韋金菊 周會 李海碧 毛蓮英 宋修鵬 雷敬超 桂意云 張榮華 李楊瑞 劉昔輝

摘要：【目的】對近40年廣西引進甘蔗種質(zhì)資源利用情況進行分析，為提高甘蔗引種利用效率及推動甘蔗產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展提供參考?！痉椒ā拷y(tǒng)計1982—2020年廣西引進的甘蔗種質(zhì)資源，分析引進種質(zhì)資源的直接利用、育種利用、育成后代的應(yīng)用及研究利用情況，總結(jié)引種過程中存在的問題并提出建議?！窘Y(jié)果】1982—2020年，廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所從20多個國家和地區(qū)及國內(nèi)其他?。ㄊ校┮M甘蔗種質(zhì)資源共1044份（包括花穗238份），其中1993年以來引進甘蔗種質(zhì)資源751份（包括花穗26份）;引進甘蔗種質(zhì)資源作為親本配置了雜交組合2771個，進入?yún)^(qū)試且親本含有引進種質(zhì)資源血緣的品系有43個;廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所育成的58個桂糖系列甘蔗品種中有40個含有引進種質(zhì)資源血緣，其中美國CP系列親本占37.9%，我國臺灣ROC系列親本占34.5%，美國CP系列和我國臺灣ROC系列甘蔗種質(zhì)資源在廣西甘蔗育種中發(fā)揮了非常重要的作用。引進的甘蔗種質(zhì)資源在抗病育種及分子育種方面也逐步開展研究。但目前廣西甘蔗引種過程中也存在一些問題：（1）引進甘蔗種質(zhì)在適應(yīng)性上普遍存在較大問題;（2）引進別國或地區(qū)優(yōu)良甘蔗種質(zhì)的同時有可能會帶來新的病蟲害，給甘蔗產(chǎn)業(yè)的安全生產(chǎn)增加風(fēng)險。（3）引進的種質(zhì)資源未能在國內(nèi)育種單位間充分共享?！窘ㄗh】應(yīng)加強優(yōu)異甘蔗種質(zhì)資源的引進;規(guī)范甘蔗引種程序，嚴格遵守引種檢疫規(guī)程;重視引進種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建及共享利用。

關(guān)鍵詞： 甘蔗;種質(zhì)資源;引進;利用;廣西

中圖分類號： S566.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼： A 文章編號：2095-1191（2021）02-0280-08

Abstract：【Objective】In this study， the utilization of sugarcane germplasm resources introduced in Guangxi in the past 40 years was analyzed， which provided a reference for improving the utilization efficiency of sugarcane introduction and promoting the healthy and sustainable development of sugarcane industry. 【Method】Based on the statistics of sugarcane germplasm resources introduced from 1982 to 2020 in Guangxi， this paper analyzed the direct utilization， breeding utilization， application and research utilization of the introduced germplasm resources， summarized the problems existing in the process of introduction and put forward some suggestions. 【Result】During 1982 to 2020， Sugarcane Research Institute of Guangxi Academy of Agricultural Sciences introduced 1044 sugarcane germplasms（included 238 tassels） from more than 20 countries and regions as well as other provinces（cities） in China， among them ，751 sugarcane germplasm resources（included 26 tassels） were introduced since 1993. A total of 2771 hybrid combinations were allocated based on introduced sugarcane germplasms resources， 43 clones entered regional trails contained the introduced germplasm resources. Among the 58 GT sugarcane varieties developed by Sugarcane Research Institute of Guangxi Academy of Agricultural Sciences， 40 varieties contained introduced germplasm resources， among which CP series from America accounted for 37.9% and ROC series from Taiwan， China accounted for 34.5%. CP series and ROC series sugarcane germplasm resources play a very important role in sugarcane breeding in Guangxi. The introduction of sugarcane germplasm resources in disease resistance breeding and molecular breeding has gradually carried out research. At present， there are some problems in the introduction of sugarcane in Guangxi：（1）the introduction of sugarcane germplasm resources had great problems in adap-tability;（2）the introduction of excellent sugarcane germplasm resources in other countries or regions might bring the risk of new diseases and insect pests，and increase the risks of safety cultivation of sugarcane industry;（3）the introduced germplasm resources were not fully shared among domestic breeding units. 【Suggestion】Strengthen the introduction of excellent sugarcane germplasm resources， standardize the introduction procedure of sugarcane， strictly observe quarantine rules for introduction， and pay attention to the construction and sharing of the database of introduced planting resources.

Key words： sugarcane; germplasm resources; introduction; utilization; Guangxi

Foundation item：National Sugar Industry Technology System Project（CARS-170105）; Central Guides Local Project（Guike ZY20198005）;Basic Scientific Research Project of Guangxi Academy of Agricultural Sciences（Guinongke 2021 YT006，Guinongke 2020YM24）

0 引言

【研究意義】甘蔗是熱帶及亞熱帶地區(qū)主要的糖料作物（黃中艷，2009;楊麗濤等，2011）。廣西是我國主要的糖料生產(chǎn)基地（鄧宇馳等，2018;李楊瑞，2019），蔗糖產(chǎn)量占我國食糖總產(chǎn)量的90%左右（楊麗濤等，2011;龐新華等，2016）。甘蔗品種選育需要較長的周期，且不同生態(tài)區(qū)域選育出的甘蔗品種其適應(yīng)性也不相同。單一品種長期種植通常會因種性退化、病蟲害嚴重、宿根年限縮短等原因而迫使育種者盡快找到適應(yīng)本地的高產(chǎn)、高糖、高抗逆性及適合機械收割的甘蔗優(yōu)良新品種來取代日益退化的甘蔗品種（歐克緯等，2020）。引種能充分利用國內(nèi)外最新育成的甘蔗品種，增加當?shù)仄贩N資源，對拓寬甘蔗遺傳基礎(chǔ)、提高育種效率及提高甘蔗抗逆性、產(chǎn)量和糖分有著舉足輕重的作用（蔣洪濤等，2020）。因此，總結(jié)分析廣西近40年甘蔗種質(zhì)資源的引進及利用情況，對指導(dǎo)優(yōu)異甘蔗種質(zhì)資源的引進篩選，構(gòu)建引進種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫，提高共享利用效率，以及我國蔗糖產(chǎn)業(yè)的提質(zhì)增效均具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】廣西自20世紀30年代開始從國內(nèi)外引進甘蔗品種，如30年代引進的甘蔗品種POJ2878，40年代引進的甘蔗品種Co290和臺糖134（F134）（彭紹光，1992;駱君骕，1992），60年代引進的甘蔗品種選3，70年代引進的甘蔗品種粵糖63-237，80年代引進的甘蔗品種贛蔗1號、贛蔗8號和贛蔗14號等（游建華，1999;韋明珠和黃吉森，1996），90年代引進的甘蔗品種新臺糖22（ROC22）（賀根生，2009;韋昌聯(lián)，2012）。這些引進甘蔗品種都曾是廣西的主要栽培品種（韋昌聯(lián)，2012;李楊瑞，2019），至今ROC22在我國仍有不少種植面積。引進的甘蔗品種可經(jīng)篩選試種后直接推廣種植，也可成為優(yōu)異的雜交親本，豐富我國甘蔗遺傳基礎(chǔ)，選育出優(yōu)良的甘蔗后代。由廣西自育而成的桂糖11號，其親本是CP49-50×Co419，曾經(jīng)是我國的主栽品種（彭紹光，1990;勞培深，1999），后被產(chǎn)量和糖分更高的ROC22所取代（李楊瑞，2019）。目前廣西的主栽品種桂糖42號、柳城05-136均是ROC22的后代，其中桂糖42號由ROC22×桂糖92-66雜交選育而成（鄧宇馳等，2018），柳城05-136由CP81-1254×ROC22雜交選育而成（屈再樂，2019）。ROC22在廣西蔗糖產(chǎn)業(yè)20多年的發(fā)展中起到了非常重要的作用（李楊瑞，2019）?！颈狙芯壳腥朦c】雖然廣西進行了較長時期的甘蔗引種工作，也取得了不錯的成效（游建華，1999;鄧海華和李奇?zhèn)ィ?007），但未見對近40年來廣西甘蔗引種情況進行全面信息收集、評價和分析的報道。【擬解決的關(guān)鍵問題】對廣西近40年甘蔗引種成效及對后續(xù)甘蔗育種的影響進行分析，明確下一步引種目標，為提高甘蔗引種利用效率及推動甘蔗產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1 廣西歷年引進國內(nèi)外甘蔗種質(zhì)資源情況

廣西引進甘蔗種質(zhì)資源的途徑主要有項目合作引進、國際協(xié)定交換及友好科學(xué)家贈送等。改革開放為甘蔗引種提供了良好機遇，廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所（原廣西甘蔗研究所，以下簡稱“廣西甘蔗所”）對甘蔗種質(zhì)資源的引進可分為2個時期（表1）：（1）1982—1991年期間，從印度、美國、澳大利亞、日本、泰國、巴西、古巴、毛里求斯、巴基斯坦及中國臺灣等10個國家或地區(qū)分15批次引進了293份甘蔗材料，其中花穗212份（韋明珠和黃吉森，1996）;（2）自廣西甘蔗所建成甘蔗引種隔離檢疫室后，進行了更大規(guī)模的甘蔗種質(zhì)資源引進，1993—2020年，從巴西、印度、美國、澳大利亞、日本、法國、古巴、巴基斯坦、毛里求斯、越南、墨西哥、斯里蘭卡、斐濟、菲律賓、蘇丹、柬埔寨、孟加拉、泰國、緬甸、老撾及中國臺灣等21個國家或地區(qū)引進甘蔗材料共751份，其中花穗26份。自1982年以來的近40年，廣西甘蔗所從不同國家和地區(qū)甘蔗科研機構(gòu)引進了甘蔗種質(zhì)資源共1044份，這些國家和地區(qū)遍及非洲、北美洲、南美洲、亞洲、大洋洲及歐洲等。

對不同年份引進數(shù)量進行比較，發(fā)現(xiàn)在2000—2010年引進甘蔗種質(zhì)資源數(shù)量最多，為454份，占全部數(shù)量的43.49%（圖1）。

2 引進甘蔗種質(zhì)資源的利用情況

從不同區(qū)域、不同氣候條件地區(qū)引進甘蔗種質(zhì)資源，既可拓寬甘蔗親本遺傳基礎(chǔ)，增強甘蔗遺傳多樣性，為甘蔗常規(guī)育種提供豐富的不同基因型遺傳材料，又可在甘蔗生產(chǎn)上直接利用，優(yōu)化品種結(jié)構(gòu)，促進甘蔗產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。自20世紀80年代以來，廣西引進大量甘蔗種質(zhì)資源，并在品種篩選、應(yīng)用和雜交育種方面做了大量工作，取得了一定成績。

2. 1 引進甘蔗種質(zhì)資源的直接利用

引進的甘蔗種質(zhì)資源首先需進行檢疫，隔離種植2個生長周期后，無檢疫性病蟲害方可出圃。然后根據(jù)區(qū)域試驗要求進行適應(yīng)性觀察和篩選，部分表現(xiàn)突出的材料可經(jīng)過品種審定后直接應(yīng)用于生產(chǎn)。對于某些農(nóng)藝性狀突出的種質(zhì)資源，可作為親本在甘蔗常規(guī)育種中雜交利用。從1982年至今，引進的甘蔗種質(zhì)資源經(jīng)過一系列試驗，篩選出臺糖172、臺糖160、新臺糖1號（ROC1）、新臺糖2號（ROC2）、新臺糖10號（ROC10）、CP65-357、CP74-2005、新臺糖16號（ROC16）、ROC22和桂引9號等10個品種在我國甘蔗生產(chǎn)上推廣應(yīng)用（表2），其中ROC16和ROC22成為我國的主栽品種，特別是ROC22，綜合農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和糖分等表現(xiàn)優(yōu)異，在我國種植長達20多年，單年種植面積最大時占全國的80%以上，目前仍占有20%左右的面積。此外，除了在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用的10個品種外，還有8個引進材料進入廣西或國家區(qū)域試驗（表3）。

2. 2 引進甘蔗種質(zhì)資源在常規(guī)育種上的利用

2. 2. 1 引進甘蔗種質(zhì)資源的雜交利用情況 2008年廣西甘蔗所在海南省三亞市建立了甘蔗雜交育種基地，利用引進甘蔗種質(zhì)資源開始自行配制甘蔗組合。由表4可知，2009—2020年共配置組合2771個，其中僅母本為引進的組合有1078個，僅父本為引進的組合有1455個，父母本均為引進的種質(zhì)資源組合有238個。2016年開始進入?yún)^(qū)試的甘蔗品系有31個，其中，僅母本為引進的有9個品系，僅父本為引進的有18個品系，父母本均為引進的種質(zhì)資源有4個品系。這些甘蔗品系均有可能成為新品種，豐富廣西乃至全國甘蔗品種布局。

2. 2. 2 利用引進甘蔗種質(zhì)資源育成的甘蔗品種 廣西甘蔗所雜交育成的桂糖系列甘蔗品種有桂糖1號到桂糖58號共58個甘蔗品種，其中有40個含有引進種質(zhì)資源血緣，這些引進的親本主要來自美國、印度和中國臺灣。其中以美國CP系列甘蔗種質(zhì)資源作為親本的有22個，占所有育成品種的37.9%;我國臺灣ROC系列作為親本的有20個，占所有育成品種的34.5%;印度Co系列作為親本的有4個，占所有育成品種的6.9%（表5）。

2. 2. 3 引進甘蔗親本雜交后代選育的品系 2006—2014年，廣西甘蔗雜交育種親本中，有18個引進甘蔗種質(zhì)資源作為雜交親本，其后代中共有43個甘蔗新品系進入廣西區(qū)域試驗，這18個親本來自于美國和我國臺灣。其中臺灣品種ROC22的雜交后代進入廣西區(qū)試數(shù)量最多（20個）（表6）。

2. 3 育成后代品種的應(yīng)用情況

利用引進的優(yōu)異甘蔗種質(zhì)資源作為親本育成的后代中，表現(xiàn)優(yōu)異的主要有桂糖11號、桂糖29號、桂糖32號、桂糖42號和桂糖55號等品種，其中桂糖11號和桂糖42號的推廣應(yīng)用面積最大。桂糖11號（桂糖73-167），親本組合為華南56-12×Co419，1998年占廣西甘蔗種植總面積的63.53%（勞培深，1999），成功取代了原主栽品種臺糖134，20世紀90年代成為我國大陸的主栽品種，累計推廣面積為340多萬ha（李楊瑞，2019）。桂糖42號（桂糖04-1001），親本組合為ROC22×桂糖92-66，2019/2020榨季種植面積25.228萬ha，目前已成為廣西種植面積最大的主栽品種。美國CP系列和我國臺灣ROC系列甘蔗種質(zhì)資源在廣西甘蔗育種中發(fā)揮了非常重要的作用。

2. 4 其他研究方面的情況

在抗病鑒定和抗病性甘蔗種質(zhì)篩選方面，廣西甘蔗所于2013—2015年在海南和南寧連續(xù)3年對560份甘蔗親本進行了甘蔗黑穗病、梢腐病、花葉病、銹病、黃葉病等主要病害的田間發(fā)病情況調(diào)查，同時對其中115份優(yōu)良甘蔗親本進行了人工接種甘蔗黑穗病、花葉病和宿根矮化病的抗病性鑒定試驗。結(jié)果表明，美國CP系列甘蔗親本對黑穗病抗性較好，桂糖系列甘蔗親本對梢腐病抗性較差。美國CP系列甘蔗品種的抗黑穗病率為85.0%，泰國系列品種為75.0%，桂糖系列和云南系列品種均為63.6%，粵糖系列品種為53.3%，川蔗系列品種為33.3%，福農(nóng)系列、崖城系列、新臺糖系列、法國系列品種均約為50.0%。其中，高抗黑穗病的甘蔗品種有美國品種CP07-1527、CP07-2137、CP07-1533、CP07-1618、CP09-4707、CP09-4647、CP09-4369、CPCL06-3332、CP00-1100、CP72-2086，泰國品種K88-92、K95-84、MP3、KK3、UT6，以及國內(nèi)品種（系）崖城96-48、崖城96-40、云蔗03-194、云蔗99-91、云蔗03-258、粵糖90-4、粵糖83-271、粵糖96-86、粵糖83-271等共24個甘蔗品種（系）。

在甘蔗分子育種方面，對引進甘蔗種質(zhì)資源主要開展了遺傳多樣性研究。梁俊等（2010）應(yīng)用21對SSR引物與毛細管電泳技術(shù)構(gòu)建了印度、美國、爪哇等地引進品種及廣西自育甘蔗品種的指紋圖譜，并分析其遺傳多樣性，發(fā)現(xiàn)ROC系列甘蔗品種聚為一類，CP系列品種聚為一類，且具有較高的遺傳相似性。胡楊等（2016）利用SSR和RAPD 2種分子標記對5個美國CP系列、11個中國臺灣ROC系列及中國大陸不同甘蔗品種（系）的遺傳多樣性進行評估，將48份甘蔗品種（系）大致分為3類，具有親緣關(guān)系的材料其系譜關(guān)系也較近，也具有較高的遺傳相似性系數(shù)。這些遺傳多樣性分析結(jié)果可為輔助雜交育種及品種改良提供參考。

3 引種過程中存在的問題

隨著改革開放的進行，國際交流環(huán)境形勢大好，近40年來，廣西從各產(chǎn)蔗國或地區(qū)引進了較多不同基因型的種質(zhì)資源，豐富了我國甘蔗種質(zhì)資源的遺傳多樣性，但在引種過程中也存在如下問題：（1）引進甘蔗種質(zhì)在適應(yīng)性上普遍存在較大問題，獲得的適合廣西氣候且在糖分、產(chǎn)量、宿根性、莖徑、株高、抗逆性等綜合性狀上表現(xiàn)優(yōu)異的甘蔗材料不多。從廣西對從20多個國家和地區(qū)引進的甘蔗種質(zhì)利用情況來看，美國CP系列和我國臺灣ROC系列甘蔗種質(zhì)資源在廣西甘蔗育種中發(fā)揮了非常重要的作用，之前的引種工作對這方面的總結(jié)和重視程度不夠，造成引種力量和經(jīng)費分散。（2）雖然引進別國或地區(qū)優(yōu)良甘蔗種質(zhì)是甘蔗產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的一條便捷途徑，但同時也有可能會帶來新的病蟲害，給甘蔗產(chǎn)業(yè)的安全生產(chǎn)增加風(fēng)險。多單位、多渠道引種，部分引種程序不遵守國家規(guī)定，引種檢疫過程不規(guī)范，也給我國甘蔗產(chǎn)業(yè)帶來了病蟲害等潛在威脅。（3）由于行業(yè)競爭等原因，引進的種質(zhì)資源未能在國內(nèi)育種單位之間充分共享，這也阻礙了引進甘蔗種質(zhì)最大作用的發(fā)揮。

4 建議

4. 1 繼續(xù)加強甘蔗優(yōu)異種質(zhì)資源的引進

任何優(yōu)良品種經(jīng)推廣種植后，均會面臨長期種植引起的種性退化、病蟲害嚴重、宿根年限縮短及糖分下降等問題（韋昌聯(lián)，2012;歐克緯等，2020），因此，引種是一項持續(xù)性的工作。針對目前廣西甘蔗產(chǎn)業(yè)面臨的主要問題，如黑穗病、螟蟲等病蟲害發(fā)生嚴重、宿根年限短、適應(yīng)機械化品種少等，今后應(yīng)繼續(xù)加強國際間的交流合作，擴大對世界甘蔗種質(zhì)資源的引進和利用，提高廣西甘蔗的選育效率，這也是甘蔗品種選育的一條捷徑。以往甘蔗引種較重視高糖和高產(chǎn)等特性，今后引種方向應(yīng)擴大到適合全程機械化及抗病性強等方面。提高糖分和產(chǎn)量的同時增強甘蔗品種的抗病性，有助于提高蔗糖業(yè)抵御病蟲害風(fēng)險的能力。

前期研究表明，美國CP系列甘蔗種質(zhì)對黑穗病抗性最高，這與美國重視甘蔗新品種抗病性有關(guān)，從雜種圃就開始進行不同階段的抗病篩選。同時，從廣西利用國外親本的效率來看，美國CP系列甘蔗親本的利用效率也最高。因此，今后的甘蔗引種工作中應(yīng)將美國優(yōu)異甘蔗親本引進作為工作重點。

4. 2 規(guī)范甘蔗引種程序，做好甘蔗檢疫檢驗工作

甘蔗種質(zhì)資源引進的同時也存在可能攜帶病蟲害的風(fēng)險，因此，應(yīng)加強檢疫意識，按規(guī)范的引種程序進行引種，遵循“少量試種”原則，并在符合條件的檢疫室經(jīng)過2個生長周期檢疫檢驗合格后方能出圃，并進行適應(yīng)性篩選。世界上曾發(fā)生由于甘蔗引種帶來的病蟲害而導(dǎo)致當?shù)靥菢I(yè)發(fā)生重大損失的事件（Rao et al.，2004;李文鳳等，2014;王曉燕等，2016;韋金菊等，2018;張榮躍等，2019）。近年來甘蔗白葉病在東南亞國家普遍嚴重發(fā)生，且白葉病隨蔗種進行遠距離傳播，自1992年以來，廣西曾檢測出甘蔗斐濟病、白條病、白葉病等檢疫性病害（鄧展云，1997;王伯輝，1999）。及時了解各甘蔗出口國家發(fā)生的主要病蟲害情況，加強檢疫檢測工作，有效防止今后因引進甘蔗種質(zhì)資源而攜帶病蟲害侵入我國，給我國糖業(yè)可持續(xù)安全發(fā)展帶來隱患。

4. 3 重視甘蔗引進種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建及共享利用

對引進的甘蔗種質(zhì)資源進行系統(tǒng)性調(diào)查與評價，整合引進國別、親本信息、檢疫情況、品種農(nóng)藝性狀及抗性鑒定等數(shù)據(jù)，建立甘蔗引進種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫，可為甘蔗常規(guī)育種的雜交親本選配提供參考。同時，建議我國廣西、云南、廣東、福建等相關(guān)甘蔗科研機構(gòu)擴大開放合作，共同建立甘蔗種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫信息共享平臺，充分利用國際間甘蔗引進種質(zhì)資源，選育出更多優(yōu)良的甘蔗新品種，推動我國蔗糖業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

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（責(zé)任編輯 王 暉）