甘孜州青稞育成品种系谱分析及展望

江 谧,李 健,张 英

(四川省甘孜州农业科学研究所,四川 康定 626000)

四川省甘孜藏族自治州地处青藏高原东南缘,青稞既是当地唯一大面积种植的粮食作物,也是重要的酿酒原料和牲畜越冬饲料。在国际环境复杂多变的条件下,青稞的高产、稳产,对于藏区“粮食安全”具有举足轻重的意义。因此,在建国初期,青稞优良品种的选育工作就得到国家的高度关注和大力扶持。经过70余年的努力,甘孜州成功选育一系列青稞品种,随着优良品种的推广种植,甘孜州的青稞总产和单产都得到了大幅提升,为甘孜州粮食安全做出了贡献。通过对育成品种进行系谱分析可以了解育成品种的亲缘关系,找出亲本选配规律,挖掘骨干亲本,为今后品种选育提供重要的参考依据。

1 甘孜州青稞育成品种简介

通过检索甘孜州青稞育成品种的相关信息,从中筛选出在生产上具有较大推广面积或在青稞品种选育活动中具有较大作用,且系谱信息相对完整的育成品种。通过整理,共有24个青稞育成品种。

1.1 黑六棱

1955年,由甘孜州农试场从道孚县农家品种中评选出来。黑六棱春性、中熟,生育期130～140d。株高90～110cm,分蘖能力强,叶色较深,六棱、长芒,灌浆后期穗下茎杆弯曲向下,韧度高,杆硬抗倒,黑颖黑粒,穗粒数35～40粒,千粒重32～36g[1]。

1.2 白六棱

1957年,经甘孜州农试场和炉霍县农试站合作,从炉霍县农家品种中混选育成“白六棱”青稞[1]。

1.3 乾宁四棱青稞

由甘孜州农试场以乾宁县地方品种为亲本,采用选择育种法选育而成,该品种稳产、多抗、耐瘠[1]。

1.4 1211青稞

1211青稞是甘孜州农试站以丹巴县东谷乡地方品种为亲本,采用选择育种法选育而成[1]。

1.5 理塘短芒白青稞

由甘孜州农科所和理塘县农技站以理塘地方种质为亲本,采用系统选择法选育而成,在甘孜州理塘县为主的南路各县得到推广种植[1]。

1.6 809青稞

由甘孜州农科所于1962年从严重混杂的地方种质中选择单株,按选择育种法选育而成[1]。

1.7 813青稞

由甘孜州农科所于1962年从严重混杂的地方种质中选择单株,按选择育种法选育而成[1]。

1.8 康青4号

由甘孜州石渠县以外引品系68321为亲本,按选择育种法选育而成。该品种春性,中晚熟,生育期为129～137d,株高90～100cm,四棱、长芒,穗粒数为36～44粒,千粒重为40g左右,圆粒、粒色浅蓝,较抗旱、抗倒伏[1]。

1.9 6284组合

由甘孜州农科所和原炉霍县农试站共同选育而成,其亲本组合为白六棱/岷县青稞,株高90～110cm,六棱长芒,穗粒数30～40粒,千粒重34g左右[1]。

1.10 1172青稞

1976年,由甘孜州农科所选育而成,其亲本组合为813青稞/青海69早,该品种在甘孜州各县推广,大面积应用的时间约5～7年[1]。

1.11 繁34号

由甘孜州农科所于1976年选育而成,其亲本组合为813/青海69早。20世纪80年代初,繁34青稞主要在甘孜州东南部海拔3000m以上且气候湿润的区域推广种植[1]。

1.12 折多1号

由甘孜州农科所选育,亲本组合为1172青稞/昆仑1号,该品种株高较低,约为70～80cm,秆硬,抗倒伏,中等分蘖力。穗型六棱,长芒,穗长5cm,千粒重约为40g左右[1]。

1.13 康青1号

1983年,由甘孜州农科所选育而成,亲本组合为(813/青海69早)F3/昆仑1号,该品种春性,偏早熟,生育期约为123d,幼苗直立,叶色较深,中等分蘖力,成穗率高,株高约80cm,株型半松散,茎秆弹性较好,中度抗倒伏,抽穗整齐,落黄好[1]。

1.14 康青2号

康青2号是康青1号同一组合的姊妹系。该品种春性,偏早熟,生育期约为121d,幼苗直立,叶色较深,叶耳白色。株型紧凑,茎秆弹性好,抗倒伏,株高约85cm,穗型六棱,长齿芒,穗粒数约为34～48粒,千粒重为37.6～43.9g,平均41.1g,品质优于康青1号[1]。

1.15 康青3号

甘孜州农科所选育的突破性青稞品种,亲本组合为甘肃岷县青稞/1211//1172/青海69早,该组合复合杂交的F2代种子经辐射处理,处理后的子代材料按系谱法选育而成。1987年,该品种经审定定名为康青3号。该品种高产、稳产、多抗、广适,因此播种面积逐年扩大。据相关报道,审定后1年,该品种即被推广至西藏、青海、四川、甘肃、云南、内蒙古等广大青稞产区,1998年相关资料表明,该品种累计推广面积已经达到3×105hm2以上[1]。

1.16 康青5号

康青5号是康青3号的姊妹系。该品种春性、中早熟,生育期约为124～143d,其幼苗直立、顶土力强,分蘖力中等,成穗率高,株高约为88cm,穗型四棱,长芒,穗粒数约为44粒,千粒重约45g,较抗旱、耐瘠[1]。

1.17 康青6号

由甘孜州农科所选育,亲本组合为(康青3号/藏青80)F1//hiploly。该品种春性,中熟,生育期125～140d,幼苗直立,叶色较深,强分蘖力,抽穗后叶耳转为紫色,株型紧凑,抽穗整齐,成穗率中等,株高约为98～105cm[2]。

1.18 康青7号

康青7号的亲本组合为(康青3号/甘孜白六棱)//(乾宁本地/康青3号),该品种与康青6号具有共同亲本康青3号,因此,品种特征与康青6号相似。两者的区别在于,康青7号粒色浅褐,株高105～113cm,千粒重41～45g,穗粒数42～46粒,生育期128～148d[3]。

1.19 康青8号

由甘孜州农科所选育,亲本组合为(光芒六棱/9022)F1//(色查2号/92003)F1。该品种春性,全生育期140d左右。幼苗半直立,分蘖力中等。苗叶深绿,叶片大小适中,叶耳、茎节白色。植株较整齐,平均株高105cm左右,穗长方型,长光芒,裸粒,籽粒浅黄色,半角质,籽粒长椭圆形、饱满。小穗密度中等,穗粒数45～48粒/穗,千粒重43～45g。

1.20 康青9号

由甘孜州农科所选育,亲本组合为(色查2号/95801)F1//(乾宁本地青稞/甘孜白六棱)F1,该品种春性,全生育期130天左右。幼苗半直立,分蘖力中等,苗叶深绿,叶片大小适中,叶耳、茎节白色。株型较松散,株高80～110cm。穗长方型,四棱,长芒,齿芒,裸粒,籽粒黄色、角质、长椭圆形、饱满。小穗密度中等,穗粒数43～46粒/穗,千粒重45～47g[4]。

1.21 康青10号

以甘孜州农科所育成品种“康青3号”为母本,以云南德钦县地方种质德钦红青稞为父本,配置杂交组合,按系谱法选育而成的青稞品种。该品种春性、中熟,生育期135d左右,株高约110cm,幼苗半直立,株型半松散、穗型六棱,长齿芒、叶耳白色、籽粒红褐色、穗粒数约为45粒左右、千粒重约为43g左右[5]。

1.22 康青11号

由甘孜州农科所、四川省农科院合作选育的青稞品种,亲本组合为甘孜黑六棱/康青3号,2020年12月完成非主要农作物品种登记,适宜在甘孜州农业区春播种植。

1.23 康青12号

由甘孜州农科所、四川省农科院合作选育的青稞品种,亲本组合为藏青690/康青6号,于2020年12月完成非主要农作物品种登记,适宜在甘孜州农业区春播种植。

1.24 康青糯1号

由甘孜州农科所、四川省农科院合作选育的青稞品种,亲本组合为藏青85/30005-17,2020年12月完成非主要农作物品种登记,适宜在甘孜州农业区春播种植。

2 青稞育成品种亲本分析

参试青稞品种的系谱信息表明,这些品种所涉及的亲本种质为32份,可以划分为五种类型。第一类为当地农家品种,20世纪50～60年代的青稞育成品种的亲本主要为当地青稞主要产区的农家种,占比40.63%。第二类为本地育成品种,占比18.75%。第三类为外引育成品种,占比18.75%,其中包含3个西藏自治区育成品种和两个青海省育成品种。第四类为外引种质,占比15.63%,包含青海省、西藏自治区、甘肃省、云南省和澳大利亚大麦(青稞)种质。第五类为本地中间品系,占比9.38%(图1)。

图1 青稞育成品种亲本类型分析

3 青稞骨干亲本及其衍生品种分析

3.1 青稞育成品种亲本使用频次分析

通过统计32个亲本种质在甘孜州青稞品种选育活动中的使用频次,发现使用频率大于2次的亲本种质分别是1172青稞、昆仑1号、岷县青稞、813青稞、康青3号、青海69早(图2)。

图2 亲本种质使用频次分析

3.2 青稞骨干亲本

亲本种质使用频率的分析结果表明,6个亲本种质是甘孜州青稞品种选育活动中高频使用的亲本种质,分别是1172青稞、昆仑1号、岷县青稞、813青稞、康青3号、青海69早。分析参试育成品种的选育报告,结果表明,在90年代以前,参试育成品种高频使用的亲本主要为1172青稞、昆仑1号、岷县青稞、813青稞和青海69早,因此,这5个种质为第一代骨干亲本。在进入21世纪后,康青3号是唯一高频使用的亲本种质,因此,康青3号是第二代骨干亲本。

3.3 骨干亲本衍生品种分析

通过分析育成品种的系谱信息,梳理了以6个骨干亲本作为亲本或祖先种的衍生种,结果显示,813青稞、青海69早产生的衍生种数量最多,达到10个品种,该品种及其衍生种数量已经达到参试育成品种数的45.83%。其次是康青3号和昆仑1号,衍生种均为4个,最后是1172青稞和岷县青稞,其衍生种为3个(图3)。

图3 骨干亲本及其衍生种数占参试育成品种数的比例

4 青稞育成品种选育方法分析

通过检索参试育成品种的选育信息发现,建国以来,甘孜州青稞育成品种的选育方法涉及三种类型,即选择育种法,杂交育种法,诱变育种法。结合育成品种的育成年代发现,采用选择育种法选育而成的青稞品种主要集中在20世纪50～60年代,总计8个品种,占比33.33%。在此之后,15个参试青稞品种采用杂交育种法选育而成,占比62.50%。仅1个品种(康青3号)采用杂交育种法和诱变育种法相结合的方式选育而成,占比4.17%(图4)。

图4 青稞育成品种选育方法分析

5 问题与展望

5.1 青稞种质资源丰富,但利用率较低

青藏高原是裸大麦的多样性中心,蕴含丰富的青稞种质资源,大麦作为全球第四大粮食作物和重要的模式植物,其种质资源亦非常丰富。但是,无论从数量、来源、趋势和系谱关系等角度分析,甘孜州农科所对丰富种质资源的利用效率是较低的。

甘孜州农科所青稞育成品种所涉及的亲本种质仅为32份。进入21世纪后,虽然科研条件和科研经费相对建国初期有翻天覆地的改善,但选育的青稞品种所涉亲本种质只有17份。总体而言,亲本主要由本地种质构成,占比达到68.75%,外引种质的利用率不足。从系谱关系来看,甘孜州青稞育成品种的遗传多样性较低,遗传基础较为狭窄。813青稞及其衍生种,青海69早及其衍生种的数量均达到参试育成品种总数的45.83%。进入21世纪后,甘孜州农科所选育了8个育成品种,其中50%以康青3号为亲本或祖先种,育成品种的遗传多样性显著降低,遗传基础更为狭窄,极不利于突破性青稞品种的选育。

因此,加强青稞种质资源研究,提升种质资源的使用效率,是甘孜州农科所选育突破性青稞品种的关键途径。

5.2 育种手段单一

甘孜州青稞育成品种的选育手段单一,95.83%的育成品种仅仅依靠系统选择和杂交育种技术选育而成,仅有一个品种采用了辐射诱变育种技术。从效果上看,采用了辐射诱变技术的青稞品种康青3号成为了突破性青稞品种,推广面积大,使用时间长,还成为了重要的骨干亲本,最近20年选育的8个青稞品种,有4个以康青3号为亲本或祖先种。因此,加强先进育种技术的引进和利用,是推动突破性青稞品种选育的有效途径。