糖43号平均蔗茎产量为101.25 t/hm2，比对照ROC22增产8.85%，其中新植蔗茎产量为 98.70 t/hm2，比对照ROC22增产4.13%，宿根蔗茎产量为103.50 t/hm2，比对照ROC22增产13.76%;11月至翌年2月平均甘蔗蔗糖分为14.47%，比对照ROC22增加0.36百分点;平均产糖量为 14.60 t/hm2，比对照ROC22增产11.74%，其中宿根平均产糖量14.94 t/hm2，比对照ROC22增产1731%[18]。该品种于2013年通过广西农作物品种审定，2018年通过全国非主要农作物品种登记，累计推广应用面积达2.05万hm2以上。桂糖43号的这个亲本组合还选育出了桂糖05-955、桂糖 05-3217、桂糖05-3256、桂糖05-3368、桂糖 05-3369 等宿根性好、高糖的亲本。

2.3.3 桂糖44号桂糖44号遗传了父本桂糖 92-66 和母本ROC1的早熟、高糖、高抗花叶病和黄叶病性能，克服了母本ROC1的宿根性差和双亲抗风、抗倒伏能力弱的缺陷，具有早熟、高糖、高产、稳产、中至中大茎、直立、宿根性强、易剥叶、分蘖力强、有效茎多、抗黑穗病、高抗花叶病和黄叶病、抗风、抗倒伏能力强，适宜机械化种植和收获等特点。在2012—2013年广西2年新植1年宿根甘蔗品种区域试验中，桂糖44号平均蔗茎产量为 109.77 t/hm2，比对照ROC22增产686%，其中新植蔗茎产量为104.04 t/hm2，比对照ROC22增产186%，宿根蔗茎产量为 115.50 t/hm2，比ROC22增产11.80%;11月至翌年2月平均甘蔗蔗糖分为15.50%，比对照ROC22增加0.87百分点;平均产糖量为17.05 t/hm2，比ROC22增产13.44%，其中宿根平均产糖量 18.44 t/hm2，比ROC22增产1895%[19]。该品种于2014年通过广西农作物品种审定，2018年通过全国非主要农作物品种登记，是目前广西的主要栽培品种之一，累计推广应用面积达6.13万hm2以上。

2.3.4 桂糖52号桂糖52号遗传了父本桂糖 92-66 的特早熟、特高糖、高抗花叶病和黄叶病，但易开花的性能，表现出早熟、高糖、高产、中至中大茎、直立、宿根性强，高抗黑穗病、梢腐病、花叶病和黄叶病，但是抗倒伏能力一般，在桂南地区易孕穗开花等特点。在2015—2017年的广西甘蔗品种区域试验中，桂糖52号新植平均产蔗量为 105.33 t/hm2，比ROC22增产2.3%，第1宿根平均产蔗量为103.16 t/hm2，比ROC22增产29.1%，第2宿根平均产蔗量为95.04 t/hm2，比ROC22增产20.8%。1年新植2宿根平均产蔗量101.18 t/hm2，比ROC22增产16.1%，11月至翌年3月平均蔗糖分15.60%，比ROC22的14.47%高1.13百分点。平均产糖量为15.33 t/hm2，比ROC22增产30.7%。该品种于2019年申请全国非主要农作物品种登记，除了可以在桂中地区作为早熟、高糖、高产品种在生产上进行利用外，还可以作为高抗黑穗病、梢腐病、花叶病和黄叶病的早熟、高糖亲本进行利用。

2.3.5 桂糖50号桂糖50号遗传了母本桂糖 92-66 的早熟、高糖性能和父本ROC10的中大茎、有效茎数中等、直立、宿根性好的性能，克服了父本ROC10包叶、节间短、前期生长慢等不足，表现为丰产、稳产，抗寒性、抗旱性较强，中抗黑穗病、花叶病和梢腐病，早熟、高糖、中大茎、直立、易脱叶、宿根性好、有效茎数中等。在2014—2015年的广西2年新植1年宿根甘蔗品种区域试验中，桂糖50号平均产蔗量为99.54 t/hm2，比对照ROC22减产0.63%，其中新植平均蔗茎产量为99.96 t/hm2，比ROC22减产341%，宿根平均蔗茎产量为99.12 t/hm2，比ROC22增产2.32%;11月至翌年2月平均甘蔗蔗糖分为14.47%，比ROC22增加0.74百分点;平均产糖量为14.39 t/hm2，比ROC22增产4.73%，其中宿根平均产糖量为14.48 t/hm2，比对照ROC22增产9.7%[20]。2016 年3 月通过广西农作物品种审定委员会审定。

2.3.6 云蔗072178 云蔗072178仅遗传了母本桂糖92-66的高糖性能，未能获得母本的早熟性能，继承了父本HOCP93-750的中熟、高糖、有效茎多、直立、宿根性好和生长势好的性能，具有中熟、高糖、中大茎、有效茎多且均匀、直立抗倒伏、宿根性好、抗旱性强以及高抗黑穗病、中抗花叶病，适宜机械化种植与管理等特点。2014—2015年云南省2年新植1年宿根甘蔗品种区域试验结果显示，云蔗072178的平均产蔗量为91.32 t/hm2，比对照1（ROC22）减产1209%，比對照2（ROC16）增产094%;11月至翌年3月平均甘蔗蔗糖分为1502%，与对照1相当，较对照2高0.25百分点;平均产糖量 13.22 t/hm2，比对照1减产13.59%，比对照2增产2.72%。该品种于2016 年12 月通过云南省农作物品种审定委员会审定[21]。

2.3.7 桂糖09-197 桂糖09-197遗传了母本桂糖92-66的早熟、高糖和父本粤糖91-976中大茎、高产、稳产、生长势好的性能，具有中早熟、高糖、高产、稳产、中大茎、中抗黑穗病和梢腐病、宿根性中等特点，克服父本粤糖91-976中晚熟、低糖的缺陷。在2016—2018年广西甘蔗品种区域试验中，桂糖09-197的平均产蔗量为89.13 t/hm2，比对照ROC22增产7.25%，其中新植平均蔗茎产量为9582 t/hm2，比ROC22增产15.60%，宿根平均蔗茎产量为82.45 t/hm2，与ROC22相当;11月至翌年3月平均甘蔗蔗糖分为14.58%，比ROC22增加022百分点;平均产糖量为12.62 t/hm2，比ROC22增产16.45%，其中宿根平均产糖量为11.42 t/hm2，比ROC22增产17.44%。

2.3.8 桂糖08-1045 桂糖08-1045遗传了母本桂糖92-66的早熟、高糖和父本川蔗57-416的生长势强、实心、抗倒伏、抗寒等性能，表现早熟、高糖、高产、稳产、中大茎、中抗黑穗病和梢腐病、宿根性好以及抗倒伏、抗寒性较强等特点，改良了父本中熟、蔗糖分不高的缺陷。桂糖08-1045在2017—2018年广西1年新植1年宿根甘蔗品种区域试验中，平均产蔗量为89.50 t/hm2，比对照ROC22增产5.99%，其中新植蔗茎产量为 90.91 t/hm2，比ROC22增产3.34%，宿根蔗茎产量为88.10 t/hm2，比ROC22增产8.64%;11月至翌年3月平均甘蔗蔗糖分为14.65%，比ROC22增加0.43百分点;平均产糖量为12.84 t/hm2，比ROC22增产11.63%，其中宿根产糖量为12.89 t/hm2，比ROC22增产17.93%。

2.3.9 桂糖11-42 桂糖11-42遗传了母本ROC22的高产、抗旱能力强、易脱叶和父本桂糖 92-66 的早熟、高糖、宿根性好等性能，祢补了母本ROC22宿根性不强、易感黑穗病的不足，具有早熟、高糖、高产、中大茎、直立、宿根性强、高抗黑穗病、易脱叶等性能。该品系已经参加2019年广西甘蔗品种区域试验。

2.3.10 桂糖13-1046 桂糖13-1046遗传了母本福农02-6427的高产、中大茎、宿根性强和父本桂糖92-66的早熟、高糖、宿根性好的性能，具有早熟、高糖、高产、中大茎、宿根性强等特点，克服了母本福农02-6427中晚熟、低糖的缺陷。该品系已经参加2019年广西甘蔗品种区域试验。

3 结论与讨论

利用桂糖92-66作甘蔗亲本开展杂交育种，育成了桂糖42号等6个高产、高糖品种，桂糖08-1045等4个品系，14个亲本，其中多用作父本，育种效率也较高，早熟、高糖的性状在其后代中得到较好的传递，高抗花叶病和黄叶病的性能在杂交后代中的传递力也比较高;育成品种桂糖42号、桂糖43号、桂糖44号等，累计推广应用面积达 88.85万hm2 以上，取得了比较理想的育种效果。未来桂糖92-66作为早熟、高糖的骨干亲本，应在甘蔗育种中继续加以利用，并注重将适合机械收获作为主要育种目标之一，选择高产、宿根性好、易脱叶、抗病、抗旱、抗寒以及抗风、抗倒伏性能好、配合力高的亲本与之配制杂交组合，如桂糖08-1589、粤糖93-159、粤糖00-236、粤糖85-177、粤糖 91-976、CP81-1254、ROC25、ROC22、湛蔗 92-126、福农91-4621、CP85-1491 等亲本，并继续加强亲本组合的测试与评价，以提高育种效率和品种的综合适应性能。

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