甜菜育種考察散記

劉升廷，張立明，高衛(wèi)時(shí)，蔡惠珍，范有君

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院甜菜研究所，哈爾濱150080；2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，烏魯木齊830091）

甜菜育種考察散記

劉升廷1，張立明2，高衛(wèi)時(shí)2，蔡惠珍1，范有君1

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院甜菜研究所，哈爾濱150080；2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，烏魯木齊830091）

筆者對(duì)在國(guó)外考察甜菜生產(chǎn)與科研的過(guò)程中，以參觀、學(xué)習(xí)、研討等方式將獲得的甜菜育種方面的見聞進(jìn)行回顧總結(jié)，供作參考。主要內(nèi)容：⑴甜菜育種目標(biāo)；⑵甜菜育種技術(shù)（甜菜雄性不育系選育；加快育種程序；多倍體育種；甜菜品種田間比較試驗(yàn)）；⑶甜菜育種的未來(lái)（擴(kuò)展甜菜原料的用途；加強(qiáng)甜菜綜合利用；與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的甜菜育種；現(xiàn)代甜菜育種技術(shù)力求快優(yōu)）；⑷甜菜良種繁育（種子生產(chǎn)；甜菜種子加工；甜菜種子國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）。

甜菜育種；考察；國(guó)外

甜菜作為制糖的原料，其歷史不足300年。它是在1747年由德意志柏林科學(xué)院院長(zhǎng)馬格洛夫 （A.S. Marggraf）首先提出甜菜根中含有蔗糖，后來(lái)，他的學(xué)生阿查德（Carl Achard）于1786年從飼用甜菜群體中篩選出白根甜菜，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)研究與試制，在1799年制出了約11磅的食糖。當(dāng)時(shí)甜菜根中含糖率僅為3%。

這時(shí)，普魯士國(guó)王F.Wilhelm三世很支持這項(xiàng)試驗(yàn)，于1801年在西里西亞（Silesia）的庫(kù)內(nèi)恩（Cunern）購(gòu)買了土地，于1802年建立了世界上第一座甜菜制糖廠。從此C.Achard認(rèn)為，要發(fā)展甜菜制糖業(yè)，必須有優(yōu)良品種，并規(guī)劃了甜菜育種事業(yè)。他去世之后，由Freihere Moritz Von Koppy在西里西亞繼續(xù)進(jìn)行品種改良，育成了世界各地栽培的甜菜基本品種“白西里西亞”（While Silesia）。當(dāng)時(shí)平均含糖率為5%～7%。

在1850年，F(xiàn).Knauer在德國(guó)Hale的Grobers地方，從白西里西亞品種中育成了“帝國(guó)”品種，其含糖率為13.5%～13.8%。但是，此前菲里普·維爾莫林（Phieippe Sudre Viemorin）曾報(bào)道了根據(jù)甜菜的形態(tài)學(xué)特性選擇的結(jié)果，后來(lái)他兒子路易·維爾莫林（Lonis Viemorin）繼承并擴(kuò)展了育種工作。首先創(chuàng)立了甜菜系統(tǒng)育種方法。并于1852年放棄了鹽水比重測(cè)定甜菜塊根質(zhì)量的方法，在1853年首先應(yīng)用旋光計(jì)測(cè)定甜菜含糖率。到1860年將此方法確定為當(dāng)時(shí)甜菜育種選擇的標(biāo)準(zhǔn)方法。到目前為止，世界各國(guó)甜菜育種家一直沿用旋光測(cè)定糖分方法?？梢?，選擇及其選擇技術(shù)是甜菜育種的關(guān)鍵方法。

縱覽各甜菜主要生產(chǎn)國(guó)家的育種問(wèn)題，可分幾個(gè)方面。

1 甜菜育種目標(biāo)

在甜菜育種過(guò)程中，確定正確的目標(biāo)十分重要。世界各甜菜生產(chǎn)國(guó)家，甜菜育種目標(biāo)任務(wù)的要求基本一致，即是一個(gè)新品種，應(yīng)當(dāng)是單位面積的產(chǎn)糖量要高，抗（耐）病性強(qiáng)，適應(yīng)性要廣。但是，不同國(guó)家或同一個(gè)國(guó)家的不同生態(tài)區(qū)、亦或不同的時(shí)期，其具體目標(biāo)往往不盡相同。如訪問(wèn)美國(guó)加利福尼亞州桑利那斯試驗(yàn)站（Salinas California Experimental Station）時(shí)，T.Leweilen博士介紹，該站主要任務(wù)是圍繞育種目標(biāo)和任務(wù)，廣泛搜集、繁殖、保存甜菜種質(zhì)資源，這里的具體目標(biāo)是抗黃化毒病、抗線蟲病、抗叢根病。美國(guó)甜菜叢根病在70年代首先在這里的站內(nèi)試驗(yàn)地發(fā)現(xiàn)。同時(shí)也研究抗冠腐病、曲頂病、白粉病等。他說(shuō)：M.H.Yu博士利用野生甜菜B.Maritima與糖甜菜品種雜交，獲得了高抗線蟲病的12個(gè)株系后代，正在擴(kuò)大繁殖。認(rèn)為高產(chǎn)量、高含糖率是總目標(biāo)要求，其它目標(biāo)性狀，應(yīng)按照農(nóng)民和市場(chǎng)需求、隨著環(huán)境因素的改變，做出具體計(jì)劃。S.K. Wang和Mok.Yun博士介紹了其它試驗(yàn)站的具體育種目標(biāo)任務(wù)?？屏_拉多州的柯林斯堡試驗(yàn)站（Ft.Cullins Culorado）目標(biāo)是選育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種，還要對(duì)曲頂病、褐斑病以及白粉病病孢子壽命影響等相結(jié)合進(jìn)行研究。在馬里蘭州的貝爾茨維爾站（Belltsville Maryland）主要選育優(yōu)質(zhì)和塊根光滑不帶土的品種，并結(jié)合抗褐斑病及黑根病進(jìn)行選育。而在密執(zhí)安州的東蘭辛站（Eastlansing Michigan）則主要研究大湖區(qū)高糖抗病品種及不育系，并研究不同栽培方法抗病措施，以及病蟲害流行規(guī)律預(yù)報(bào)和不同殺蟲殺菌劑等。猶他州的洛根試驗(yàn)站（Logan Vtan）重點(diǎn)研究新品種評(píng)價(jià)、抗曲頂病的自交系選育，并研究限制塊根產(chǎn)量因子的形態(tài)、物理和化學(xué)因子等。

德國(guó)KWS公司的C.J.鮑利克（C.J.Borike）認(rèn)為，現(xiàn)代甜菜育種目標(biāo)，應(yīng)當(dāng)從全方位考慮?？偟哪繕?biāo)是高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)（單位面積產(chǎn)糖量高），所謂優(yōu)質(zhì)，即是汁液良好、雜質(zhì)少、糖廠加工出汁率高、抗當(dāng)年抽薹性好、種子發(fā)芽率高（出苗整齊）、繁殖系數(shù)高（空殼率低，單粒種的雙胚率≤0.02%）、塊根根形好、根頭小而整齊、有利于機(jī)械收獲切削。N.O.Bosemark則提出，育種目標(biāo)應(yīng)從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，因?yàn)橛梢粋€(gè)新品種一般需要10多年時(shí)間，育種要有預(yù)見性，同時(shí)還應(yīng)按照性狀之間的相關(guān)性作考慮，因?yàn)橛行┬誀钪g呈負(fù)相關(guān)，單依靠育種手段是不易做到的，還必須考慮環(huán)境對(duì)基因的誘導(dǎo)作用，這樣對(duì)性狀的改良與優(yōu)化將有明顯效果。

實(shí)現(xiàn)育種目標(biāo)任務(wù)，首先應(yīng)廣泛搜集遺傳資源，育種家要掌握資源豐富的基因庫(kù)。另外，要將入選的優(yōu)良組合（或系號(hào)），有針對(duì)性地進(jìn)行異地、多點(diǎn)鑒定。因?yàn)橐话銇?lái)說(shuō)，一個(gè)甜菜品種的表現(xiàn)，遺傳因子作用占40%，環(huán)境影響占60%。環(huán)境是多變的，因此在不同環(huán)境條件下（人工創(chuàng)造、異地試驗(yàn)等）嚴(yán)格選擇、鑒定十分重要。法國(guó)、德國(guó)、瑞典等均將雜交后代，即F2代送到比利時(shí)、西班牙、荷蘭、摩洛哥等進(jìn)行選育，區(qū)試后，再進(jìn)行多點(diǎn)鑒定，再觀察其適應(yīng)性。

2 甜菜育種技術(shù)

在訪問(wèn)瑞典希林肖格（Hillesh?g in Sweden）甜菜研究所時(shí)，B.Bentzer教授風(fēng)趣地說(shuō)，育種的宗旨是為市場(chǎng)服務(wù)的，為了競(jìng)爭(zhēng)取勝、戰(zhàn)勝對(duì)手，因此，一定要突出產(chǎn)糖量的穩(wěn)定性，盡量使育出的品種不受或極少受環(huán)境影響，所以育種者和經(jīng)營(yíng)者在戰(zhàn)略上要做到，當(dāng)產(chǎn)糖量達(dá)到一定指標(biāo)后，能保持穩(wěn)定、抗抽薹性、抗旱性等，不受其它因素影響；另一是突出抗病性，以抗病的總目標(biāo)為10，其中抗根腐病和褐斑病為5，抗叢根病為2，抗線蟲病為2，抗黃化毒病為1。此外，還有紅蜘蛛（在法國(guó)、比利時(shí)等國(guó)家均有發(fā)生，但不知受幾個(gè)基因控制）、抗除草劑。把抗性集中在優(yōu)良品種上，而不影響產(chǎn)量與含糖，就能夠戰(zhàn)勝對(duì)手。育種者要有預(yù)見性，想到10年以后需要什么品種，把相應(yīng)的抗性基因?qū)耄耶a(chǎn)糖量比對(duì)照高5%。目前已育出了3個(gè)有針對(duì)抗性的組合，如抗叢根病+抗褐斑病、抗叢根病+抗褐斑病+抗除草劑品種等?，F(xiàn)正在研究：把抗性基因?qū)肽副旧线€是導(dǎo)入父本上更好。因?yàn)橥ǔＧ闆r下，♀的基因型為rr，♂的基因型為RR或Rr，但有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)相反情況，如抗除草劑的品種，其♀基因型為顯性（RR或Rr），而♂基因型為隱性（rr）。

2.1 甜菜雄性不育系選育

在訪問(wèn)期間，有關(guān)育種家在介紹育種工作時(shí)，都重點(diǎn)談到細(xì)胞質(zhì)雄性不育（CMS），可見這是當(dāng)代甜菜育種核心技術(shù)。上世紀(jì)60年代，瑞典首先選育出單粒雄性不育雜交品種，并迅速推廣應(yīng)用。

2.1.1 單粒雜交種的簡(jiǎn)易選育 其選育程序如圖1所示。

C.J.鮑利克和C.H.鮑爾曼（Bornman）教授都提出，這是目前選育單粒雜交種的最基本（也是最主要）的方法。其突出特點(diǎn)是：⑴為了滿足市場(chǎng)需求、有利于與對(duì)手競(jìng)爭(zhēng)，要廣泛地培育、選擇不同類型的O型保持系，既要有很高保持后代的穩(wěn)定不育性狀，還要具備良好的經(jīng)濟(jì)性狀和各種抗（耐）不良環(huán)境條件及抗病害性。⑵對(duì)測(cè)交父本主要要求：有較高的親和力、花粉要飽和、經(jīng)濟(jì)性狀與抗性等突出，特殊（具體）配合力強(qiáng)，這樣獲得的F1代雜交種會(huì)有很高的生產(chǎn)力。對(duì)親本（系）的選育、鑒定比對(duì)組合品種（F1雜交種）還重要。只有具備優(yōu)良親本，才可能有較高的概率獲得最優(yōu)雜交品種。因此，必須更加重視選擇親本（系）的工作。

2.1.2 O型系的改良 O型系的改良是單粒種雄性不育系選育的核心。最常見的改良方法：⑴不同來(lái)源的O型系間雜交，首先從大量雜交后代中選出性狀良好（符合育種目標(biāo)要求）的O型系進(jìn)行強(qiáng)化培育和擴(kuò)繁，對(duì)有希望的系號(hào)為了加強(qiáng)某個(gè)性狀往往也可以采取回交。⑵采取與多粒的優(yōu)良品系雜交，以改良O型系的性狀。這種改良措施對(duì)提高和改善O型系的經(jīng)濟(jì)性狀有時(shí)效果明顯，但是存在著雜交后代的粒性比較紊亂（同時(shí)出現(xiàn)多粒、雙粒及單粒種），從中分離出的單粒型植株，仍然會(huì)出現(xiàn)不同粒型的植株，其單粒的性狀不易穩(wěn)定，延長(zhǎng)了育種時(shí)間，增加了投入，但育種者仍在積極探索。

對(duì)于甜菜雄性不育系的選擇，其實(shí)質(zhì)是對(duì)O型系的選擇。

2.2 加快育種程序

甜菜的育種周期長(zhǎng)、難度大。所以縮短其生育周期，變二年繁殖一代為一年繁殖一代，早已成為各國(guó)育種家共同關(guān)注的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)幾十年研究和實(shí)踐，目前已有許多加代繁殖的措施。

2.2.1 夏播和露地越冬方法加代繁殖 在有條件的國(guó)家或地區(qū)，育種程序中都采取這樣的加代繁殖方法。即用當(dāng)年收獲的種子到適合的氣候帶去播種培育母根，可以收獲母根予以選擇后，貯藏到翌年栽植繁種，也可以將母根留在原地越冬，待翌年直接收獲種子。這種方法可將二年繁殖一代縮短為一年繁殖一代。如美國(guó)、法國(guó)、意大利等許多國(guó)家都采取這種方法，進(jìn)行加代繁殖。一般培育母根的繁殖系數(shù)為1∶15，即1hm2地的母根可栽植15hm2地的采種田。

圖1 單粒雜交種簡(jiǎn)易選育程序

2.2.2 利用溫室加代、鑒定 這項(xiàng)措施在北歐國(guó)家普遍應(yīng)用，如瑞典的Hillesh?g、丹麥的Maribo、英國(guó)的Broom’s Barn及德國(guó)的Klein Wanzleben等，均利用現(xiàn)代化的溫室進(jìn)行培育母根、采種（特別是優(yōu)良系號(hào)繁殖）、品系的某些抗（耐）性性狀的早期鑒定、離體培養(yǎng)的試管苗培育等，很多是在不同型號(hào)的溫室內(nèi)進(jìn)行。由于自動(dòng)化操作，可以按照育種目標(biāo)要求進(jìn)行，效果良好。但是投入很高，有效使用面積也受到一定限制。

2.2.3 運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù)工程開辟新的途徑 利用遺傳學(xué)原理和生物技術(shù)已有成果，作為甜菜育種方法的補(bǔ)充和延伸，也是甜菜育種新途徑。如應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)方法，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)短時(shí)間內(nèi)即可培育出大量的遺傳性狀一致的植株，對(duì)于育種目標(biāo)性狀所期望的優(yōu)良性狀（如抗某種病害、抗除草劑等），可以通過(guò)這一途徑，更快地融合到新品種中去，從而更快在生產(chǎn)中應(yīng)用。

2.3 多倍體育種

甜菜多倍體育種技術(shù)即是將二倍體優(yōu)良品種種子（或幼苗，其染色體為2n=18條），用秋水仙堿人工誘變，使其染色體加倍成四倍體（4n=36）。然后通過(guò)鏡檢、選擇、培育、繁殖，從而獲得純合優(yōu)良四倍體品系，再與優(yōu)良二倍體品系雜交，產(chǎn)生F1代雜交種，經(jīng)過(guò)選擇、測(cè)交配合力鑒定，確定達(dá)標(biāo)的優(yōu)良雜交組合用于生產(chǎn)。一般F1代雜交種的成分都由父本、母本的種子混合收獲而組成，因此是混倍群體，即是由3n、2n、4n不同染色體組成。而群體中不同染色體所占比例，一是與父母本母根栽植比例有關(guān)，二是與雜交授粉的效果有關(guān)，三是與收獲時(shí)方式（即是否去除授粉者）有關(guān)。在一般情況下，雜交種群體中的3n比例都處于優(yōu)勢(shì)位置。

法國(guó)德布雷教授，重點(diǎn)介紹了其甜菜育種公司關(guān)于多倍體育種技術(shù)。甜菜多倍體育種，在歐洲國(guó)家研究較多，時(shí)間早，生產(chǎn)上應(yīng)用的也較普遍。因?yàn)楫a(chǎn)糖量較高，根形較好，表皮光滑，根溝較淺平，收獲時(shí)帶的土比較少些。但是早期時(shí)，有的品種在某些區(qū)域或年份，表現(xiàn)含糖率偏低，或者對(duì)有的病害（如褐斑?。┛剐圆钚?，從防治措施上可以解決。他們正在研究用新的誘變劑，誘變4n或以生物學(xué)的方法（如3n×3n等），獲得新的甜菜4n的途徑。在育種程序中，很重視對(duì)甜菜4n品系的改良。德布雷教授在育種計(jì)劃中，以少量的投入作遠(yuǎn)緣雜交工作，主要目的是要?jiǎng)?chuàng)造新類型的種質(zhì)資源，特別是預(yù)期研究目的，選育出高含糖率、抗（耐）一些病害的異源多倍體或二倍體的新類型甜菜資源，以改變現(xiàn)在甜菜育種的面貌。因?yàn)樘鸩诉@種植物，發(fā)現(xiàn)到應(yīng)用的歷史都比其它作物晚。他們也在做生物技術(shù)方面的工作，如胚珠培育，在大量的做，當(dāng)前主要是為獲得母系的純系，同時(shí)也做細(xì)胞雜交的工作。德布雷教授說(shuō)，法國(guó)甜菜生物技術(shù)工作，主要由甜菜生物技術(shù)中心負(fù)責(zé)，中心位于吐路斯市（Toulouse）的近郊。中心對(duì)胚珠培育的誘導(dǎo)頻率較高，達(dá)到17%以上。這項(xiàng)工作主要服務(wù)于各育種公司，同時(shí)有很多項(xiàng)目也多是與專業(yè)公司合作。

據(jù)美國(guó)西德克公司的S.K.Wang博士介紹，美國(guó)在甜菜育種目標(biāo)、育種技術(shù)方面，既有共同點(diǎn)，也有較大的差別。其相同點(diǎn)，表現(xiàn)在育種目標(biāo)上，總目標(biāo)都要求培育出既豐產(chǎn)又高糖、抗（耐）性較突出，新品種的品系要優(yōu)良（包括抗早抽薹性強(qiáng)）、適合栽培區(qū)域要廣些。而具體的目標(biāo)就各有不同。因?yàn)椴煌臅r(shí)間（年份）、地域各種病蟲害的發(fā)生規(guī)律與危害程度都不同，而且環(huán)境條件也不斷地變化，最明顯的是降水量、氣溫等因素有變化，所以只有具體提出對(duì)新品種要求。美國(guó)的甜菜栽培區(qū)域分布廣，不同區(qū)域存在不同病蟲危害，而且栽培水平、環(huán)境自然條件不相同，只有實(shí)現(xiàn)該區(qū)域栽培品種的具體目標(biāo)，才符合需求。

美國(guó)與歐洲各國(guó)在甜菜育種技術(shù)方面，其共同點(diǎn)：一是都突出選育遺傳單粒雜優(yōu)品種，二是都不斷搜集和創(chuàng)新品種資源，而且都掌握有豐富的資源，特別是野生資源等，三是大量配制雜交組合，有的國(guó)家或育種公司，由過(guò)去每年配幾千個(gè)組合，現(xiàn)在已是配制2～3萬(wàn)余個(gè)組合。另外，都在突出鑒定親本和測(cè)試組合的優(yōu)劣，設(shè)法加速育種進(jìn)程，力使育種某些環(huán)節(jié)做到室內(nèi)工廠化。但最終仍需進(jìn)行田間鑒定。

其不同點(diǎn)，主要體現(xiàn)在育種技術(shù)路線上。歐洲多偏重于選育三倍體雜優(yōu)品種，且多采取三交的方式制種；美國(guó)則多偏重于選育二倍體雜優(yōu)品種，而采用雙交制種居多。這主要由于具體的育種目標(biāo)不同，或者是栽培環(huán)境條件、病蟲害的發(fā)生情況不同所造成的。歐洲在二戰(zhàn)前的30～40年代傾向于高糖品種，二戰(zhàn)之后則傾向于高產(chǎn)品種，多倍體品種一般能更好地實(shí)現(xiàn)這一育種目標(biāo)，同時(shí)還具有抗當(dāng)年抽薹和適應(yīng)性廣的優(yōu)點(diǎn)，因此多倍體育種成為歐洲甜菜育種主流。1952年提供出商品種子，1960年在生產(chǎn)上顯示出效果。為適應(yīng)機(jī)械化栽培需要，自1952年，歐洲從美國(guó)引進(jìn)了遺傳單粒種，1966年瑞典希林肖格（Hillesh?g）首先育成了甜菜單粒雜優(yōu)品種，此前研制出“機(jī)制單粒種”（即用多粒品種切割成單粒種），這種類型的種子，雖然當(dāng)時(shí)可提供機(jī)械播種，但因成品率低（成品率最高僅40%左右）、成本高、存在20%左右的雙粒率，仍然需要進(jìn)行人工間苗，在80年代后逐漸退出市場(chǎng)。美國(guó)甜菜育種歷史由二倍體多粒種直接過(guò)渡到二倍體單粒雜優(yōu)品種選育，主要育種部門以培育適應(yīng)性廣為其突出特點(diǎn)，因甜菜栽培區(qū)分布廣，氣候各異，西部栽培區(qū)黃化毒病、叢根病都后重，很多的病害除了防治外，還很需要抗（耐）病的優(yōu)良品種，如曲頂病，因是受隱性孟德爾基因控制，自交系育種容易取得效果，他們利用抗曲頂病的單粒優(yōu)良品系（CMS）或一代雜種，與高糖抗病的多粒種自交系雜種一代進(jìn)行雙交，獲得優(yōu)良生產(chǎn)用種。當(dāng)然美國(guó)的育種公司也有除了做二倍體育種，同時(shí)也選育多倍體品種，如科羅拉多州（Culorado）的西德克斯育種公司，其甜菜多倍體育種占有一定的份額。

雖然美、歐在甜菜育種上有各自的特點(diǎn)，但是雙方育種家都在試驗(yàn)對(duì)方的育種方法，目前尚未取得實(shí)際性效果。而育種家在甜菜育種方法或技術(shù)路線方面，存在不同的看法。如法國(guó)、德國(guó)、比利時(shí)等，有的育種家認(rèn)為，生產(chǎn)上既可以用雄性不育系遺傳單粒種制種，也可以不用不育系，而直接使用遺傳單粒種制種。持這種觀點(diǎn)者，首先認(rèn)為品種不是萬(wàn)能的，另外，選育遺傳單粒種不育系制種，花費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng)，增加了育種的設(shè)備和昂貴的經(jīng)費(fèi)。如果通過(guò)田間選擇，可獲得具有理想性狀的普通遺傳單粒種優(yōu)良品系，與優(yōu)良多粒種自交系（二倍體或四倍體）經(jīng)過(guò)配合力測(cè)定，選育出優(yōu)良組合制種，獲得F1代強(qiáng)優(yōu)組合的種子，只收單粒種種子，直接用于生產(chǎn)。但是得到認(rèn)可的，大多數(shù)育種公司還是以選育優(yōu)良遺傳單粒種雄性不育系，用于制種，產(chǎn)生優(yōu)良單粒雄性不育雜交種在生產(chǎn)上應(yīng)用。

2.4 甜菜品種田間比較試驗(yàn)

甜菜品種比較試驗(yàn)與品種區(qū)域化鑒定試驗(yàn)其共同點(diǎn)是都在田間進(jìn)行，試驗(yàn)的結(jié)果都應(yīng)具有客觀代表性與準(zhǔn)確性。而品種區(qū)域化鑒定結(jié)果，具有法律性與權(quán)威性，最終決選出來(lái)的優(yōu)良品種要經(jīng)過(guò)國(guó)家注冊(cè)，才可以在生產(chǎn)上應(yīng)用。

2.4.1 甜菜組合（或優(yōu)良品系）田間小區(qū)試驗(yàn) 育種家每年都配制大量的雜交組合，這些組合需要經(jīng)過(guò)第一年的篩選（初選），產(chǎn)生少量的優(yōu)良組合做正規(guī)小區(qū)試驗(yàn)的預(yù)選組合，一般入選量在5%左右不等。初選試驗(yàn)有時(shí)只播1行，可設(shè)2～3次重復(fù)（有時(shí)數(shù)量多，試驗(yàn)準(zhǔn)確度高，不設(shè)重復(fù)），選出的優(yōu)良組合進(jìn)行正式小區(qū)試驗(yàn)。一般是隨機(jī)排列，3次重復(fù)、2～3行區(qū)，按照育種目標(biāo)要求，對(duì)參試材料詳細(xì)觀察、測(cè)定、記錄，對(duì)表現(xiàn)突出的材料應(yīng)拍照留做實(shí)物檔案。經(jīng)過(guò)2～3年嚴(yán)格試驗(yàn)，選拔出達(dá)標(biāo)優(yōu)良組合申請(qǐng)參加區(qū)域化試驗(yàn)，對(duì)特殊組合也可提前申報(bào)參試。主要由育種家負(fù)責(zé)。

2.4.2 甜菜品種區(qū)域化試驗(yàn) 參加區(qū)域性試驗(yàn)鑒定的品種（優(yōu)良組合種），由育種單位提出申請(qǐng)，有品種的優(yōu)良表現(xiàn)、試驗(yàn)報(bào)告、足夠參試的種子，種子的發(fā)芽率應(yīng)達(dá)到98%以上。

區(qū)域性鑒定試驗(yàn)程序分為小區(qū)試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)二級(jí)。試驗(yàn)鑒定方法，區(qū)域試驗(yàn)時(shí)間為2～3年，表現(xiàn)特殊優(yōu)良的品種，或可提前一年參加生產(chǎn)試驗(yàn)；生產(chǎn)試驗(yàn)1～2年，有時(shí)也可將生產(chǎn)試驗(yàn)與區(qū)域試驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行。區(qū)域試驗(yàn)為隨機(jī)排列，設(shè)3～4次重復(fù)，小區(qū)為3～4行區(qū)，4行區(qū)只收獲中間的兩行，認(rèn)為可有效清除邊際效應(yīng)，但有時(shí)也采取全區(qū)收獲；要求保苗率達(dá)到98%；試驗(yàn)達(dá)標(biāo)的品種，經(jīng)過(guò)品審委員會(huì)討論通過(guò)后，參加投入生產(chǎn)試驗(yàn)。生產(chǎn)試驗(yàn)一般是采取大區(qū)制，收獲期取點(diǎn)（一般是4點(diǎn)）測(cè)產(chǎn)、取樣測(cè)定品種品質(zhì)，應(yīng)有完整的測(cè)試資料，但有時(shí)也用小區(qū)（全區(qū)收獲測(cè)定產(chǎn)量，取樣鑒定品質(zhì)）。無(wú)論哪種試驗(yàn)，都要具有公正、嚴(yán)密性，和有一定代表性。試驗(yàn)前要測(cè)定試驗(yàn)區(qū)的土壤肥力等。

決選品種達(dá)標(biāo)的方法，原來(lái)采取按照品種類型區(qū)分，即標(biāo)準(zhǔn)型品種入選標(biāo)準(zhǔn)：產(chǎn)糖量超過(guò)統(tǒng)一對(duì)照10%以上（也應(yīng)超過(guò)地方的參考對(duì)照），含糖率不低于統(tǒng)一對(duì)照。豐產(chǎn)性品種產(chǎn)量超過(guò)統(tǒng)一對(duì)照15%以上，含糖率不低于統(tǒng)一對(duì)照0.2度。高糖型品種產(chǎn)糖量不低于統(tǒng)一對(duì)照和當(dāng)?shù)貙?duì)照，含糖率高于統(tǒng)一對(duì)照1%以上。而抗（耐）性品種，要具有突出抗（耐）某一種或一種以上的病害，或者具有一定的抗逆特性，而其產(chǎn)糖量與統(tǒng)一對(duì)照相仿。在近幾年，對(duì)決選優(yōu)良品種方面，直接向簡(jiǎn)化性發(fā)展，對(duì)參試品種，只要產(chǎn)糖量超過(guò)對(duì)照10%以上或者具有突出的抗（耐）性特點(diǎn)的品種，其產(chǎn)糖量也不明顯減低，可以參加決選。

對(duì)生產(chǎn)上應(yīng)用的品種，也需每年有試驗(yàn)結(jié)果，以便作為更換品種的合適依據(jù)。

評(píng)判決選品種的組織由甜菜品種協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)。該協(xié)會(huì)由6名農(nóng)民代表、4所大學(xué)的代表以及糖廠的代表共同組成，育種單位（公司）為執(zhí)行單位。協(xié)會(huì)一般情況下每年在生育中后期（或收獲之前）進(jìn)行試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)觀摩（經(jīng)常采取重點(diǎn)進(jìn)行），年終召開全會(huì)，對(duì)試驗(yàn)及參試品種做出評(píng)價(jià)（對(duì)表現(xiàn)優(yōu)良的品種可提前進(jìn)行與區(qū)試平行生產(chǎn)試驗(yàn)，對(duì)差的品種予以終止試驗(yàn)）。

3 甜菜育種的未來(lái)

甜菜是歐洲各國(guó)的重要栽培作物，也是重要的工業(yè)原料。有的專家對(duì)甜菜育種、生產(chǎn)及其產(chǎn)品加工和綜合利用等問(wèn)題，考慮得極深遠(yuǎn)又細(xì)微，這對(duì)甜菜栽培尚處于劣勢(shì)作物的國(guó)家或地區(qū)，著實(shí)應(yīng)因地制宜，予以借鑒，取其長(zhǎng)為己所用。

3.1 擴(kuò)展甜菜原料的用途

歐美各國(guó)現(xiàn)已不僅把甜菜只當(dāng)成制糖的原料對(duì)待，而是將甜菜作為多功能的原料利用。如作為再生能源生產(chǎn)的重要原料。早在20多年之前，北歐的挪威、芬蘭、瑞典等國(guó)家，用其提取乙醇，替代汽車部分的汽油用量，獲得了明顯的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。近年，歐美科學(xué)家培養(yǎng)出一種?；?，用以分解糖或甜菜制糖的副產(chǎn)品，產(chǎn)生氫氣等純凈高能源元素，提供特種工業(yè)應(yīng)用。

3.2 加強(qiáng)甜菜綜合利用

甜菜制糖之后的副產(chǎn)物，用途很廣泛。除了作為制作檸檬、果膠、纖維等工業(yè)原料外，更重要的是可以提取三磷酸腺苷等醫(yī)藥上的用品。因?yàn)樘鸩撕?60余種元素，對(duì)于甜菜的利用正在深化研究中。

3.3 與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的甜菜育種

甜菜只是作物群體中的一員，它既受著其它生物群的影響與制約，也會(huì)影響別的生物群系的消長(zhǎng)。因此，甜菜未來(lái)學(xué)，要考慮與作物、微生物等生物群系間的制約關(guān)系；因甜菜本身對(duì)能源吸收利用、對(duì)條件（主要是水、肥、其它化學(xué)物質(zhì)等）的反應(yīng)以及對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的反饋?zhàn)饔茫磳?duì)生態(tài)的作用）等，應(yīng)予以設(shè)計(jì)，使其發(fā)展相協(xié)調(diào)，有利于人類的生存。在設(shè)計(jì)方案中，還要嚴(yán)密思考實(shí)驗(yàn)科學(xué)的過(guò)程，應(yīng)與環(huán)境相適應(yīng)協(xié)調(diào)。如試驗(yàn)中廢水排放、培養(yǎng)基及其毒素的處理、焦化現(xiàn)象及儀器噪音等均應(yīng)避免或排除。再如除草劑的鑒定與推廣應(yīng)用、轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品（品種）的鑒定示范等，必須受法律約束，充分體現(xiàn)以人為本，絕不單獨(dú)以經(jīng)濟(jì)利益衡量其優(yōu)劣。

3.4 現(xiàn)代甜菜育種技術(shù)力求快優(yōu)

歐美國(guó)家對(duì)甜菜育種項(xiàng)目，投資大，見效快。在技術(shù)上，仍以傳統(tǒng)方法為主體，鑒定現(xiàn)代新技術(shù)的效果。決選優(yōu)良品種，以田間種植鑒定為標(biāo)準(zhǔn)。還有一個(gè)特點(diǎn)，育種配組合、選系號(hào)的量很大；育種材料（資源）來(lái)源廣泛；熱衷于創(chuàng)新，都在加強(qiáng)遠(yuǎn)緣雜交（傳統(tǒng)的）、細(xì)胞雜交。

新技術(shù)方面，發(fā)展較快的是分子標(biāo)記技術(shù)。轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用，已在抗蟲育種及抗（耐）叢根病品種、抗除草劑品種選育有所突破，而對(duì)抗早抽薹品種選育方面，也已獲得明顯效益。對(duì)離體培養(yǎng)技術(shù)，已進(jìn)入工廠化邊利用邊深化研究階段。首要技術(shù)仍然屬田間鑒定技術(shù)。

4 甜菜良種繁育

國(guó)外考察時(shí)，對(duì)良繁與種子收獲、加工，安排的內(nèi)容很多，對(duì)法國(guó)與瑞典的情況簡(jiǎn)單介紹一下。

4.1 種子生產(chǎn)

歐洲甜菜種子生產(chǎn)地帶是在北緯45°以南（如法國(guó)南部、意大利、烏克蘭等，美國(guó)在奧爾根）。主要考慮氣候、降雨量等自然條件對(duì)種子質(zhì)量的影響。瑞典、荷蘭等國(guó)家甜菜生產(chǎn)種繁殖，有相當(dāng)一部分安排在法國(guó)。法國(guó)有700多個(gè)農(nóng)戶繁殖種子，繁種的國(guó)家如瑞典等，派員進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)，其技術(shù)要點(diǎn)是：促使父母本植株發(fā)育期與群體植株的高度達(dá)到一致，以提高雜交率和雜交種的質(zhì)量。生產(chǎn)種（包括原種）全部用夏（秋）播的小母根。在8月中下旬播種，株距3cm，1hm2的母根可栽植15hm2的采種田。母根重為30g左右，采種株的株行距為30cm×60～80cm，父母本栽植比例為♀∶♂=3∶1（一般母本6行，父本2行，2～3日內(nèi)栽完）。收種子的前2周噴催熟劑，促進(jìn)種子成熟一致，葉片枯黃脫落。當(dāng)種子（胚）達(dá)到粉狀時(shí)，將父本株割除。甜菜良繁全過(guò)程完全實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)。

4.2 甜菜種子加工

田間種子質(zhì)量好，加工比較容易（意大利收獲的種子多為黑褐色）。加工主要程序是：磨光→粒級(jí)選擇（分級(jí)）→前處理→包衣。包衣劑成分基本是按照客戶要求決定。如提出抗某種害蟲或抗某種病害（病菌）等。由相關(guān)專業(yè)的專家配制種衣劑配方。荷蘭的種子帶猝倒病菌，在加工時(shí)予以特別注意。種子加工過(guò)程要按時(shí)取樣檢測(cè)，包衣的成品種，按種子標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格檢查、備案，達(dá)標(biāo)后，最后包裝（立案）、儲(chǔ)存。

4.3 甜菜種子國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

種子發(fā)芽率最低為92%（商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)必須高于92%），單粒率為98%，但有的品種雙胚率達(dá)5%。法國(guó)的甜菜種子加工廠規(guī)模很大，正在加工生產(chǎn)，種子的前處理及包衣程序都比較復(fù)雜，此略。

S566.3

B

1007－2624（2017）01－0076－05

10.13570/j.cnki.scc.2017.01.024

2016-04-12

劉升廷，男，原中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院甜菜研究所副所長(zhǎng)，研究員，曾多年從事甜菜選育種研究，并多次去國(guó)外考察。