优质多用糯高粱不育系72A 的选育及繁殖制种技术

2023-02-07孙远涛刘天朋龙文靖丁国祥赵甘霖李元向箭宇倪先林

园艺与种苗 2023年7期

孙远涛，刘天朋，龙文靖，丁国祥，赵甘霖，李元，向箭宇，倪先林*

（1.四川省农业科学院水稻高粱研究所，四川德阳 618000；2.国家高粱改良中心四川分中心，四川泸州 646000）

高粱又称蜀黍，是我国主要的杂粮作物之一，也是重要的经济作物和酿造原料[1]。与其他作物相比，高粱具有抗逆性强、抗旱耐涝、耐盐碱、耐高温、生物学优势强、综合利用率高等特性，广泛种植于我国东北、华北和西南等地区[2-3]。高粱在我国优质白酒酿造中起着关键作用。随着我国四川、贵州等地的泸州老窖、郎酒、茅台、五粮液等名优酒企快速发展，市场对高粱的需求量逐年递增，同时对其品质更加关注[4-5]。目前，郎糯红19 号、国窖红1 号[5]、红樱子[4]、金糯粱1 号[6]、金糯272[7]、川糯梁2 号[8]等优质高粱品种的大面积推广，有力支撑了西南地区酿酒高粱的需求。随着我国农牧业结构不断调整升级，四川省提出了建设“10+3”农业产业体系和“5+1”现代产业体系，擦亮四川农业大省金字招牌的发展目标，市场对高粱关注从其酿造功能，逐步转向对酿造、饲用、食用、能源等多功能应用的密切关注[9-10]。然而，目前高粱生产上存在整体利用效率不高、品种抗性偏差、良种良法普及率不高、用途单一等问题[11]。生产上急需用途多样化、适宜机械化、抗性强的优质高产高粱品种，以带动能源、农牧业等相关产业的发展[12-13]。

四川省农业科学院水稻高粱研究所研究人员经过多年育种实践，积极引进各种资源，充分利用南北高粱种质资源的优异品质和抗性，在传统杂交育种技术的基础上，采用远源杂交，选育出了优质糯不育系72A。该不育系具有高产、优质、多抗等优点，兼具酿、饲、食、能源等多功能特点。目前利用72A 已育成高丹草蜀草1 号、酿酒杂交糯高粱泸糯1 号等多种类型的品种。72A 不育系的选育和应用，满足了市场对高粱多用途的急迫需求，对企业成本控制、农民增产增收等具有重要意义。

1 选育过程

不育系72A 是四川省农业科学院水稻高粱研究所利用从河北省张家口市农业科学院引进的优良糯高粱保持系张2B 与来自美国的高粱A1 型保持系Tx623B 杂交选育出稳定的糯保持系，再与TX623A 测交和回交，经过连续6 个世代回交后选育而成的稳定糯不育系，并通过四川省田间技术鉴定，命名为72A。

2 主要特征特性

2.1 农艺性状

72A 全生育期114 d，芽鞘绿色，幼苗深绿色，主脉绿色，叶片数18 片左右，平均株高143.3 cm，茎粗1.27 cm，株型紧凑。穗长28.6 cm，穗型中散、纺锤形，穗柄直立，穗柄伸出长度4 cm。单穗粒重55.4 g，千粒重20.1 g，白粒、红壳，籽粒扁圆，着壳率低。

2.2 生物学特征

72A 育性稳定，不育率100%，可恢复性好。开花时花药干瘪瘦小，无散粉能力，自交不结实，柱头外露乳白色，呈羽毛状，活力强，亲和力高，异交习性强。

72A 配合力高，用途多样，胚乳糯质、品质优良，根系发达，耐旱耐涝，抗倒性强，抗丝黑穗病，抗叶斑病，繁殖制种产量高。籽粒品质优异，经农村农业部谷物及制品质量监督检验测试中心（哈尔滨）测定，72A 干籽粒含总淀粉72.4%，支链淀粉占总淀粉含量的98.8%，粗蛋白9.86%，脂肪4.0%，赖氨酸0.29%。是兼具食用、酿造、饲用的优异糯不育系。

3 不育系72A 的应用

泸糯1 号和蜀草1 号是利用不育系72A 选育而成的代表品种。其中泸糯1 号是用72A 与35R 杂交配组而成，于1993 年通过四川省审定，平均产量6 000 kg/hm2，抗炭疽病，是酿造泸州老窖、五粮液等名优白酒的优质原料，年种植面积1.33 万hm2以上[14]。“优质、糯性、高产酿酒高粱杂交种泸糯1 号的选育与利用”成果先后获得了1997年泸州市科技进步二等奖和1998 年四川省科技进步三等奖。蜀草1 号高粱苏丹草杂交种是用72A 作母本，S1 苏丹草作父本杂交选育而成，于2018 年通过全国草品种审定委员会鉴定，登记编号551，该品种是近年来南方地区首个育成的高丹草新品种，具有生长速度快、产草量高、再生性强、粗蛋白高、木质素低、易栽培等优点[15]。蜀草1号在南昌、南京、绵阳、邵阳等地的国家区域试验中表现优异，均比对照增产10%以上。蜀草1 号饲用品质优良，其第1 次刈割的粗蛋白、粗纤维、木质素含量均比对照优质[15]。

由于不育系72A 的综合性状优良，用途多样，因此其对应的保持系常被用作田间育种的中间材料。四川省农业科学院水稻高粱研究所已利用72A 对应的保持系育成了13221A（已申请品种权保护）、13163A（金糯粱1 号、金糯粱2 号母本）等材料[6，16]。根据72A 的主要特征特性和高产繁殖制种技术的要求，经过多年的种植经验和探索，总结出72A 高产繁殖制种技术。

4 繁殖制种技术要求

4.1 隔离选择与整地

选择亲本繁殖制种田的恰当与否，与高粱不育系繁殖制种产量和品质高低密切相关。宜选用地势平坦、土质均匀、土壤肥沃、灌溉便利、管理便捷、利于防治虫害鸟害的地块。不育系繁殖制种要精耕细作，应做到深耕，整地细致，充分灭茬、整平，使土质疏松，做到透气保湿，土墒优良，以为72A 播种提供良好的地利条件。繁殖时选择地块必须与其他高粱地块相隔500 m 以上的间隔距离，制种时需保证300 m 以上有效隔离距离，四周若有树木、建筑房屋等也能满足或部分满足隔离条件，此情况可适当降低空间隔离要求。

4.2 播种方式与合理种植

根据不育系72A 自身特性和当地自然气候条件，在泸州应选择3 月中旬至5 月初播种，以避开极端高温对繁殖制种产量的影响，在云南应选择8 月中下旬到9 月上旬播种，以避开后期低温对授粉结实的影响。不育72A 与其对应的保持系72B 父母本花期一致，为保证亲本达到合适的花期，使不育系充分接受父本花粉，在繁殖时，保持系72B 应在不育系72A 播种3 d 之后再播，父母本行比1∶4[17]。大面积制种田还应考虑72A 不育系和相应恢复系的开花期、叶龄、株高、花粉量、生长特性等来选择父母本的播差期和行比，父母本行比一般为1∶6。播种时还须考虑地块风向，以保证开花时不育系的授粉质量。通常在迎风面多种植2 行父本，以增加花粉散发量。

繁殖和制种时均需严格将母本和父本区分开，在高粱开花结束后应及时将父本割除或作标记。播种时高粱用多菌灵、萎锈灵可湿性粉剂等拌种或施用辛硫磷、甲敌粉等防治地老虎、金针虫、金龟等地下害虫。采用直播或机播方式进行播种，播种深度3~5 cm。根据不育系72A 的生物学特征，繁殖和制种时应在保证72A 不育系群体优势的基础上适当密植，种植密度保证12 万~13.5 万株/hm2。

4.3 田间管理

4.3.1 间苗、定苗。高粱繁殖制种时，田间管理是保证高粱产量的关键步骤。72A 繁殖制种应在幼苗4 叶1 心左右时期进行间苗，7 叶1 心左右进行定苗，不育系留苗要保证幼苗整齐度一致，剔除弱小植株，父本保持系或恢复系应该保证留有小、中苗，以便于开花授粉有充足的时间跨度，延长父本花期，保证不育系充分接受花粉。

4.3.2 肥水管理。高粱生长需肥量较大，施肥应有机肥和氮、磷、钾肥配合使用。重施底肥，多施有机肥，一般施农家肥30 000~45 000 kg/hm2，施底肥300~450 kg/hm2氮磷钾复合肥。间苗、定苗后施用氮肥约120 kg/hm2进行提苗、壮苗。拔节期追施尿素约225 kg/hm2（根据苗情而定）。高粱9~10 叶施用追肥时，适当追施钾肥，效果明显，钾肥有利于产量提高和淀粉合成。在喇叭口期喷施2~4 次叶面肥和生长调节剂。施肥注意种、肥相隔，防止烧苗。整个生长过程，特别是抽穗开花后，应注意水肥协调，以促进高粱生长，保证72A 种子的产量和质量。花期不遇时，可通过水肥控制进行调节。

4.3.3 病虫草害防治。高粱对除草剂比较敏感，在除草剂选择上需谨慎。定苗和生长中期要及时中耕除草，可选择人工除草或化学除草方式。化学除草可在播种出苗前施用20%莠去津水悬浮剂2 100~2 400g/hm2，兑水750 kg 左右在地表喷雾，防除杂草。间苗后除草，可在施加追肥前用高粱除草剂，二氯·莠去津（有效成分：20%莠去津+10%二氯喹啉酸）对水花生、稗草等主要杂草防治效果较佳，注意施用剂量和施用时期，避免除草剂对高粱的影响。高粱易受到蚜虫、黏虫、螟虫等虫害影响，可用吡虫啉、甲氨基阿维菌素甲酸盐、康宽、高效氯氟氰菊酯等进行防治。丝黑穗病、炭疽病、顶腐病、纹枯病是高粱易感染的病害，严重时直接影响植株成活、抽穗等，可用戊唑醇拌种，或用多菌灵、甲基托布津、井冈霉素等喷施防治。

4.3.4 田间去杂。由于机械混杂、虫媒、风媒、人为等原因，不育系72A 繁殖制种时易混有杂株。去杂应贯穿高粱从出苗到收获的整个过程。根据不育系、保持系、恢复系的特征和田间生长管理，苗期根据幼苗的芽鞘色、株型、叶色等特征将杂株去除。抽穗开花期是去除杂株的关键时期，繁殖制种时需去除田间不育系行中的高大、异形、可育等杂株，不育系的花药干瘪瘦弱，无花粉散发，无蜜蜂等昆虫采花，而保持系则有花粉，且常伴有蜜蜂等采花粉，繁殖制种时根据这些可将不育系行中的保持系或花粉株去除。收获前应去除籽粒颜色、颖壳颜色、穗形等不同的单株，以保证种子纯度。