CN111357654A - 早熟、高糖、适合机械化甘蔗新品种的选育方法 - Google Patents

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廖韦卫
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蒋亚琴
江青梅
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Abstract

本发明公开了一种早熟、高糖、适合机械化甘蔗新品种的选育方法，育种程序中，对早熟、高糖、有效分蘖多及多抗的优良株系同步开展组培快繁、转基因检测、DUS测试及抗病测试。结合对早熟、高糖、适合机械化品种的要求，该法在育种初始阶段对提早发现的综合性状表现优良的株系实施组培快繁(最早可以提前至选种圃)，据此获得足够材料以同步进行其他检测和测试，从而大幅缩短了育种周期，该法还能够降低或避免甘蔗优良新品种/系后代种茎病原物的积累，从而提高选育出的甘蔗新品种/系后代种茎的质量。研究表明，本发明可以缩短育种年限，同等条件下可缩短育种年限3‑5年以上，而且提高了育种效率，保障了优良品种能够健康快速推广应用。

Description

早熟、高糖、适合机械化甘蔗新品种的选育方法
技术领域
本发明属于甘蔗育种技术领域，尤其涉及一种早熟、高糖、适合机械化甘蔗新品种的选育方法。
背景技术
甘蔗是我国主要的糖料作物，蔗糖产量占全国食糖产量的90％以上，也是广西最主要的经济作物，广西甘蔗种植面积占全国甘蔗种植面积的60％以上。
目前国内及广西的甘蔗主栽品种为新台糖22号，历年种植占比面积60-90％，近年种植占比面积有所下降，但种植比例仍在50％左右，该品种属于中晚熟品种，且近年表现种性退化，黑穗病发生危害严重。鉴于当前甘蔗种植业品种单一化问题较突出，生产上急需替代性品种，特别是早熟、高糖且适合机械化栽培的甘蔗新品种。众所周知，甘蔗新品种的常规选育过程一般需要10-12年的时间，育种年限较长，育种过程中容易积累各种病原物，育种效率较低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种早熟、高糖、适合机械化甘蔗新品种的选育方法，该法可以缩短育种年限，降低或避免病原物积累，提高后代种茎质量，提高育种效率、加速优良品种推广应用。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
早熟、高糖、适合机械化甘蔗新品种的选育方法，育种程序中，对早熟、高糖、有效分蘖多及多抗的优良株系同步开展组培快繁、转基因检测、DUS测试及抗病测试。
上述选育方法，选种圃阶段，选择综合性状表现优良的株系进行组培快繁，获得的组培种苗进行田间种植扩繁，扩繁获得的种茎用于开展预备品比试验、品比试验、转基因检测、DUS测试和抗病性测试。
综合性状表现优良是产量(田间估产)高于对照10％以上、蔗糖分高于对照0.5(绝对值)以上、新植及宿根分蘖株数≧4、茎径≧2.70㎝、易脱叶、主要病害(即黑穗病、稍腐病及花叶病)发病率≦3.0％、叶鞘无57号毛群、不开花或迟花、无空蒲心、无水裂。
组培快繁是利用腋芽和茎尖等组织进行组培快繁。
组培快繁中组培增殖系数达到1.5以上的材料继续增殖扩繁。
抗病性测试包括黑穗病、梢腐病和花叶病测试。
针对目前甘蔗新品种选育周期长、育种效率低的问题，发明人建立了一种早熟、高糖、适合机械化甘蔗新品种的选育方法，育种程序中，对早熟、高糖、有效分蘖多及多抗的优良株系同步开展组培快繁、转基因检测、DUS测试及抗病测试。结合对早熟、高糖、适合机械化品种的要求，该法在育种初始阶段对提早发现的综合性状表现优良的株系实施组培快繁(最早可以提前至选种圃)，据此获得足够材料以同步进行其他检测和测试，从而大幅缩短了育种周期。研究表明，本发明可以缩短育种年限，同等条件下可缩短育种年限3-5 年以上，而且提高了育种效率，保障了优良品种能够快速推广应用。
具体实施方式
以下以某早熟、高糖、适机械甘蔗新品的选育详细说明本发明的实施。
1.早熟、高糖、适机械化甘蔗新品的选育
1.1实生苗的培育与选择(第1年～第2年)
利用从海南甘蔗育种场订购获得的甘蔗杂交种，通过播种、假植及移栽大田等步骤是育种程序启动的第一步，所有后续选种工作都在这个基础上开展。
1.1.1选择方法
选择标准
杂种后代的选择，应根据育种目标确定。按当前需求，应选育具备“早熟”、“高糖”、“有效分蘖多”及“多抗”等优良性状。“早熟”是指11月上旬蔗糖分达到14％以上；“高糖”是指11月份蔗糖分比对照高0.5个百分点(绝对值)以上；“有效分蘖多”是指11 月份单株有效茎≧4；“多抗”是指田间黑穗病、梢腐病、花叶病及自然发生率≦3％。
1.1.2.1初选
每年10月-11月，对杂交组合的所有单株进行表型观察，选择长势好，锤度高于对照和其他综合性状表现较好，无重要缺陷的单株。选择时，综合观察整株甘蔗的生长势、脱叶性、株型、茎的粗细、57号毛群、节间的长短、节间形状、分蘖株数、黑穗病、稍腐病、花叶病、叶部病害、水裂气根以及是否孕穗抽穗等。
1.1.2.1决选
次年1-2月开展决选，是在初选的基础上再进行观察，看有无漏选，同时对初选单株鉴定，看其是否空心、蒲心，淘汰有黑穗病、稍腐病、花叶病及空蒲心的单株；同时为选育出适应机械化栽培的品种，淘汰有效茎少于4株的植株。
1.2选种圃株系的培育与选择(第2年～第3年)
从第一年实生苗入选的单株即为株系，选择时主要以甘蔗的产量和蔗糖分(当年12 月-来年1月进行田间估产和甘蔗蔗糖分分析)为主要依据。选择产量、蔗糖分高于对照的株系。选择蔗糖分高于对照0.5(绝对值)以上，分蘖较多(新植及宿根分蘖株数≧4)、茎径较粗(茎径≧2.70㎝)、黑穗病、稍腐病及花叶病田间发生率低于3.0％、不开花或迟花、叶鞘无57号毛群、无空蒲心、无水裂等综合性状表现都很好的株系，采用组织培养等快速繁殖手段以短期内获取大量的优质种苗(外植体建立阶段参照中国专利“甘蔗脱毒健康种苗无菌外植体的制备方法(201610058186.5)”，后续阶段的培养参考文献杨本鹏等《甘蔗健康种苗培育体系的建立》(2006年，热带作物学报，第27卷第4期)进行。所获得的优质无毒健康种苗经种植扩繁后可获得大量优良种茎，优良种茎足够的株系可提前进入预备品比试验甚至品比试验。其中，组培增殖系数达到1.5以上的材料，继续增殖扩繁，否则直接淘汰。
1.3预备品比圃(第3年～第5年)
预备品比圃材料主要来源于上述1.2步骤获得的组培苗后代种茎，或者第三年选种圃宿根入选加速扩繁的株系种茎，也可以是从外地引进的新品种/品系种茎。田间设计采用随机区组排列法。根据当年数据调查结果及上年选种圃保留宿根观察进行综合比较分析，凡产量高于对照种10％及以上，蔗糖分与对照种相当；或蔗糖分高于对照种0.5(绝对值)，公顷产量与对照种相当；或公顷含糖量比对照种增产10％以上，公顷蔗产量与对照种相当的品系均可入选。表现特别突出的优良新品系，在种茎材料充足时可同步自主开展或委托华南农业大学开展DUS测试、委托福建农林大学开展转基因检测、委托广西壮族自治区农业科学院甘蔗研究所开展黑穗病、梢腐病及花叶病抗性测试，以加快选育步伐。
1.4品比试验圃(第4年～第6年)
品比试验圃材料主要来源于预备品比圃和选种圃扩繁或组培快繁获得的种茎，田间设计采用随机区组三次重复设计。试验结束时，根据方差分析结果，若公顷产蔗量与公顷含糖量比对照种增产差异达0.05水平以上的品种即可入选区域性品种试验。在特定生态区综合表现优良的品系，可组培快繁，加速繁育推广进程。表现特别突出的优良新品系，在种茎材料充足时可同步自主开展或委托华南农业大学开展DUS测试、委托福建农林大学开展转基因检测、委托广西壮族自治区农业科学院甘蔗研究所开展黑穗病、梢腐病及花叶病抗性测试，以加快选育步伐。
1.5区域试验(第5年～第7年)
将上述1.4步品比试验圃入选的甘蔗新品系分别置于不同生态区进行区域性品系试验，进一步验证品系的“高产”、“高糖”、抗逆性强、分蘖性强等区域适应性。田间设计同1.4步。公顷产蔗量和公顷含糖量比对照显著增加的品系即可参加下一年的生产试验示范。在特定生态区，若某一品系公顷产蔗量和公顷含糖量比对照增加均达显著水平以上的品种，且分蘖性好、宿根性强、适合机械化的品系可通过组培快繁加速繁殖推广。表现特别突出的优良新品系，在种茎材料充足时可同步自主开展或委托华南农业大学开展DUS测试、委托福建农林大学开展转基因检测、委托广西壮族自治区农业科学院甘蔗研究所开展黑穗病、梢腐病及花叶病抗性测试，以加快选育步伐。
据此，选育得到桂南亚15-1505，截至2020年4月，累计在崇左市龙州县实际种植推广情况100亩，该品种2019年11月蔗糖分达到14.5％，比对照新台糖22号高0.8个百分点，经过机械碾压收割试验，宿根出苗率比对照(新台糖22号)提高15％以上，分蘖率比对照(新台糖22号)提高20％以上。
以下给出表1，便于了解本发明与常规甘蔗育种的区别。
表1本发明与常规甘蔗育种效果对比表
Figure BDA0002471642260000041
由表1可看出，本发明不仅省去了省鉴定圃或鉴定圃+预备品比1到2个步骤，而且能够缩短育种年限3-5年，避免选育出的甘蔗新品种后代种茎积累有害病原物，从而提高了选育出的甘蔗新品种后代种茎的质量，从而达到最终提高育种效率的目的。相比常规育种方法，本发明更有利于提高育种效率，也有利于提早实现甘蔗新品种规模化示范推广。

Claims (6)

1.一种早熟、高糖、适合机械化甘蔗新品种的选育方法，其特征在于育种程序中，对早熟、高糖、有效分蘖多及多抗的优良株系同步开展组培快繁、转基因检测、DUS测试及抗病测试。
2.根据权利要求1所述的选育方法，其特征在于选种圃阶段，选择综合性状表现优良的株系进行组培快繁，获得的组培种苗进行田间种植扩繁，扩繁获得的种茎用于开展预备品比试验、品比试验、转基因检测、DUS测试和抗病性测试。
3.根据权利要求2所述的选育方法，其特征在于：所述综合性状表现优良是产量高于对照10％以上、蔗糖分高于对照0.5以上、新植及宿根分蘖株数≧4、茎径≧2.70㎝、易脱叶、主要病害发病率≦3.0％、叶鞘无57号毛群、不开花或迟花、无空蒲心、无水裂。
4.根据权利要求2所述的选育方法，其特征在于：所述组培快繁是利用腋芽和心叶等组织进行组培快繁。
5.根据权利要求4所述的选育方法，其特征在于：所述组培快繁中组培增殖系数达到1.5以上的材料继续增殖扩繁。
6.根据权利要求1所述的选育方法，其特征在于：所述抗病性测试包括黑穗病、梢腐病和花叶病测试。
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