甘蔗优良亲本云瑞05-292的培育与应用

经艳芬， 边 芯， 张跃彬， 周清明， 桃联安， 安汝东， 董立华， 陈学宽，刘家勇， 郎荣斌， 俞华先， 张 钰， 杨李和， 孙有芳， 田春艳

(1.云南省农业科学院甘蔗研究所， 云南 开远 661699； 2.云南省农业科学院， 昆明 650205)

原有种质基础上导入新种质血缘，遗传基础得到拓展或利用有别于传统亲本体系的栽培原种(热带种、印度种、中国种)和野生种间杂交后代，可用于配制商业性杂交组合的亲本材料、品系和品种[2]。推动世界甘蔗育种百年进程的POJ、Co亲本系统的创立，始于爪哇、印度割手密与热带种的杂交及“高贵化”育种理论的应用[3]。在长期的作物育种实践中，通常采用从品种表现反证其亲本、组合优劣[4]的定性评价与应用生物统计、数量遗传学原理的定量评价相结合的方法，开展亲本组合评价。近年来，对云瑞亲本[5-8]、组合[9-12]、品系[13-17]优劣评价进行了大量的探索，找到了方便快捷的评价云瑞亲本组合的有效方法。同异分析法不仅有较大的区分度，还有最高的准确度，计算过程较简单，是一种较好的分析方法[18]。同异分析、模糊综合评判对组合的区分度、准确度均为最优或优，可作为甘蔗杂交组合评价优先使用的方法，与常用的R软件分析评价家系的方法共同构成甘蔗杂交组合评价的技术方法体系[19]。本试验利用同异分析法、甘蔗育种常用的最佳线性列偏估计值评价家系的方法，对云瑞05-292参加的云南省甘蔗品种区域试验，以云瑞05-292选配组合参与的云南省分区育种试验等数据进行综合分析，以期揭示云瑞05-292作为品种、亲本的应用潜力。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

云瑞05-292作为品种的应用价值评价 以云南省第十二轮区试结果为依据，参试材料：C 266-70(A 1)、Sp 80-3280(A 2)、Sp 81-3250(A 3)、德蔗06-24(A 4)、云农04-14(A 5)、云瑞05-292(A 6)、云蔗05-194(A 7)、云蔗05-211(A 8)、云蔗06-160(A 9)、云蔗06-362(A 10)、ck1(ROC 22)、ck2(旱地桂11、水田ROC 10) 共12个，其中的云瑞05-292(A 6)、云蔗06-160(A 9)、云蔗06-362(A 10)均为瑞丽生产花穗培育品种(系)，云瑞05-292(亲系：德蔗93-88×云瑞03-373)、云蔗06-160(亲系：闽糖90-1002×云瑞99-113)从系谱上是云南蛮耗割手密血缘后代。

云瑞05-292作为亲本的育种潜力评价：以最佳线性无偏估计值评价组合优劣的家系评价，云南分区育种17型26个参试组合与代号见表7；以后代的田间表现反证亲本优劣的亲本育种潜力评价，参试组合为云南分区育种15型61个组合(略)。

1.2 试验设计与方法

1.2.1品种应用价值评价试验

云南省第十二轮区试为3个水田、5个旱地8个试验点两年新植一年宿根，3重复5行区的随机区组设计，小区面积38.5 m2。试验地田间管理同大田生产，每公顷施复合肥(N∶P2O5∶K2O=10∶9∶6)600 kg 作基肥，两次培土各追施同样比例的复合肥600 kg·hm-2，尿素300 kg·hm-2，适时进行病、虫、草害防治。

1.2.2亲本育种潜力评价家系试验

试验为3重复单行区的随机区组设计，行距1.1 m，株距0.2 m，小区面积6.6 m2，每小区种植实生苗30株，甘蔗成熟期(12月)，调查中间10丛每丛3株的农艺性状指标，根据公式计算丛重、锤重等与育种目标性状密切相关的指标，综合评价亲本、组合育种潜力。田间管理按常规。

1.3 试验数据收集与统计分析

1.3.1试验数据收集

出苗率、分蘖率、宿根出苗率、株高、茎径、有效茎数、小区成活丛数、丛有效茎数、锤度，11月至翌年3月锤度，按以下公式计算：单茎重(kg)=株高×茎径2×0.785 4/1 000；产量(t·hm-2)=单茎重×有效茎数/1 000；含糖量(t·hm-2)=产量×蔗糖分/100；丛重(t)=单茎重×丛茎数/1 000；锤重(t)=丛重×锤度/100。

1.3.2参试品种(系)的同异分析

参照文献[9]、文献[10]、文献[19]的方法进行，具体略。

1.3.3组合主要性状的遗传分析

用Excel 2010软件对数据进行整理，广义遗传力(h2)参照Aitken(2006)的方法，以R软件进行分析，家系广义遗传力：

2 结 果

2.1 云瑞05-292的创制

1980年利用云南蛮耗割手密、斑茅与品种杂交，获得云南割手密、斑茅血缘F1代云瑞80-189、云瑞80-114，用其不断回交不同时期的栽培品种创制BC1、BC2...，到2005年云瑞03-373与德蔗93-88杂交获得云瑞05-292，在组合上是云南蛮耗割手密血缘BC6代、云南蛮耗斑茅BC5代，历时25年。

2.2 云瑞05-292与云南引进、自育品种(系)比较试验

2.2.1云南引进、自育品种(系)主要性状表现

在3个引进种、7个云南本土自育品系，2个对照共12个品种系参加的云南省第十二轮区域试验中，A 9(亲系：闽糖90-1002×云瑞99-113)和A 6为云瑞亲本育成品系。从表1可见，含糖量超过双对照的品种(系)由高到低依次为：A 9、A 2、A 10、A 3、A 6；产量超过双对照的品种(系)由高到低依次为：A 9、A 2、A 10、A 3、A 1、A 6；蔗糖分超过双对照的品种(系)由高到低依次为：A 4、A 7、A 8、A 6、A 2；有效茎数超过双对照的品种(系)由高到低依次为：A 9、A 3、A 1、A 2、A 4、A 6；考察比较含糖量、产量、蔗糖分、有效茎数4个性状表现均超过双对照的品系为A 6、A 2，是参试品系中综合表现最好的，3个性状均超过双对照的品种(系)为A 9、A 3综合表现较好；可见，云瑞亲本育成品系云瑞05-292(A 6)和云蔗06160(A 9)与引进品种Sp 80-3280(A 2)和Sp 81-3250(A 3)相当，优于其他本次参试的云南引进、自育品种(系)。

表1 云南自育、引进品种(系)的主要性状表现

2.2.2云南引进、自育品种(系)同异分析

从表2可见，以甘蔗产量为目标时，A 9、A 3、A 2、A 10、ck1、A 1、A 6聚为一类，表现为优；以蔗糖分为育种目标时，A 2、A 3、A 10、A 9、ck1、A 6聚为一类，表现为优；以含糖量为育种目标时，A 9、A 3、A 2、A 10、ck1、A 6、A 1聚为一类，表现为优；以有效茎数为育种目标时，A 3、A 9、A 2、A 10、A 1聚为一类，表现为优，A 6、ck1、A 4、ck2、A 8聚为一类，表现为良；除A 4、A 7外，引进品种A 3、A 2、A 1，云南自育品系A 9、A 10、A 6、A 4，以产量、蔗糖分、含糖量、有效茎数为育种目标时，均表现优良。

表2 云南自育、引进品种(系)同一度聚类分析

2.3 云瑞亲本的遗传分析

2.3.1参试组合亲本的方差分析结果

2017年布置了云南分区育种26个组合有性世代瑞丽点的核心试验，涉及母本17个，父本18个，4个云瑞亲本参与组合选配，其中云瑞05-292作母本，云瑞99-601、云瑞10-299、云瑞10-463作父本(见表5、表6)。参试组合及其母本、父本丛茎数、株高、茎径锤度、单茎重、丛重、锤重7个性状的方差均达到显著或者极显著水平(见表3)。

表3 参试组合7个性状的方差分析结果

2.3.2参试组合的主要性状遗传力

参试组合及母本、父本7个性状平均遗传力从高到低依次为株高(74.08%)>锤度(72.31%)>茎径(72.11%)>单茎重(69.48%)>丛重(67.45%)>锤重(66.96%)>丛茎数(54.14%)，组合、母本和父本各性状平均遗传力从高到低依次为组合(80.78%)>母本(72.02%)>父本(51.42%)，见表4。

表4 母本、父本及组合7个主要性状的遗传力

2.3.3云瑞亲本作母本的一般配合力

从表5可见，17个母本中的9个为引进品种(系)，8个为中国大陆自育品种。考察7个性状全为正效应的母本只有ROC 1；6个性状为正效应的母本有CP 94-1100、粤糖94-128；云瑞05-292是5个性状为正效应的4个母本中，唯一的自育品种(系)；云瑞05-292作母本时，丛茎数、株高为负效应，其余5个性状均为正效应，茎径、单茎重、锤度、丛重、锤重的效应值依次列参试母本的第1、2、5、5、5位。如果以考察性状效应值为正的数量多少衡量母本的优劣，则云瑞05-292是中国大陆自育8个参试品种(系)中仅次于粤糖94-128而优于其他自育品种(系)的母本，也是仅次于ROC 1、CP 94-1100，而优于或与其他引进参试品种相当的母本。

表5 参试组合母本的一般配合力

2.3.4云瑞亲本作父本的一般配合力

从表6可见，参试组合涉及18个父本，其中云瑞亲本有云瑞99-601、云瑞10-299和云瑞10-463。7个考察指标一般配合力全为正效应的父本是桂糖96-211，一个指标为负效应的父本是云瑞99-601、桂糖00-122和云蔗05-51。云瑞99-601除茎径外，锤重、丛重、丛茎数、株高、锤度、单茎重的一般配合力均为正效应，依次列参试父本的第1、1、1、6、7、7位；云瑞10-299丛茎数、丛重、锤重、株高、单茎重的一般配合力均为正效应，依次列参试父本的第2、3、4、5、8位；云瑞10-463锤度、丛重、锤重、茎径的一般配合力均为正效应，依次列参试父本的第6、7、8、9位。以父本一般配合力正效应指标数量及其在参试父本中的排名衡量亲本的优劣，则云瑞99-601、云瑞10-299和云瑞10-463作父本的一般配合力居参试父本的中上水平，可根据育种目标要求作为高产、多茎和高糖育种的优良父本利用。

表6 参试组合父本的一般配合力

2.3.5参试组合特殊配合力

从表7可见，26个参试组合中，考察性状特殊配合力全为正效应的组合是519、524，1个指标为负效应的组合是510、522、528、544、545，2个指标为负效应的组合是516、517、547、548，3个指标为负效应的组合是523、543。3个以下指标为负效应的组合13个，占参试组合总数的50%。云瑞亲本选配4个组合543、544、545和547属于上述组合。以云瑞99-601为父本选配的545号组合，除茎径外，锤重、丛重、丛茎数、株高、单茎重、锤度的特殊配合力均为正效应，依次列参试组合的第2、2、2、7、10、12位；以云瑞05-292为母本的544号组合，除株高外，茎径、单茎重、锤度、锤重、丛重、丛茎数的特殊配合力均为正效应，依次列参试组合的第1、4、5、6、6、10位；以云瑞10-299为父本选配的547号组合，除锤度、茎径外，丛茎数、丛重、锤重、株高、单茎重的特殊配合力均为正效应，依次列参试组合的第3、4、5、6、11位；以云瑞10-463为父本选配的543号组合，除丛茎数、株高、单茎重外，丛重、锤重、锤度和茎径的特殊配合力均为正效应，依次列参试组合的第8、9、11、12位。以云瑞亲本选配的4个组合特殊配合力表现各不相同，相同的是543、644、545与蔗糖分、甘蔗产量、甘蔗含糖量密切相关的锤度、丛重、锤重的特殊配合力均为正效应，可作为高产、高糖育种的重点组合利用，547可作为甘蔗育种的高产组合利用。

表7 2017型分区育种核心试验参试组合特殊配合力

2.4 云南分区育种2015型参试组合综合评价

2015型61个杂交组合在云南开远、陇川、瑞丽、盈江4地综合评价结果，优、良、中三级比例依次为24.59%、54.69%、18.03%。云瑞亲本选配的5个组合中，云蔗05-51×云瑞05-292、粤糖00-236×云瑞10-736为优，RB 85-5156×云瑞10-550、云瑞09-315×CP 94-1100为良，粤糖96-86×云瑞10-550为中，尤其是云蔗05-51×云瑞05-292的杂交后代中筛选出了产量、糖分、有效茎数等品种特性表现突出的材料，从实践上证明了云瑞05-292作为亲本的育种潜力。

3 讨 论

3.1 云南割手密的杂交利用与云瑞甘蔗亲本培育

与世界著名的POJ、Co亲本系统的培育相似，云瑞甘蔗亲本的培育始于割手密的杂交利用。云南割手密的杂交利用采用了云南割手密与品种的发展型杂交，培育改良型亲本，云南割手密与栽培原种间的开创型杂交，创立甘蔗育种的独立亲本系统两种方式。云瑞05-292属于改良型云瑞亲本，因其在原有品种的基础上，导入了云南割手密的血缘，增加了其育成品种对云南蔗区的适应性。

3.2 云瑞05-292作为品种的应用潜力

甘蔗育种的目标是不断促进蔗糖产业品种更新，保障蔗糖业的可持续发展。衡量品种生产应用价值的主要指标是甘蔗含糖量，而甘蔗产量、糖分决定了含糖量，因此，对甘蔗品种生产应用价值的衡量标准，通常是甘蔗产量、糖分达到或者优于生产上大面积应用的品种。甘蔗产量的构成因子株高、茎径、有效茎数对甘蔗品种的应用起到至关重要的作用。随着甘蔗全程机械化程度的不断推进，产业对有效茎数多、宿根能力强、抗倒伏、适宜机械收获的甘蔗新品种的需求迫切。因此，本试验对甘蔗品种(系)的综合评价，在以往仅用甘蔗含糖量为育种目标的评价[21-23]基础上，增加了糖分、产量、有效茎数分别为育种目标的综合评价。结果：云瑞05-292在甘蔗含糖量、甘蔗产量、有效茎数、宿根能力、对云南不同蔗区的适应性等方面均具备了作为品种的应用潜力，而且具备良好的机械收获品种的特性，可作为蔗糖产业甘蔗品种更新的储备品种，加强生产试验与推广应用力度。

3.3 云瑞05-292作为亲本的应用潜力

从云南蛮耗割手密与POJ 3016的杂交成功，到云瑞05-292的创制，历经一次杂交六次回交，前后25年。云南省分区育种2017型26个组合家系评价结果：云瑞05-292、云瑞05-292×云蔗05-51可作为高产高糖育种的母本、组合应用；云瑞99-601、云瑞10-463及其选配组合CP 94-1100×云瑞99-601、云蔗05-51×云瑞10-463甘蔗产量、含糖量可作为高产、高糖育种的父本、组合应用；云瑞10-299及其选配组合ROC 6×云瑞10-299锤度的一般配合力为负效应，丛重、锤重的特殊配合力均为正效应，可作为高产父本、组合应用，结果与同异分析结果一致，从理论上证明了云瑞05-292等云瑞亲本的应用潜力。2015年分区育种组合评价结果：云瑞亲本选配的5个组合中的4个为优良组合，云瑞05-292×云蔗05-51名列其中，从实践上证明了云瑞05-292作为优良亲本的应用潜力。