桂糖92-66在广西甘蔗杂交育种中的应用及表现

谭芳，经艳，黄海荣，王伦旺，杨荣仲，2，邓宇驰，雷敬超，周会，2

（1.广西农业科学院甘蔗研究所/农业农村部广西甘蔗生物技术与遗传改良重点实验室/广西甘蔗遗传改良重点实验室/中国农业科学院甘蔗研究中心，南宁 530007；2.蔗糖产业省部共建协同创新中心，南宁 530004）

0 引言

根据国际甘蔗技师协会（ISSCT）统计，甘蔗改良品种的应用对全球蔗糖业的科技贡献率为60%，因此各国均将甘蔗遗传改良作为发展本国蔗糖经济的科技战略[1]。有性杂交育种是甘蔗遗传改良的主要途径，一直以来，甘蔗育种家都在积极培育或引进新的优良亲本，拓宽遗传基础，丰富遗传多样性，以期提高品种改良的效率。他们通过甘蔗近缘植物和甘蔗野生种，创制新的亲本材料，用之与甘蔗杂交以增加新的种质血缘而达到品种改良的目的[2]。对于甘蔗杂交育种亲本的研究，四川省制糖糖料工业研究所甘蔗选育种室总结了我国甘蔗育种‘CP49-50’、‘F134’等十佳亲本的应用效果[3]；梁丽琼通过对广西多年来对育种贡献最大的亲本之系谱及性状分析研究，总结广西甘蔗育种四大优良亲本[4]；沈万宽等对‘新台糖10 号’、‘崖城’系列的几个甘蔗亲本的育种效果进行总结[5-6]；海南甘蔗育种场以热带种‘Badila’作为高贵化育种的起始亲本，选育出大批含野生血缘的崖城系列亲本[7]；刘少谋等研究总结了‘粤糖91-976’在甘蔗育种中的利用效果[8]。以上各个阶段甘蔗育种家的研究成果对我们的育种实践工作都具有重要的指导意义。‘桂糖92-66’是广西农业科学院甘蔗研究所从‘粤糖83-257×崖城71-374’杂交组合后代中选育而成的甘蔗新品系。至2019年，广西利用‘桂糖92-66’作为亲本育成甘蔗品种5个，其中‘桂糖42号’、‘桂糖44号’等品种已在生产上大面积推广应用，大批用其作亲本的创新材料亦已成为全国甘蔗育种计划的常用杂交亲本。本研究根据‘桂糖92-66’近年来在广西农业科学院甘蔗研究所甘蔗杂交育种工作中的应用及表现，对其进行总结评价，分析其作亲本的优缺点，为进一步开发利用其优良基因资源提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料

2009—2019 年以‘桂糖92-66’作为亲本的杂交组合204个，其中2009 年进行的家系试验中以‘桂糖92-66’作为亲本的杂交组合为40个。2011—2018年进入广西区域试验的‘桂糖92-66’的衍生品系为13个。

1.2 方法

2009 年家系试验方法同贤武等[9]，数据分析采用R 语言lme4提供的统计模型，对40个‘桂糖92-66’组合家系F1群体的丛茎数、茎粗、株高、锤度、小区蔗产量、小区糖产量6个主要数量性状进行配合力分析。

整理绘出‘桂糖92-66’系谱图，分析其血缘关系。整理2009—2019 年广西甘蔗有性杂交育种亲本组合资料，统计‘桂糖92-66’作亲本的使用次数、选配组合数及育成的品种情况。跟踪整理‘桂糖92-66’作亲本材料选育的后代在历年区试中的表现，总结‘桂糖92-66’作为亲本的优缺点。

2 结果与分析

2.1 桂糖92-66遗传背景及其特征

‘桂糖92-66’是广西农业科学院甘蔗研究所从‘粤糖83-257×崖城71-374’杂交组合后代中选育而成的甘蔗新品系，特早熟特高糖亲本，其10 月中下旬的甘蔗蔗糖分可达14.0%～14.5%或以上，1996 年12 月份曾经测得其甘蔗蔗糖分达到19.21%，为当时地处亚热带地区的广西蔗区测得的最高记录[10]。‘桂糖92-66’含有中国崖城割手密、印尼爪哇割手密、印度割手密血缘，高抗花叶病和黄叶病[11]，中抗黑穗病，宿根性中等，易开花，产蔗量中等，未能成为品种在生产上应用。根据2015/2016—2018/2019年度甘蔗杂交季的调查结果，‘桂糖92-66’在海南省三亚市海棠湾杂交基地和五指山市基地开花的花期为每年的11月中旬至翌年1月底，花期比较长，花粉量大，花粉染色率达50%～60%，既可做母本，也可做父本利用。‘桂糖92-66’及其衍生品种系谱图见图1。

图1 桂糖92-66及其衍生品种系谱图Fig.1 Pedigree of GT92-66 and its derived varieties

2.2 桂糖92-66在甘蔗育种上的利用

在2009/2010—2018/2019年度的10 个杂交季节中，广西农业科学院甘蔗研究所海南杂交基地（海棠湾）和委托海南甘蔗育种场（崖城）以‘桂糖92-66’为亲本进行杂交，共配制杂交组合204 个（表1）。其中作母本配制的组合数为73个，作父本配制的组合数为131个。

表1 利用桂糖92-66 为亲本配制的杂交组合Table 1 Crossing combinations derived from GT92-66

2.3 作为亲本的配合力分析

由于配合力的高低要杂交以后才能测知，因此需要通过杂交实践积累数据，并对这些数据进行分析总结，这样才能主动灵活地使用亲本，做好选配工作。尤其是主要性状皆为数量性状的甘蔗品种的培育，必须要通过多次选择，借助有利基因的积累和基因的累加效应，才能达到选择的预期效果。

应用R软件对40个‘桂糖92-66’组合家系F1群体的丛茎数、茎粗、株高、锤度、小区蔗产量、小区糖产量6个主要数量性状进行配合力分析，结果见表2、表3、表4和表5。

表2 19 个母本6 个性状的配合力Table 2 Combining ability of 6 traits of 19 female parents

表3 23 个父本6 个性状的配合力Table 3 Combining ability of 6 traits of 23 male parents

续表3 Continued Table 3

表4 桂糖92-66 作母本22 个组合6 个性状的配合力Table 4 Combining ability of 6 traits of 22 crosses using GT92-66 as female parent

续表4 Continued Table 4

从表2和表3 可以看出，‘桂糖92-66’作母本，6个性状的配合力均为正值，是19 个母本中表现最好的一个，小区蔗产量、小区糖产量的配合力分别为0.49、0.54，在19个参试母本中均排第一。作为父本，‘桂糖92-66’丛茎数、锤度、小区蔗产量、小区糖产量的配合力为正值，而且比较高，尤其锤度表现突出；而茎粗、株高配合力为负值，说明‘桂糖92-66’作父本时后代有可能表现出植株矮小等症状。

‘桂糖92-66’作母本的组合有22个（表4），作父本的组合有18 个（表5）。作母本组合中的小区蔗产量、小区糖产量2个性状的配合力均为正值，而作父本组合中小区蔗产量和小区糖产量分别有7个和9个组合为负值，说明‘桂糖92-66’更适合作母本。作母本表现好的组合有‘桂糖92-66×ROC23’、‘桂糖92-66×湛蔗92-126’、‘桂糖92-66×粤糖93-159’、‘桂糖92-66×ROC22’和‘桂糖92-66×崖城98-27’等。作父本表现较好的组合是‘ROC11×桂糖92-66’和‘HoCP93-746×桂糖92-66’等。

表5 桂糖92-66 作父本18 个组合6 个性状的配合力Table 5 Combining ability of 6 traits of 18 crosses using GT92-66 as male parent

续表5 Continued Table 5

2.4 桂糖92-66后代中进入广西甘蔗区域试验的品系

统计2011—2018 年‘桂糖92-66’后代进入广西甘蔗区域试验的品系共有13 个，其中‘桂糖92-66’作母本的品系有8个，作父本的品系有5个（表6）。育成品种为5个，还有部分品系仍在区试过程中。

2011—2018年广西甘蔗区域试验的对照品种是‘ROC22’，从区试的结果来看，‘桂糖92-66’作亲本的参试品系的蔗糖分比对照高（除‘桂糖07-645’外），产量除‘桂糖03-3089’、‘桂糖07-1141’与对照基本持平外，其它的品系都比对照增产。

表6 2011-2018 年桂糖92-66 作亲本进入广西甘蔗区域试验的参试品系表现Table 6 Performance of clones derived from GT92-66 in Guangxi sugarcane regional test during 2011-2018

2.5 育成品种表现

2.5.1桂糖42号

‘桂糖42号’以‘ROC22’为母本、‘桂糖92-66’为父本进行有性杂交，经过“五圃制”选育而成[12]。该品种早熟高糖、高产，植株高大，中大茎，易脱叶；出苗较好，分蘖力中等，成茎率高；中抗黑穗病，高抗花叶病和梢腐病，抗倒、抗旱能力强，宿根性好，综合性状优良。区域试验结果表明‘桂糖42 号’蔗糖分比对照‘ROC22’高0.66个百分点（绝对值），蔗茎产量比对照‘ROC22’增产9.26%。

2.5.2桂糖43号

‘桂糖43 号’以‘粤糖85-177’为母本、‘桂糖92-66’为父本进行有性杂交，经过“五圃制”选育而成。该品种植株直立、紧凑，中大茎，易剥叶，出苗好，分蘖率高，有效茎多，适应性广，宿根性好，耐寒性优于‘ROC22’，耐旱性、耐瘠性一般。在两年新植一年宿根区域试验中，平均蔗茎产量101.25 t/hm2，比对照‘ROC22’增产8.85%，平均蔗糖分14.47%，比对照‘ROC22’增0.36个百分点（绝对值）。

2.5.3桂糖44号

‘桂糖44 号’以‘ROC1’为母本、‘桂糖92-66’为父本进行有性杂交，经过“五圃制”选育而成[13]。该品种早熟高糖、高产，植株高大，中至中大茎，易脱叶，出苗较好，分蘖力强，有效茎多，抗黑穗病，抗旱性强，抗倒能力强，宿根性好，适合机械化生产。五圃制历年选育平均蔗茎产量为90.56～104.37 t/hm2，比对照‘ROC22’增产5.8%～8.7%；区域试验平均蔗茎产量109.77 t/hm2，比对照‘ROC22’增产6.86%，蔗糖分15.50%，比对照‘ROC22’增加0.87个百分点（绝对值）。

2.5.4桂糖50号

‘桂糖50号’以‘桂糖92-66’为母本、‘ROC10’为父本进行有性杂交，经过“五圃制”选育而成[14]。该品种植株高大，中大茎至大茎，较易脱叶，长势旺；新植萌芽率及分蘖率较高，宿根蔗发株早且有效茎数多，其宿根蔗蔗茎产量及新宿蔗糖分均优于对照种‘ROC22’，特别是蔗糖分及抗黑穗病性突出，具有丰产稳产、早熟高糖、抗逆性强等优良种性。广西甘蔗区域试验（2年新植1 年宿根）结果表明，‘桂糖50 号’平均产蔗量与对照‘ROC22’基本持平，蔗糖分比对照高0.74个百分点（绝对值），单位面积含糖量增4.73%。

2.5.5桂糖52号

‘桂糖52 号’以‘桂糖92-66’为母本、‘HoCP92-648’为父本进行有性杂交，经过“五圃制”选育而成。‘桂糖52 号’植株高大、直立，中至中大茎，易剥叶。通过广西区域试验（1 年新植2 年宿根），结果产蔗量与对照‘ROC22’比增产16.06%，平均蔗糖分比对照高1.13 个百分点（绝对值）。历年试验结果表明‘桂糖52 号’早熟、高糖、高产，宿根性好，有效茎多，抗病能力强，适合机械化生产。

3 讨论与结论

甘蔗亲本创新是一项经常性、持续性的研究工作。筛选一个亲本材料从杂交到选择出有希望的材料,需经多年的杂交测试，证明其应用价值通常需要10 多年时间。育成一个具有较高育种价值的亲本材料(未能成为生产品种的品系)可能具有与育成一个生产品种同等重要甚至更大的意义。‘桂糖92-66’是经过多年研究筛选出来的早熟、高糖、丰产的甘蔗亲本材料，该亲本近年来已成为广西甘蔗育种计划中使用频率高的重要亲本之一。

‘桂糖92-66’是一个优异亲本，其锤度配合力无论是作父本或者母本都比较高，可兼作高糖组合的父母本，这个研究结果和贤武等的结果是一致的[9]。‘桂糖92-66’作母本的经济育种值较高（178.37），仅次于‘粤糖91-976’和‘CP93-1383’，刘少谋等这个研究结果跟本文配合力研究结果是一致的[8]。吴才文等研究也表明桂糖92-66作母本时锤度（0.77）、蔗茎产量（1.79）、含糖量（0.66）的经济育种值，作父本时锤度（0.86）、蔗茎产量（0.28）、含糖量（1.14×10-8）等性状经济育种值均相对较高，可作为高产高糖亲本利用[15]。

‘桂糖92-66’含有八分之一中国崖城割手密血缘，是印尼爪哇割手密第6 代，印度割手密第5 代。作为亲本，‘桂糖92-66’的配合力强，后代入选率高，可与许多亲本材料杂交，并产生较多的优良后代，但要培育出较受欢迎的商业品种还必须考虑组合的异质性、野生资源的代数和野生种与热带种的血缘比例等多种因素，方能有效地提高育种效率。

‘桂糖92-66’是近十几年来杂交利用最为成功、育成优良品种（系）和亲本材料最多的优良亲本，已在我国甘蔗品种改良中发挥出重要作用，其作为亲本的最突出的特点是易产生早熟高糖的后代，为优良的高糖基因源亲本。