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抗病花生育种技术在花生新品种选育中的应用

2023-10-13李振华杨宜红荆建国聂红民陈翠霞马金娜谷献锋董晓月

农业科技通讯 2023年10期
关键词:青枯病抗病新品种

李振华 杨宜红 荆建国 聂红民 陈翠霞 李 洁 马金娜 谷献锋 董晓月

(濮阳市农林科学院 河南 濮阳 457000)

花生是我国重要的油料作物,在国民经济发展和对外贸易中占有重要地位[1-2]。 近年来,我国花生产业快速发展,到2021 年我国花生种植面积480.53 万hm2(数据引自国家统计局网站,https://data.stats.gov.cn/easyquery.htm?cn=C01),仅次于印度,居世界第2 位,花生总产量已达1 830.78 万t,约占全球花生总产量的40%, 单位面积产量已从1978 年的1 344 kg/hm2增加到目前的3 809.93 kg/hm2,比全球花生平均单位面积产量高50%,在世界范围内位列第一。 单位面积产量的提高得益于花生新品种的培育及配套栽培技术推广应用, 其中花生新品种对产量的贡献占20%~30%[2-4]。 通过花生育种技术的创新,我国花生新品种培育及推广成效显著, 完成了5 次大的品种更迭,推动了我国花生产量与品质的提高[5]。

利用抗病育种技术进行抗病品种的筛选和培育是作物病害绿色防控的关键。 濮阳市农林科学院花生育种创新团队在多年育种实践的基础上, 建立了高质量育种技术体系, 其要点是 “以优质高产为核心、抗病作保障”的育种目标与后代群体多世代、多生态、多病区同步筛选鉴定技术的有效结合,该育种技术体系可有效融合优质、高产、抗病等亲本优良性状基因, 获得具有超亲性状的后代, 解决优质与高产、高产与抗病之间难以有机结合的技术难题。 通过该育种技术体系的应用,共创制30 余份具有优质、高产、抗病等优异特征的花生种质材料,先后育成濮花36 号、濮花72 号、濮花86 号等多个高产抗病花生新品种。

1 育种目标的建立

花生青枯病是一种由青枯雷尔氏菌引起的土传细菌性病害,在花生整个生育期均可发生,其危害严重性在花生细菌性病害中居首位[6-7]。 我国花生青枯病发生面积占播种面积的10%以上, 是世界上受花生青枯病危害最严重的国家[8-9]。 截至目前,对花生青枯病的防治仍没有理想的化学药剂及生物菌剂,轮作倒茬虽能降低发病程度,但不能根除病菌[10]。 培育抗病花生品种是花生病虫害防治最根本、 最有效的方法,不仅可以减少农药使用、保护生态环境,还能实现节本增效、保障食品安全的目的。

2 品种选育

根据建立的育种目标,采用“以优质高产为核心、双抗青枯病基因重组作保障”的育种策略,选用具有目标性状的材料作亲本,充分挖掘、聚合亲本的优势基因,以选育出具有目标性状且综合表现优良的花生新品种。

2.1 母本

远杂9102 是由河南省农业科学院花生育种团队利用远缘杂交技术, 导入野生花生种质基因选育出的花生新品种。 该品种遗传了野生花生的青枯病抗性基因,具有高产、优质,抗青枯病、锈病,抗旱、适应性广等特点。

2.2 父本

濮花9327 是由濮阳市农林科学院以抗青10 号为核心种质, 利用回交育种技术选育而成的高抗青枯病花生品种。该品种聚合了沐阳大站秧、徐州402、伏花生、协抗青等农家品种的优异基因,在选育过程中采用回交和复合杂交技术多次注入协抗青的抗病基因,强化抗青枯病表型。

2.3 杂交种组配

濮阳市农林科学院花生创新团队于2000 年以二者为亲本材料组配杂交组合,严格按照制定的育种策略进行品种选育,经过多生态选种、株系测产、新品系鉴定、新品系比较及扩繁等育种过程,选育出株型紧凑、结果集中、荚果饱满、抗性优良、丰产稳产性好、适应性广的新品系,命名为濮花36 号(图1)。 于2013-2014 年同时参加全国(北方片)小花生区域试验和全国长江流域花生区域试验,2015 年参加全国长江流域花生生产试验,2016 年5 月通过国家花生品种鉴定委员会鉴定(鉴定编号:国品鉴花生2016013)。

图1 濮花36 号选育系谱

3 后代群体鉴定筛选

在杂交后代材料筛选鉴定上,以“木桶原理”为指导原则, 构建不同生态区多世代同步筛选鉴定育种技术,结合育种目标,采取“低世代大群体多生态选种,多样化目标个性化筛选鉴定”策略,最大限度地保留具有目标性状的优异基因重组个体, 在不同世代同步开展丰产性、抗病性、早熟性、适应性、机械化种植适宜性等特性鉴定,选育出高产、抗病、早熟、适应性强、适宜机械化种植的花生品种。

3.1 丰产性筛选

采用系谱法进行定向单株选择, 田间选择时重点考察植株株型、单株生产力、结实性等。 单株结果少于30 个、单仁果超过5 个的材料直接淘汰;收获后根据考种结果,淘汰饱果率低于80%、出米率低于70%的材料;播种F5世代时,同时种植对照品种远杂9102, 将比对照增产8%以上的品系作为备选材料,结合其他目标性状进行优中选优。

3.2 抗病性鉴定

主要针对花生青枯病进行抗性鉴定,F2~F5世代通过病区种植鉴定选种,不同世代分别在河南信阳、山东日照、湖北黄冈青枯病高发病区按系谱法种植,以 《花生种质资源抗青枯病鉴定技术规程》(NY/T 3062-2016)[11]为统一选种标准, 在群体存活率大于70%的株系选种, 重点选择存活率大于90%的群体,再结合叶部、根部病害发生情况进行综合研判,选育出综合抗病好的个体材料。

3.3 早熟性鉴定

早熟育种材料统一在6 月1 日播种,以“中下部叶片脱落,上部30%叶片变黄”为统一收获标准进行成熟收获[12]。室内考种时对生育期、单株生产力、百果重、百仁重、出仁率、荚果产量等主要农艺性状进行综合分析,筛选生育期<120 d、出仁率>70%且综合性状优良的早熟材料。

3.4 广适性鉴定

因气候条件、种植习惯等的差异,我国花生种植区域广、种植模式多样、主推品种各异。 为筛选适应不同生态区的育种材料,笔者构建了协同育种体系,分别在吉林省扶余县、 辽宁省锦州市、 河北省大名县、河南省正阳县、海南省乐东县等花生主产区建立生态鉴定基地,涉及东北黑土、黄河故道沙土、砂姜黑土、黄红壤土等地貌特征和温带季风气候、亚热带季风气候、热带季风气候等典型生态气候特征,自F6世代开始, 在不同生态鉴定基地同步进行产量、抗性、适应性鉴定,以提高育成品种的生态适应性。

3.5 适宜机械化特性的筛选

在选种过程中及时淘汰具有早衰、倒伏、株型松散、 结果不集中等不良特征的不适宜机械化操作的品系。 在株系试验、鉴定试验中测量果柄拉力、荚果耐压力、果壳厚度、果壳和籽仁间隙等数据,筛选出机械收获不落果、机械摘果不易破损、机械化剥壳破损率低的品系材料。

4 结语

2013 年、2014 年国家北方片(小粒组)花生新品种多点试验测产结果显示,濮花36 号2 年平均荚果和籽仁产量分别为299.19 kg/亩、228.09 kg/亩, 比对照种花育20 号分别极显著增产7.71%和11.10%;抗性鉴定结果显示,抗旱耐涝性强,结果集中、果柄坚韧,抗倒伏性强,高抗网斑病和青枯病。 该品种在全国长江流域花生区域试验中同样表现出高产稳产、早熟抗逆等特性,具有极好的生态适应性。

综上可知,濮花36 号的优异性状表现来源于综合性状优良、遗传背景丰富的亲本,得益于多世代、多生态、 多病区的同步筛选鉴定育种技术的综合应用, 该技术有助于两个亲本优良性状基因的有效契合,实现了多个目标性状的协调改良,获得了具有超亲性状的后代,有效解决了高产与优质、早熟、抗病之间难以有机结合的技术难题,为高产稳产、优质早熟、 生态适应性良好的花生种质材料的创制及新品种的培育提供了一种新思路、新方法。

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