陕西省马铃薯育种现状及发展建议

张圆　方玉川　汪奎　马文伟

摘   要   简要介绍了陕西省马铃薯生产概况和育种工作现状，梳理分析当前育种工作中存在的主要问题，并提出相应的发展建议：加强种质资源的收集和保存;创新育种方法;确定合理的育种目标;脱毒技术保障育种;育种单位间加强合作;加大科研投入，充实育种队伍。

关键词   马铃薯;育种;现状;问题;发展建议;陕西省

中图分类号：F326.11    文献标志码：C    DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.19.015

马铃薯原产于南美洲安第斯山脉，它营养丰富，被称为“地下苹果”，对环境的适应性强，产量潜力大，粮菜兼用，是全球第四大粮食作物，中国的第五大粮食作物。

1 陕西马铃薯育种工作现状

1.1 生产概况

陕西是全国马铃薯生产大省，种植面积常年位居全国前十位。陕西省马铃薯种植面积仅次于玉米和小麦，常年种植面积约40万公顷，总产约600万吨，按5∶1的比例可折粮120万吨，约占全省粮食产量的9%。省内马铃薯种植主要集中在陕北和陕南地区，分别占全省种植面积的60%和35%，对两地的农业经济发展具有重要作用。

陕西省拥有非常适合马铃薯生长的自然条件。陕北地区无霜期长（140 d左右），光照充足，昼夜温差大，土质疏松且富含钾元素，地下水资源丰富且易于开采，是全国五大马铃薯优生区之一，近几年规模化种植发展迅速，已建成集中连片66.7 hm2以上的标准化基地1.07万公顷，年产量约60万吨，产业化水平较高，创造出了多项全国产量记录;目前陕北地区种植的马铃薯品种主要有克新1号、冀张薯8号、青薯9号、冀张薯12号等。陕南地区的生态条件和马铃薯原产地秘鲁安第斯山脉接近，中高山区土质疏松，降水充足，高海拔地区气候冷凉、病虫害较轻，主要种植一些早熟菜用型马铃薯，主要有费乌瑞它、早大白、秦芋32号、鄂马铃薯5号等品种。

目前全省脱毒种薯繁育体系建设日趋完善，脱毒种薯覆盖率超过了40%。榆林市实施了马铃薯脱毒种薯统繁统供的“一亩田”工程，形成“政府引导、企业主导”的市县乡“三级”种薯繁供体系，实现了12区县全覆盖;陕南地区创新了多项促进提质增效的栽培模式，推广马铃薯—玉米间套作模式1 300余公顷;汉中市大力发展三膜马铃薯种植，能够在全国马铃薯生产空档期上市，收购价超过4元/kg，经济效益显著，极大调动了当地农民种植马铃薯的积极性。

1.2 育种工作现状

陕西省现主要有3家单位开展马铃薯育种研究，分别是安康市农科所、榆林市农科院和西北农林科技大学。安康市农科所马铃薯育种工作始于20世纪60年代，以选育抗晚疫病、高产、优质品种为主要目标。该所于20世纪70年代初在高海拔冷凉地区建立了一个马铃薯育种基地——镇坪高山试验站;70年代末至80年代初，先后选育出安农5号、175号品种，90年代选育出国审安薯56号，2000年选育出国审安薯58号（秦芋30号），2006年选育出国审薯2006008（秦芋31号），2011年选育出国审薯2011003（秦芋32号）[1]，其中安薯 56 号、秦芋 30 号、秦芋 31 号等品种成为陕南及周边地区的主栽品种[2];中熟新品系0402-9（秦芋33号）、安1108-175（秦芋34号）、安1103-359（秦芋36号），早熟新品系0302-4（秦芋35号）目前正在参加国家或省级区域试验，有望登记为新品种。榆林市农科院以高产、抗旱、优质为育种目标。1962年从河北省张家口地区引入的株系中选育出沙杂15号，之后该品种成为榆林地区主栽品种被大面积推广种植;20世纪80年代选育出榆薯1号;之后由于人员调整，马铃薯育种工作曾一度中断，造成育种材料的大量流失，2010年才又重新开始马铃薯育种工作;榆林市农科院每年种植实生苗1万余株，保存无性系材料1千余份，选育出了1106-67、1106-68、1105-1等一批优良品系，正在参加国家或省级区试。西北农林科技大学马铃薯育种工作开始得较晚，2019年其自主选育的三个彩色马铃薯品种红玫瑰3号、紫玫瑰2号和黑玫瑰4号通过了国家品种登记。2015年陕西省开始开展马铃薯省级区域试验，主持单位为榆林市农科院，根据不同生态区域对品种的需求将全省划分为陕北组和陕南组，大大加速了对新品种（系）的选择和推广。

2 存在的问题

2.1 育种手段传统单一，周期长，选择效率低

马铃薯育种方法有常规杂交育种、倍性育种即种间远缘杂交和2n配子利用、遗传工程即体细胞变异、细胞融合和基因工程，以及物理化学因素诱变等[3]。常规杂交育种目前依然是陕西省马铃薯育种的主要技术手段。育种者在第一年选配亲本进行人工授粉杂交，收获杂交种子，第二年利用种子培育实生苗（F1），实生苗为分离世代，第三年以后逐年在无性系中根据目标性状进行筛选淘汰。常规育种对品种的选择主要是根据植株的表现型，依靠育种者的经验判断。普通马铃薯栽培种大多为同源四倍体，性状分离较为复杂，根据表现型来选择的准确率低、周期长，育成一个品种一般需要10年左右的时间。

2.2 种质资源缺乏，遗传背景狭窄

杂交育种需要保存数量足够多的品种资源，才能在其中选配适合的亲本。目前陕西省保存的马铃薯种质资源数量明显不足，其中榆林市农科院保存的资源约有100份，且部分材料因退化导致难以利用;而且我国目前推广种植的马铃薯品种大都属于S.tuberosum血缘，遗传基础狭窄。一些野生种含有丰富的基因，在品质和抗逆性提高等方面潛力很大，可以用来改良栽培种。青海省农科院张永成研究员认为，野生资源的研究利用不够是中国马铃薯育种长期徘徊不前的主要原因[4]。当前省内育种单位在野生种利用方面开展的工作还很少，只有西北农林科技大学开始了初步探索。

2.3 育种规模小

栽培马铃薯的遗传方式是较为复杂的四体遗传，所以要求后代群体要有足够大的数量。据美国的一个育种项目统计，约20万株实生苗才能选出一个优良品种[5]。陕西省3家育种单位每年种植的实生苗只有1万～3万株，规模的局限性导致难以选出突破性的优良品种。

2.4 退化快，脱毒跟不上

马铃薯退化时植株变矮，叶片卷曲、花叶或皱缩坏死，严重影响其生长，导致种性变差和产量严重下降。退化快的问题在陕北地区尤其明显，因为陕北地区夏秋季温度较高，若不进行脱毒，无性系材料种植3～4代后就会因退化而长势变弱，在后代选择中往往被淘汰。

2.5 育种经费不足，人员少，工作量大

马铃薯常规育种不仅费时，还费财费力。花期要选配父母本进行杂交授粉，无性系后代需要全程跟踪，逐一记录不同生育期的长势或产量，工作量很大。目前陕西省专门从事马铃薯育种的人员较少，每个单位仅2～3人，无法满足育种工作需要。例如，榆林市农科院2015年种植了18万株马铃薯实生苗，但因工作量太大的缘故，后几年只能缩减规模。

3 发展建议

3.1 加强种质资源的收集和保存

利用国家马铃薯中心（CIP）和国家马铃薯产业技术体系从国内外广泛征集优良品种进行鉴定和筛选。利用试管苗无性扩繁和低温手段进行合理保存，对田间生长的品种要及时进行脱毒，保证其良好长势，因为丰富的亲本材料是杂交组合基因多样性的基础。

3.2 创新育种方法

虽然目前我国马铃薯育种普遍以常规育种为主，但不能否认常规育种的局限性和其他育种方法的先进性。国内外很多单位早已开始采用新技术手段开展马铃薯育种，如国外育种单位通过远缘杂交技术育成了大面积种植的米拉和卡它丁等品种，国内育种单位通过远缘杂交育成了东农304等品种，通过芽变育种育成了新品种坝丰收。陕西省育种单位应尽快掌握新的育种方法，探索利用倍性技术开展野生种的利用，在实验室或温室大棚内进行无性系后代的品质和抗性鉴定，以及利用分子标记技术辅助育种。综合利用多种育种方法可大大提高选择效率，缩短育种年限。

3.3 确定合理的育种目标

根据生态特点，陕西省马铃薯生产区域可划分为陕北长城沿线风沙区和丘陵沟壑一季单作区、秦岭山脉东段双季间作区、陕南双季单作区。不同生态区域的自然条件差异较大，对品种的需求也不相同，如陕北长城沿线风沙区水肥条件良好，需要生育期较长、综合性状良好、产量潜力大的品种;陕北丘陵沟壑区往往只能依靠自然降水，需要耐旱耐瘠薄的品种;陕南地区降水丰富，湿度大，需要中早熟、高抗晚疫病的品种。自2015年我国启动马铃薯主食化战略以来，市场上迫切需求适宜主食化加工的马铃薯品种。育种单位应根据不同地区和时期的生产需求，确定合理的育种目标，培育出真正适应生产实际的好品种。

3.4 脱毒技术保障育种

脱毒技术已经是一种发展相对成熟的技术手段，在陕北和陕南地区得到广泛应用，但还需与育种工作紧密配合。对田间表现好的株系要尽早安排脱毒，避免因退化导致长势弱而被淘汰;对有苗头品系的脱毒扩繁要尽量选在高海拔冷凉地区进行，以减少病虫害的传播，保证种薯质量，为后续的区域试验和推广打好基础。

3.5 加大科研投入，充实育种队伍

应加大对马铃薯育种的经费支持，加强育种基地建设和条件改善。榆林市农科院可以尝试在本地区的定边县等海拔较高的地方建设专门的马铃薯育种基地，解决因夏季高温导致退化快的问题。马铃薯育种周期长、工作量大，应努力壮大育种团队，避免因人员流动造成的工作间断或材料流失。

3.6 育种单位间加强合作

育种单位之间应加强交流学习，互通有无，开展合作攻关育种。后代材料可以互相交换，在不同育种单位所在的生态区域进行试种，筛选利用。大专院校在新技术研究和品质分析等方面具有优势，而科研单位则在后代筛选和试验推广等方面更为有力，因此加强育种单位之间的合作可以充分发挥各自优势，提高效率，避免重复工作，加快育种进程，推动陕西省马铃薯产业的快速发展。

参考文献：

[1] 蒲正斌，郑敏，张百忍，等.安康市马铃薯育种及相关产业发展现状及对策[J].陕西农业科学，2012（1）：137-139.

[2] 方玉川.陕西省马铃薯产业现状及思考[J].农业科技通讯，2015（10）：4-6.

[3] 金黎平，屈冬玉，谢开云，等.我国马铃薯种质资源和育种技术研究进展[J].种子，2003（5）：98-100.

[4] 张永成.青海省马铃薯育种现状及发展前景[J].青海農林科技，2007（1）：42-44.

[5] 孙慧生.马铃薯育种学[M].北京：中国农业出版社，2003.

（责任编辑：易  婧）