山西省燕麥育種現狀及資源特點

周建萍，劉龍龍，崔 林

（山西省農業科學院品種資源研究所，山西太原030031）

1 山西省燕麥生產現狀

山西是裸燕麥的故鄉，五寨縣是裸燕麥的最早發源地之一，大約在公元前九世紀開始由山西傳入其他省區，“五寨莜麥”至今聞名全國[1]。山西的東西兩山地處黃土高原，屬溫帶寒冷型氣候區，年平均氣溫為4～7℃，山區和丘陵區占總面積的70%以上，主要作物為馬鈴薯、燕麥、油料、雜豆，是人少地多的旱作農業區。在20世紀50年代初，山西省燕麥面積為28萬hm2，約占全國燕麥面積的1/7，20世紀60年代下降為23.3萬hm2。1966—1976年，由于單一經營傾向十分嚴重，且各地不顧一切地主攻高產，對燕麥等區域性作物比較忽視，致使燕麥面積和產量大幅度下降，種植面積在13.3萬hm2以下，總產量約為7.5億kg，平均單產600 kg/hm2左右。“七五”期間，由于重視科學技術的推廣應用，山西省燕麥種植面積一直維持在16.7萬hm2左右，公頃產量上升到900 kg左右，總產量翻了一番。“八五”至“九五”期間，山西省燕麥種植面積逐年減少，由1990年的13.3萬hm2下降到目前的8萬～10萬hm2。其種植面積下降的原因：一是國家由計劃經濟向市場經濟轉軌，經濟效益低的作物，如谷子、高粱、油料、燕麥等的種植面積被一些效益比較好的作物如玉米、豆類、馬鈴薯等代替。二是燕麥本身產后加工落后，市場銷路沒有打開，造成種植戶自給自足而減少種植面積。三是燕麥產區自然氣候近幾年連續干旱，播種困難或播后未出苗等，造成燕麥生產處于低谷。

2 山西省燕麥育種發展歷程

山西省燕麥科研已有50年的歷史，多年來一直受到上級部門的大力扶持，在全國處于領先地位，“七五”至“九五”期間主持農業部“燕麥新品種選育”重點科研項目和國家“燕麥品種資源性狀鑒定及繁種”科技項目。在選育新品種的育種方法上，經歷了農家種篩選、系統選育、品種間雜交、遠緣雜交4個階段。

2.1 農家品種的篩選應用階段

20世紀50年代初，山西省燕麥育種工作者首先開展了對我國燕麥農家品種的收集與整理工作，并在此基礎上開展了農家品種的篩選鑒定工作，從中選出產量高、品質好的農家品種在全國進行推廣，期間主要推廣應用的品種有五寨三分三、李家場等[2]。

2.2 國外燕麥品種的引進推廣階段

20世紀60年代初，由中國農科院作物所等單位從前蘇聯、加拿大等歐美國家引進一批燕麥品種，經篩選鑒定和全國區域性試驗示范，20世紀70年代前后推廣了維爾1998（華北2號）、永75、永 492（小 465）、壩選 3號（赫波 1號）等一批抗倒伏性強、單產高的優良品種。

2.3 燕麥品種間雜交技術研究及品種選育應用階段

早在20世紀50年代末60年代初，我國燕麥育種工作者在引進推廣國外品種的同時，開展了燕麥品種間雜交技術的研究。期間觀察了燕麥的開花習性，研究提出了品種間雜交技術及其育種方法。到20世紀70年代末80年代初，育成并推廣了一批用燕麥品種間雜交方法培育出的優良品種，如雁紅10號、晉燕4號（雁紅11號）、晉燕3號等。

2.4 皮、裸燕麥種間雜交新技術研究及品種培育推廣階段

皮燕麥與裸燕麥在產量、抗性性狀方面具有很好的互補性。為了改變山西省燕麥資源貧乏、類型單一、單產低、不耐肥水的現狀，從20世紀70年代初，用從歐美引進的抗倒伏、耐肥、抗病、高產，類型豐富的普通燕麥（皮燕麥A Sativa）與裸燕麥進行種間雜交。在研究種間育種方法的同時，研究人員還對燕麥主要性狀遺傳規律進行了研究，特別是對皮、裸燕麥種間雜交后代外稃性狀遺傳表現的研究，明確了外稃性狀是受三對核基因控制并受細胞質基因影響而遺傳的，由此形成了皮、裸燕麥種間雜交育種特有的選擇方法[3]。到20世紀80年代初，育成推廣了一批抗倒伏力強，喜肥耐水，適宜密植，單產高的新品種，主要有晉燕5號、晉燕6號、晉燕7號、晉燕8號、晉燕9號、20-1等。這些品種的育成推廣使山西省燕麥平均單產提高了20%～40%。同時育成了一批抗燕麥堅黑穗病、稈銹病、大粒（千粒質量30 g以上）、高蛋白、早熟等不同類型的種質資源，豐富了山西省燕麥的種質資源，初步改變了類型單一的局面。新方法在全國各燕麥育種單位相繼應用，育成10多個燕麥新品種，取得的重大成果“六倍體皮、裸燕麥種間雜交及其在裸燕麥新品種選育中的應用”（由山西省農業科學院牽頭）獲國家科技進步二等獎。

2.5 應用基礎研究階段

20世紀90年代以來，在開展燕麥育種應用研究的同時，加大了基礎研究的力度。在山西省自然科學基金的資助下，開展了燕麥體細胞無性系變異技術研究[4]，隨后又開展了燕麥細胞懸浮培養及植株再生技術的研究，為開展燕麥生物工程育種奠定了基礎[5-6]。

在雄性不育材料的研究和利用方面，山西同樣走在了全國同行的前頭，發現了我國第1例燕麥雄性不育材料[7]，在山西省自然科學基金、省攻關項目的資助下，進行了遺傳鑒定及不育性狀轉育、利用的研究[8]。利用雄性不育材料進行異源基因庫建立的基礎研究，為燕麥開展輪回選擇育種創造了條件。這對我國燕麥進行輪回選擇育種具有重要的推動作用。

3 山西省燕麥育種的目標和任務

在品種選育方面，“七五”至“九五”期間，農業部將燕麥新品種選育研究列為重點科研項目，期間育出了一些平均單產在1 500 kg/hm2以上的新品種。山西省這一時期燕麥的育種目標為：丘陵旱坡地品種具有抗旱、耐瘠、口緊、中晚熟、籽實和秸稈產量高等性狀，公頃產750～1 050 kg，比主栽品種增產10%～15%；灘川地品種具有抗旱、抗倒伏、中熟、豐產等優良性狀，公頃產1 500～2 250 kg，比主栽品種增產10%以上；優質品種單產不低于主栽品種，蛋白質含量在17%左右，亞油酸含量占不飽和脂肪酸的30%以上，千粒質量25 g以上。

進入21世紀初，燕麥新品種的選育應該能夠滿足不同需求的多類型新品種的選育目標。在應用類型上，應該有食用型、飼用型和加工型。食用型燕麥品種主要用于產區傳統的食用，選育目標要求品種淀粉含量相對高，做成的燕面食品勁、白、柔軟、不硬不犟、適口性好。飼用型燕麥，可分為2種，一種是作飼料型品種，其應具有較高的籽粒產量，并要求蛋白質、賴氨酸含量高；另一種是作飼草型品種，要求生物產量高，尤其是青草產量高、營養豐富，適應舍飼養殖業的發展。加工型燕麥品種，主要是為產區以外的廣大消費者提供醫療保健用新型食品，主要用作加工麥片、方便面等食品。這一類品種要求蛋白質、賴氨酸、亞油酸含量高，淀粉含量低，適合加工成降脂、降糖、營養保健的產品[9]。

在生物特性上，除豐產性外，新品種還應具有“三抗一優”的特性，即抗旱性、抗病性、抗倒伏性、優質。（1）抗旱性品種。燕麥主要種植在我國北方干旱半干旱地區，絕大多數種植在旱地，豐歉取決于自然降雨的多少和降雨分布是否均勻，因此新品種要求具有較強的抗旱性。（2）抗病性品種。燕麥雖然病害發生較少，但燕麥堅黑穗病和紅葉病是一種常發性病害，而且發生面廣，尤其是堅黑穗病為害極重，減產一般在30%～50%，甚至90%。因此，培育高抗燕麥堅黑穗病和紅葉病的燕麥品種是生產中迫切需要的。（3）抗倒伏性品種。燕麥既是營養價值高的雜糧，又是產區畜牧業的飼草來源，而產草多的高稈品種容易倒伏，因此，育種目標要求新品種高稈兼抗倒伏。

在適應性上應具有3種生態型，即早、中、晚3種熟期。早熟型品種生育期為80 d以下，中熟型品種生育期為80～110 d，晚熟型品種生育期為110 d以上。

4 山西省育成和引進燕麥品種的現狀

山西省先后育成審、認定燕麥品種18個，分別為晉燕1號、晉燕2號、晉燕3號、晉燕4號、晉燕5號、晉燕6號、晉燕7號、晉燕8號、晉燕9號、晉燕10號、晉燕11號、晉燕12號、晉燕13號、品燕1號、20-1、雁紅10號、雁紅14號和小465。

“八五”期間重點對育成品種雁紅10號、晉燕7號、小465在生產上進行了推廣。推廣面積較大的品種為雁紅10號，在我國燕麥生產區晉、冀、蒙都有較大的種植面積，累計推廣面積達46.13萬hm2，創造社會經濟效益10 380萬元，1990年雁紅10號由國家品種審定委員會認定為全國旱地推廣品種。晉燕7號累計推廣面積18.53萬hm2，創造社會經濟效益3 892萬元。小465累計推廣面積8.8萬hm2，創造社會經濟效益2 772萬元。“九五”期間重點對育成品種晉燕8號、20-1在生產上進行了推廣。晉燕8號累計推廣面積為11.53萬hm2，創造社會經濟效益為2 568萬元；20-1累計推廣面積6.2萬hm2，創造社會經濟效益1 951萬元。

近年來育成的晉燕12號、晉燕13號、品燕1號新品種，在產量上較20世紀80年代品種有了大幅度提高，在籽粒性狀上其千粒質量提高到26 g左右，品質上也有了很大改進，蛋白質含量提高到17%左右。

在推廣山西省燕麥品種的同時，2004年從全國各育種單位引進10個燕麥新品種經不同生態區試驗比較，從中選出4個品種（白燕2號、白燕3號、白燕5號、壩莜1號）和壩莜3號、美國保羅，分別于2005，2006年通過了山西省品種審定委員會認定。

5 山西省燕麥資源現狀及特點

在燕麥品種資源研究方面，完成了“八五”、“九五”3次全國燕麥資源編目，入編數達3 243份[10]；對我國華北、西北、西南地區的野生燕麥資源進行了調查和收集，增加了我國燕麥資源的多樣性。

在山西省農業科學院品種資源研究所建有設施較好的燕麥中期保存庫，保存有2 800份裸燕麥、皮燕麥、野燕麥資源，占全國燕麥長期庫中資源的3/4。

5.1 燕麥種質資源的種類

山西省燕麥種質資源擁有13個種3個變種，即普通栽培燕麥（A sativa L，2n＝42），籽粒為有稃型；裸燕麥（A nuda L，2n=42）；小粒裸燕麥（A nudibrevis Vav，2n＝14）；普通野燕麥（A fatua L，2n＝42，包括 3 個變種：var fatua，var glabrata Patorm，var mollis Keng）；大燕麥（A magna Murph，2n＝28）；野紅燕麥（A sterilis L，2n＝42）；地中海燕麥（A byzantina Hochst，2n=42）；砂燕麥（Astrigosa Schreb，2n＝14）；東方燕麥（A orientalis Schreb，2n＝42）；異穎燕麥（A eriantha Dur）；裂稃燕麥（A barbata Potter Link，2n＝28）：南燕麥（A meridionalis Roshev）；南野燕麥（A ludoviciana Dur，2n＝42）。

5.2 燕麥種質資源的特點

5.2.1 主穗小穗數 裸燕麥的主穗小穗數在11.7～78.7個之間，平均值為（28.91±6.97）個，其中≥35個的品種有94個，25.0～34.9個之間的有396個，≤24.9個的有176個，主要分布范圍在25.0～35.0個之間。皮燕麥的主穗小穗數在

11.6 ～67.2個之間，平均值（37.06±9.0）個，主要分布在35.0個以上。

5.2.2 主穗粒數 裸燕麥的主穗粒數在22.4～126.0粒之間，平均值為（55.43±13.22）粒，其中≥70.0粒的有82個，在50.0～69.9粒之間的有342個，≤49.9粒的有242個，主要分布在50.0～69.9粒之間。皮燕麥主穗粒數在19.5～125.9粒之間，平均值為（55.37±16.30）粒，主要分布基本上與裸燕麥相同。

5.2.3 主穗粒質量 裸燕麥在0.3～2.3 g之間，平均值為（0.96±0.24）g，其中≥1.3 g的有77個，0.9～1.2 g的有376個，≤0.8 g的有213個，主要分布在0.9～1.2 g之間。皮燕麥主穗粒質量在 0.3～2.7 g之間，平均值為（1.36±0.39）g，主要分布在1.3 g以上。

5.2.4 千粒質量 裸燕麥在6.7～34.1 g之間，平均值為（17.42±3.0）g，其中≥20.0 g的品種有97個，15.0～19.9 g的有 454個，≤14.9 g的有115個，主要分布在15.0～20.0 g之間。皮燕麥千粒質量在9.8～35.1 g之間，平均值為（24.5±3.75）g，主要分布在25 g以上。

5.2.5 β-葡聚糖 對來源于中國13個省（區）1 010份和國外引進的4份裸燕麥品種（系）進行了β-葡聚糖含量的鑒定研究。結果表明，中國裸燕麥β-葡聚糖含量為2.0%～7.5%，其中含量＜3.00%的占 6.61%，3.00%～4.99%的占86.40%，5.00%～5.99%的占 5.72%，≥6.00%的占1.18%。按來源地劃分，河北、山西、內蒙古的含量較高，云南、貴州、四川的含量較低，而陜西的含量最低[11]。

6 小結

裸燕麥與皮燕麥在產量性狀上的差異主要在主穗小穗數、主穗粒質量和千粒質量上，皮燕麥在這3個性狀上都高于裸燕麥。裸燕麥主穗小穗數雖然少于皮燕麥，但主穗粒數與皮燕麥相當，說明裸燕麥的小穗粒數多于皮燕麥。在以上構成產量性狀諸因素中，皮、裸燕麥之間可以互相彌補，因此，用皮、裸燕麥進行種間雜交，可能獲得產量性狀比雙親更高的后代。

在我國皮、裸燕麥品種資源中，豐產資源多數集中在山西省，山西省品種資源還具有豐富的花稍抗原與熟性基因庫。高蛋白裸燕麥品種資源主要集中在青海省，該省還擁有豐富的極早熟基因庫。高脂肪裸燕麥品種資源主要集中在云貴高原各省（區）。高亞油酸品種資源主要集中在青海和河北2省。新疆自治區擁有豐富的抗蚜蟲、抗黃矮病與堅黑穗病基因庫。國內品種資源的抗倒伏力均較差，但是國外資源較強。所以，通過皮、裸燕麥種間雜交育種途徑，可以選育出豐產、優質、抗逆的新品種。

“九五”期間，對國家庫保存的800份種質進行了抗旱、抗病、優質、豐產4個方面的性狀鑒定和評價，從中篩選出抗旱性強的材料23份，對堅黑穗病免疫的材料16份，千粒質量在28 g以上的材料9份，蛋白質含量在18%以上、脂肪含量在5%左右、亞油酸含量在45%以上的優質材料7份。

綜上所述，山西省燕麥育種經歷了幾代人的努力和半個世紀的奮斗，完成了4個育種階段，實現了4次品種更新，單產水平得到了大幅度提高，但由于燕麥是小宗作物，主要分布在高緯度、高海拔的高寒、邊遠貧困地區，科技投入少，條件差，研究人員更少，與小麥、玉米、水稻等大宗作物相比差距甚遠。對燕麥科研工作者來說，可挖掘的生產潛力、科研潛力很大，因此，研究課題更廣泛，任務更艱巨，更應該得到國家的大力資助和扶持，使小作物發揮出大效益。

［1］ 李成雄，王作柱.莜麥的栽培與育種[M].太原：山西人民出版社，1984.

［2］ 楊海鵬，孫澤民.中國燕麥[M].北京：農業出版社，1989.

［3］ 谷茂，李成雄，王雄.皮、裸燕麥種間雜交育種的研究[J].山西農業科學，1997，25（3）：84-87.

［4］ 范銀燕，崔林.裸燕麥體細胞無性系的農藝性狀變異[J].華北農學報，1995，10（4）：49-53.

［5］ 崔林，范銀燕.裸燕麥懸浮細胞系的建立及植株再生[J].作物學報，1997，23（1）：107-110.

［6］ 崔林，范銀燕.裸燕麥胚性愈傷組織培養及懸浮系的建立[J].生物工程學報，1998，14（1）：46-50.

［7］ 崔林，范銀燕.中國首例燕麥雄性不育的發現及遺傳鑒定[J].作物學報，1999，25（3）：296-300.

［8］ 崔林，徐惠云，李剛.CA雄性不育性狀在裸燕麥上的轉育[J].山西農業科學，2003，31（4）：10-14.

［9］ 楊才.21世紀初中國北方莜麥育種的目標和任務 [J].河北農業科學，2001（5）：47-51.

［10］ 崔林，劉龍龍.中國燕麥品種資源的研究[J].現代農業科學，2009，16（4）：120-123.

［11］ 鄭殿升，呂耀昌，田長葉，等.中國裸燕麥β-葡聚糖含量的鑒定研究[J].植物遺傳資源學報，2006，7（1）：54-58.