太空誘變甜菜創新株系產質量比較分析

卞桂杰，黃淑蘭 ，楊 國，楊 柳，張明紅

（1.吉林省農科院經濟植物研究所，范家屯136105；2.吉林省德惠市米沙子鎮三勝農業技術推廣服務站，德惠130301；3.吉林省德惠市農業技術推廣中心，德惠130300）

太空育種是利用衛星、飛船等返回式航天器將作物的種子、組織、器官或生命個體搭載到宇宙空間，在強輻射、微重力、高真空等太空綜合誘變因子的作用下，在一段時間內使作物的染色體發生畸變，DNA內部發生重組，導致生物遺傳性狀的變異，返地后結合常規育種篩選有益變異，快速培育出超益性狀的農作物新品種為生產服務。我國1987年8月5日第一次利用返回式衛星搭載植物種子，現已成功地進行了13次太空育種試驗。培育出經有關部門審定通過批準的水稻、小麥、青椒、番茄、棉花、蓮子、芝麻等多個農作物品種和許多優良品系以及優良的菌種。這標志著我國太空育種已取得可喜的成績，開辟了作物誘變育種新途徑，為現代農業提供了新的技術支撐，并在行業中跨入了世界領先水平。2006年9月我國第一顆以空間誘變育種為主要任務的返回式科學試驗航天衛星“實踐八號”搭載了全國各類農業育種材料，其中我所提供了4份多胚不同甜菜基因型高世代優良育種材料，在太空翱翔了15d，返地后于2007年地面育種工作正式啟動，經2007～2009年試驗并與母系比較，篩選的變異個體目前已通過小集團選擇形成10個誘變系，2009年選擇4個誘變系設置了小區比較試驗，并收到較好的試驗效果。

1 搭載誘變材料

2006年搭載“實踐八號”航天育種衛星4份材料均為我所育成的甜菜骨干系，每份材料16～35g，其中，JT334-3是高世代多胚四倍體高糖偏高產品系，JT7503-36528是高世代多胚二倍體高糖品系，JT吉75-32 ms和JT吉75-32‘O’是“七五”期間育成的多胚二倍體雄性不育系和雄性不育保持系。

2 誘變材料選育程序

2.1 誘變當代營養生長階段選擇

4份太空誘變甜菜種子返地后，于2007年正式啟動地面育種工作，根據甜菜生長發育特點，2007年度SP1（誘變當代）代返地種子與地面母系對照種子同區分垅種植，調查SP1代植株及母系對照植株的出苗率、保苗率、下胚軸顏色、株形、株高、葉形、根產量、含糖率和抗病性（褐斑病、根腐病）等性狀，結合測產、檢糖選擇與原親本具有不同特點或某性狀有明顯改善的突變單株158株。調查結果表明：4個誘變材料葉色SP1代均較對照顏色淺，褐斑病均較對照略重，單株產量均較對照高，其它性狀無明顯差別。

2.2 生殖生長階段SP2代采種及母根繁育

2008年誘變材料進入生殖生長階段，采收SP2代種子。2007年入選的158株中入選12株單株SP2代采種（即 JT334-3 SP1高糖 2 株、JT7503-36528 SP1高糖 3株、JT75-32ms SP1高產 5 株、JT75-32‘O’ SP1高產 2株）；其余146株混合SP2代采種。從種株調查趨勢看出：不同誘變株均有頑固株出現，而對照沒有，誘變株高度、單株產種量明顯增加。收獲混合采種的誘變種子（SP2）10.75kg，單株誘變采種（SP2）1.5kg；同年夏播SP2代種子，收獲母根268株。

2.3 SP2代誘變株系比較試驗及SP3代采種

2009年SP2代誘變材料進行小區品比試驗，并對產質量做方差分析；同時，采收SP3代種子，為下一步誘變材料更高代的繁殖、選擇、穩定奠定基礎。

3 品比試驗設計與分析

3.1 參試材料

9 個參試材料，依次為 JT334-3 SP2、JT334-3（母系對照）、JT7503-36528 SP2JT7503-36528（母系對照）、JT75-32ms SP2、JT75-32ms（母系對照）、JT75-32‘O’ SP2、JT75-32‘O’（母系對照）、甜研 309（統一對照）。

3.2 試驗方法

試驗采取完全隨機區組排列，3次重復，2行區，行長6.25m，行株距65cm×25cm，小區理論株數50株，試驗區四周設常規保護行。

3.3 田間管理

試驗地設在吉林省公主嶺市范家屯鎮太平莊村2社，前茬玉米，4月30日播種，苗齊苗壯，生育全期生長旺盛，三鏟三趟，無病蟲害發生，9月29日全區收獲田間測產，10月9日檢測塊根含糖率及N、P、K含量，并計算純度。

3.4 產質量結果

試驗結果從下表可以看出：JT7503-36528 SP2含糖率，比母系對照（CK1）提高1.84度，比統一對照（CK2）提高2.68度，并達到5%顯著水平，此基因型材料經太空誘變后入選SP2母根含糖性狀有突破性的提高；JT334-3 SP2產量及含糖均超母系對照，產糖量超母系對照14.3%，此基因型材料經太空誘變后入選SP2母根綜合性狀較好，是較理想的標準型創新材料；同時從表中也看出誘變系或是母系的產糖量均未超過統一對照甜研309品種，另外兩份誘變不育系JT75-32ms SP2及不育保持系JT75-32‘O’SP2田間鑒定效果較差，產量和含糖較母系及統一對照沒有明顯提高；在純度測定的5份材料中有4份達到92.02%～92.78%，均超統一對照90.01%，但誘變系及母系的的純度變化幅度不大。

表 品比試驗產質量結果比較

4 討論與分析

本試驗只對誘變材料SP2代產質量做了比較分析，JT7503-36528 SP2含糖率高、JT334-3 SP2綜合性狀好，兩誘變系的純度較高，品質優良，但是，考慮甜菜是異花授粉作物，異質率高，SP2代誘變系的變異性狀不穩定，還需要進一步的選育SP3、SP4或更高代的種子做比較試驗，這樣才能證明誘變系的優良程度及穩定性。另外，在前面育種程序中提到的營養生長階段SP1代均較對照顏色淺，褐斑病均較對照略重，單株產量均較對照高；生殖生長階段不同誘變株均有頑固株出現，而對照沒有，誘變株高度、單株種子產量明顯增加，以及正在系統試驗的誘變系的倍數性、育性變化情況均需在今后2～3年內做進一步的試驗，結合前續工作做更具體的總結和分析；2009年已利用誘變系配制雜交組合10余個，力爭在短時間內培育太空誘變新品種為甜菜行業生產服務。

[1]卞桂杰，張景樓，黃淑蘭，等.我國航天育種現狀及甜菜誘變育種前景[J].中國甜菜糖業，2006（4）:23-25.

[2]沈桂芳.我國的航天作物育種現狀與進展[J].世界農業，2002（1）:48-49.

[3]王華忠，吳則東，韓英，等.甜菜航天育種材料的葉綠素含量及某些形態特征研究初報[J].中國甜菜糖業，2009，（4）:6-7.