太空誘變甜菜創(chuàng)新株系產(chǎn)質(zhì)量比較分析

卞桂杰，黃淑蘭 ，楊 國，楊 柳，張明紅

（1.吉林省農(nóng)科院經(jīng)濟(jì)植物研究所，范家屯136105；2.吉林省德惠市米沙子鎮(zhèn)三勝農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)站，德惠130301；3.吉林省德惠市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，德惠130300）

太空育種是利用衛(wèi)星、飛船等返回式航天器將作物的種子、組織、器官或生命個體搭載到宇宙空間，在強(qiáng)輻射、微重力、高真空等太空綜合誘變因子的作用下，在一段時間內(nèi)使作物的染色體發(fā)生畸變，DNA內(nèi)部發(fā)生重組，導(dǎo)致生物遺傳性狀的變異，返地后結(jié)合常規(guī)育種篩選有益變異，快速培育出超益性狀的農(nóng)作物新品種為生產(chǎn)服務(wù)。我國1987年8月5日第一次利用返回式衛(wèi)星搭載植物種子，現(xiàn)已成功地進(jìn)行了13次太空育種試驗。培育出經(jīng)有關(guān)部門審定通過批準(zhǔn)的水稻、小麥、青椒、番茄、棉花、蓮子、芝麻等多個農(nóng)作物品種和許多優(yōu)良品系以及優(yōu)良的菌種。這標(biāo)志著我國太空育種已取得可喜的成績，開辟了作物誘變育種新途徑，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提供了新的技術(shù)支撐，并在行業(yè)中跨入了世界領(lǐng)先水平。2006年9月我國第一顆以空間誘變育種為主要任務(wù)的返回式科學(xué)試驗航天衛(wèi)星“實(shí)踐八號”搭載了全國各類農(nóng)業(yè)育種材料，其中我所提供了4份多胚不同甜菜基因型高世代優(yōu)良育種材料，在太空翱翔了15d，返地后于2007年地面育種工作正式啟動，經(jīng)2007～2009年試驗并與母系比較，篩選的變異個體目前已通過小集團(tuán)選擇形成10個誘變系，2009年選擇4個誘變系設(shè)置了小區(qū)比較試驗，并收到較好的試驗效果。

1 搭載誘變材料

2006年搭載“實(shí)踐八號”航天育種衛(wèi)星4份材料均為我所育成的甜菜骨干系，每份材料16～35g，其中，JT334-3是高世代多胚四倍體高糖偏高產(chǎn)品系，JT7503-36528是高世代多胚二倍體高糖品系，JT吉75-32 ms和JT吉75-32‘O’是“七五”期間育成的多胚二倍體雄性不育系和雄性不育保持系。

2 誘變材料選育程序

2.1 誘變當(dāng)代營養(yǎng)生長階段選擇

4份太空誘變甜菜種子返地后，于2007年正式啟動地面育種工作，根據(jù)甜菜生長發(fā)育特點(diǎn)，2007年度SP1（誘變當(dāng)代）代返地種子與地面母系對照種子同區(qū)分垅種植，調(diào)查SP1代植株及母系對照植株的出苗率、保苗率、下胚軸顏色、株形、株高、葉形、根產(chǎn)量、含糖率和抗病性（褐斑病、根腐病）等性狀，結(jié)合測產(chǎn)、檢糖選擇與原親本具有不同特點(diǎn)或某性狀有明顯改善的突變單株158株。調(diào)查結(jié)果表明：4個誘變材料葉色SP1代均較對照顏色淺，褐斑病均較對照略重，單株產(chǎn)量均較對照高，其它性狀無明顯差別。

2.2 生殖生長階段SP2代采種及母根繁育

2008年誘變材料進(jìn)入生殖生長階段，采收SP2代種子。2007年入選的158株中入選12株單株SP2代采種（即 JT334-3 SP1高糖 2 株、JT7503-36528 SP1高糖 3株、JT75-32ms SP1高產(chǎn) 5 株、JT75-32‘O’ SP1高產(chǎn) 2株）；其余146株混合SP2代采種。從種株調(diào)查趨勢看出：不同誘變株均有頑固株出現(xiàn)，而對照沒有，誘變株高度、單株產(chǎn)種量明顯增加。收獲混合采種的誘變種子（SP2）10.75kg，單株誘變采種（SP2）1.5kg；同年夏播SP2代種子，收獲母根268株。

2.3 SP2代誘變株系比較試驗及SP3代采種

2009年SP2代誘變材料進(jìn)行小區(qū)品比試驗，并對產(chǎn)質(zhì)量做方差分析；同時，采收SP3代種子，為下一步誘變材料更高代的繁殖、選擇、穩(wěn)定奠定基礎(chǔ)。

3 品比試驗設(shè)計與分析

3.1 參試材料

9 個參試材料，依次為 JT334-3 SP2、JT334-3（母系對照）、JT7503-36528 SP2JT7503-36528（母系對照）、JT75-32ms SP2、JT75-32ms（母系對照）、JT75-32‘O’ SP2、JT75-32‘O’（母系對照）、甜研 309（統(tǒng)一對照）。

3.2 試驗方法

試驗采取完全隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，2行區(qū)，行長6.25m，行株距65cm×25cm，小區(qū)理論株數(shù)50株，試驗區(qū)四周設(shè)常規(guī)保護(hù)行。

3.3 田間管理

試驗地設(shè)在吉林省公主嶺市范家屯鎮(zhèn)太平莊村2社，前茬玉米，4月30日播種，苗齊苗壯，生育全期生長旺盛，三鏟三趟，無病蟲害發(fā)生，9月29日全區(qū)收獲田間測產(chǎn)，10月9日檢測塊根含糖率及N、P、K含量，并計算純度。

3.4 產(chǎn)質(zhì)量結(jié)果

試驗結(jié)果從下表可以看出：JT7503-36528 SP2含糖率，比母系對照（CK1）提高1.84度，比統(tǒng)一對照（CK2）提高2.68度，并達(dá)到5%顯著水平，此基因型材料經(jīng)太空誘變后入選SP2母根含糖性狀有突破性的提高；JT334-3 SP2產(chǎn)量及含糖均超母系對照，產(chǎn)糖量超母系對照14.3%，此基因型材料經(jīng)太空誘變后入選SP2母根綜合性狀較好，是較理想的標(biāo)準(zhǔn)型創(chuàng)新材料；同時從表中也看出誘變系或是母系的產(chǎn)糖量均未超過統(tǒng)一對照甜研309品種，另外兩份誘變不育系JT75-32ms SP2及不育保持系JT75-32‘O’SP2田間鑒定效果較差，產(chǎn)量和含糖較母系及統(tǒng)一對照沒有明顯提高；在純度測定的5份材料中有4份達(dá)到92.02%～92.78%，均超統(tǒng)一對照90.01%，但誘變系及母系的的純度變化幅度不大。

表 品比試驗產(chǎn)質(zhì)量結(jié)果比較

4 討論與分析

本試驗只對誘變材料SP2代產(chǎn)質(zhì)量做了比較分析，JT7503-36528 SP2含糖率高、JT334-3 SP2綜合性狀好，兩誘變系的純度較高，品質(zhì)優(yōu)良，但是，考慮甜菜是異花授粉作物，異質(zhì)率高，SP2代誘變系的變異性狀不穩(wěn)定，還需要進(jìn)一步的選育SP3、SP4或更高代的種子做比較試驗，這樣才能證明誘變系的優(yōu)良程度及穩(wěn)定性。另外，在前面育種程序中提到的營養(yǎng)生長階段SP1代均較對照顏色淺，褐斑病均較對照略重，單株產(chǎn)量均較對照高；生殖生長階段不同誘變株均有頑固株出現(xiàn)，而對照沒有，誘變株高度、單株種子產(chǎn)量明顯增加，以及正在系統(tǒng)試驗的誘變系的倍數(shù)性、育性變化情況均需在今后2～3年內(nèi)做進(jìn)一步的試驗，結(jié)合前續(xù)工作做更具體的總結(jié)和分析；2009年已利用誘變系配制雜交組合10余個，力爭在短時間內(nèi)培育太空誘變新品種為甜菜行業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。

[1]卞桂杰，張景樓，黃淑蘭，等.我國航天育種現(xiàn)狀及甜菜誘變育種前景[J].中國甜菜糖業(yè)，2006（4）:23-25.

[2]沈桂芳.我國的航天作物育種現(xiàn)狀與進(jìn)展[J].世界農(nóng)業(yè)，2002（1）:48-49.

[3]王華忠，吳則東，韓英，等.甜菜航天育種材料的葉綠素含量及某些形態(tài)特征研究初報[J].中國甜菜糖業(yè)，2009，（4）:6-7.