抗病、豐產(chǎn)食葵三系雜交種太食868的選育

雷 偉，楊 芬，丁變紅，李廣信

(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，太原 030031；2.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第六師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，新疆 五家渠 831301)

向日葵具有耐干旱、耐瘠薄、耐鹽堿等特性，是集食用、油用、飼用為一體的高附加值經(jīng)濟(jì)作物[1-2]。葵花籽富含蛋白質(zhì)、不飽和脂肪酸、維生素E等對(duì)人體有益的成分[3-4]，需求量不斷增大，帶動(dòng)了我國(guó)食葵產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。目前我國(guó)食葵播種面積已經(jīng)占向日葵播種面積的70%以上，主要集中在東北三省、河北、山西、內(nèi)蒙古、寧夏、甘肅和新疆等地[5]。在快速增加的同時(shí)，也暴露出我國(guó)食葵生產(chǎn)中的眾多問題，比如，受耕地面積限制，不能合理輪作倒茬；品種單一，更新緩慢，退化嚴(yán)重；栽培技術(shù)落后等。特別是近年向日葵病蟲害不同程度加重[6-7]，對(duì)向日葵生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前向日葵病害有90多種，我國(guó)發(fā)現(xiàn)了30余種[8]，其中較為嚴(yán)重的有黃萎病、菌核病、列當(dāng)、褐斑病和黑斑病[9-10]。黑龍江向日葵菌核病發(fā)病嚴(yán)重，產(chǎn)量損失一般年份為15%左右，重病年份個(gè)別品種高達(dá)90%以上，甚至絕產(chǎn)[11]；在新疆、內(nèi)蒙古、寧夏等地，由于不能合理輪作，導(dǎo)致黃萎病發(fā)病面積占總播種面積的4.69%～7%；山西省近幾年菌核病、霜霉病、褐斑病和黑斑病發(fā)生普遍且為害嚴(yán)重，重發(fā)病年份產(chǎn)量損失達(dá)30%～50%[12]。

很多國(guó)家早就把向日葵抗病育種列為育種重點(diǎn)之一，例如美國(guó)首先獲得了抗霜霉病的自交系，近年來又克隆了抗霜霉病的基因；前蘇聯(lián)首先育成了抗列當(dāng)?shù)南蛉湛越幌礫13]。我國(guó)向日葵雜交育種起步晚，且主要集中在提高產(chǎn)量和改良農(nóng)藝性狀方面，一直以來對(duì)抗病育種較為忽視。因此，本研究在選育高產(chǎn)食葵的同時(shí)，更注重食葵雜交種的綜合抗病性能，把抗病性作為首要選育目標(biāo)，選育出綜合抗病能力好、產(chǎn)量穩(wěn)定的食葵三系雜交新品種太食868。太食868是山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所和新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第六師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所合作選育的食用型向日葵雜交種，2019年9月通過國(guó)家農(nóng)業(yè)農(nóng)村部品種登記，登記編號(hào)：GPD向日葵(2019)140141。太食868屬中熟品種，平均生育期110 d，株高190～220 cm，單盤重154 g，百粒重17.6 g，平均產(chǎn)量達(dá)3 774 kg·hm-2，比對(duì)照X 3939增產(chǎn)16.6%，中抗黑莖病、黑斑病、黃萎病、列當(dāng)(G小種)。

1 選育過程

1.1 不育系163 A的選育

2009年引進(jìn)國(guó)外優(yōu)良食葵雜交種SH 363進(jìn)行試種，把自育的高抗病性保持系309 B經(jīng)赤霉素殺雄處理后作為母本，將SH 363 F1的花粉授與309 B產(chǎn)生三交F1代，此時(shí)三交種的細(xì)胞質(zhì)被代換為可育細(xì)胞質(zhì)。2009年冬季在海南種植三交種F1和SH 363 F2的分離群體，從F2群體中選擇不育株與三交種F1成對(duì)雜交。2010年春季在山西成對(duì)種植新產(chǎn)生雜交種的父母本，各1行20株，從母本中選擇長(zhǎng)勢(shì)旺，抗性強(qiáng)，花盤大的不育株與父本中性狀相近的植株進(jìn)行雜交，產(chǎn)生BC1F1代，收獲后選擇籽粒大、飽滿，產(chǎn)量高，父母本匹配度較高的材料留種，冬季成對(duì)種植于海南，各材料種植1行，繼續(xù)從父母本中選擇理想株型進(jìn)行回交，產(chǎn)生BC2F1代。如此邊選擇，邊回交，不斷純化父本的同時(shí)，轉(zhuǎn)育對(duì)應(yīng)的母本材料。2013年轉(zhuǎn)育到BC7F1時(shí)，父母本基本穩(wěn)定，回交母本為不育系，命名為163 A，回交父本為保持系，命名為163 B(見圖1)。

1.2 恢復(fù)系871 R的選育

2010年在山西省大同市陽高縣收集到一些植株矮壯，抗病性強(qiáng)，籽粒飽滿、全黑的食葵農(nóng)家資源，編號(hào)為10 YG-H。2011年用10 YG-H與不育系材料測(cè)交，測(cè)交后代絕大部分可育，且長(zhǎng)勢(shì)、抗性和產(chǎn)量都表現(xiàn)較好，說明10 YG-H具備了培育優(yōu)良恢復(fù)系的潛力。2012年春季開始，利用系統(tǒng)選育法，不斷從10 YG-H后代分離材料中選擇矮桿抗倒，抗病性強(qiáng)，花粉量大，結(jié)實(shí)率和產(chǎn)量突出的材料進(jìn)行單盤自交、提純，同時(shí)用不育系測(cè)交，及時(shí)淘汰掉恢復(fù)力差或不具有恢復(fù)能力的材料。此后繼續(xù)在山西和海南兩地加代提純，到2013年提純到S5代，材料已基本穩(wěn)定。2014年又對(duì)材料進(jìn)行混種混收，加代到S7代，恢復(fù)系材料徹底穩(wěn)定，命名為871 R。

1.3 雜交種配制

2015年利用不育系163 A與新選育的恢復(fù)系871 R進(jìn)行雜交，產(chǎn)生的雜交種在所內(nèi)進(jìn)行評(píng)比鑒定，同時(shí)在省內(nèi)布點(diǎn)少量種植，觀察該組合的適應(yīng)性，該雜交組合表現(xiàn)突出，植株高大健壯，葉片茂盛，生長(zhǎng)整齊一致，抗病抗倒，花盤大，籽粒飽滿，產(chǎn)量高，適應(yīng)性廣，平均產(chǎn)量達(dá)3 627 kg·hm-2，居參試品種第一位，命名為太食868。

2 品種特性

2.1 農(nóng)藝性狀表現(xiàn)

太食868是食用型向日葵雜交種，屬中熟品種，平均生育期110 d，株高190～220 cm，幼莖花青甙色素中，莖粗約3.1 cm，葉片數(shù)32片左右，葉片大、心形、邊緣鋸齒粗、規(guī)則，花粉黃色，花盤平，直徑約23.5 cm，成熟期向下傾斜，瘦果長(zhǎng)錐形，棕底白邊，平均粒長(zhǎng)2.3 cm，粒寬0.9 cm，單盤重154 g，百粒重17.6 g，籽仁率57.6%，平均產(chǎn)量達(dá)3 774 kg·hm-2，比對(duì)照X 3939增產(chǎn)16.6%。

2.2 品質(zhì)檢測(cè)結(jié)果

2018年11月，經(jīng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部油料及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(武漢)檢測(cè)，太食868籽仁蛋白質(zhì)含量為30.7%，油酸含量為63.6%，亞油酸含量為27.0%，維生素E含量為36.8 mg·(100 g)-1。

2.3 抗病性鑒定結(jié)果

2018年11月1日至12月20日，太食868在內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院進(jìn)行了抗病性鑒定，表現(xiàn)為中抗黑莖病、黑斑病、黃萎病、列當(dāng)(G小種)，對(duì)菌核病呈感病水平(見表1)。

表1 太食868抗病鑒定結(jié)果Table 1 Identification of disease resistance of ‘Taishi 868’

2.4 種植注意事項(xiàng)

太食868綜合抗病性好，豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，商品性突出，但由于該品種生命力旺盛，現(xiàn)蕾到開花期不宜澆水過多，根據(jù)干旱情況澆水1～2次即可，過多導(dǎo)致植株徒長(zhǎng)，容易發(fā)生倒伏現(xiàn)象；種植密度不宜過大，1 600～1 800株·(667 m2)-1即可，種植過密，葉片重疊率高，通風(fēng)差，影響產(chǎn)量和籽粒商品性。

3 產(chǎn)量表現(xiàn)

3.1 忻州市示范種植結(jié)果

2017—2018年太食868在寧武縣累積示范種植了1 hm2，總體表現(xiàn)為：植株高大粗壯，整齊一致，抗病抗倒伏能力強(qiáng)，花盤直徑24 cm左右，平均產(chǎn)量達(dá)3 774kg·hm-2，比當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)種增產(chǎn)17%。

2017—2018年，太食868在岢嵐縣累積示范種植0.8 hm2，總體表現(xiàn)為：生育期112 d，株高2 m左右，葉片大、抗病性強(qiáng)，花盤直徑約23 cm，平均產(chǎn)量達(dá)3 967.5 kg·hm-2，比當(dāng)?shù)刂髟云贩NX 3939(3 385.5kg·hm-2)增產(chǎn)17.2%。

3.2 大同市示范推廣結(jié)果

2017—2018年，太食868在陽高縣累計(jì)示范推廣24 hm2，總體表現(xiàn)為植株生長(zhǎng)茂盛，花盤大，結(jié)實(shí)率高，籽粒飽滿、產(chǎn)量3 682.5 kg·hm-2左右，較當(dāng)?shù)刂髟云贩NYS 809增產(chǎn)13.6%，累計(jì)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益約61.8萬元。

2016—2018年，太食868在廣靈縣累計(jì)示范推廣21 hm2，總體表現(xiàn)為植株高大健壯，病蟲害少，不倒伏，花盤直徑23.5 cm左右，產(chǎn)量達(dá)3 585 kg·hm-2，比當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)種“月亮彎”增產(chǎn)18.0%，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益52.7萬元。

3.3 新疆農(nóng)六師示范推廣結(jié)果

2017—2018年，太食868在新疆第六師奇臺(tái)農(nóng)場(chǎng)、土墩子農(nóng)場(chǎng)、六運(yùn)湖農(nóng)場(chǎng)、共青團(tuán)農(nóng)場(chǎng)等地累計(jì)示范推廣65.3 hm2，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益約185.9萬元。太食868在新疆地區(qū)種植，總體表現(xiàn)為生育期112 d左右，植株高大健壯，葉片茂盛，不倒伏，抗病性強(qiáng)，花盤直徑約24 cm，籽粒寬大、飽滿，平均產(chǎn)量4 065 kg·hm-2，最高可達(dá)4 395 kg·hm-2，比對(duì)照品種X 3939增產(chǎn)14.8%。見表2。

表2 太食868示范種植結(jié)果Table 2 Demonstration plant of ‘Taishi 868’

4 栽培技術(shù)要點(diǎn)

選擇壤土和砂壤土地塊作為生產(chǎn)田，一般要求土地輪作3年以上，在10 cm土層溫度穩(wěn)定在8～10 ℃即可播種。適宜播期為4月下旬到6月上旬，播種量800～1 000 g·(667 m2)-1，行距60～65 cm，株距50～60 cm，保苗1 600～1 800株·(667 m2)-1。播種時(shí)一次性施向日葵專用復(fù)合肥25 kg·(667 m2)-1，硫酸鉀10～15 kg·(667 m2)-1，現(xiàn)蕾前追施尿素10～15 kg·(667 m2)-1。株高30 cm左右中耕除草，中后期根據(jù)田間情況及時(shí)除草。一般生育期灌水3次(現(xiàn)蕾期、盛花期、灌漿中期)。開花期如果昆蟲數(shù)量不足，要做2～3次的人工輔助授粉或放蜂輔助授粉，提高結(jié)實(shí)率。