1982—2011年江蘇大麥育成品種親本分析

張英虎+沈會權(quán)+臧慧+欒海業(yè)+喬海龍+陶紅+陳健+陳和

摘要：掌握育成品種的遺傳基礎(chǔ)，可揭示品種演變特點，總結(jié)親本選配經(jīng)驗，并指導(dǎo)育種實踐。本研究對1982—2011年江蘇省審定的42個大麥品種的育種途徑和系譜進(jìn)行分析，結(jié)果表明，雜交方法是大麥育種的主要方法，有 71.42% 的品種用雜交方法選育。育成品種共來源于67個細(xì)胞核祖先親本和34個細(xì)胞質(zhì)祖先親本，來源于江蘇、日本兩地品種的細(xì)胞核遺傳貢獻(xiàn)分別為36.90%、45.98%，表明江蘇地區(qū)育成品種祖先親本主要來源于這兩地。來源于日本關(guān)東二條3號、新田二條1號累積細(xì)胞核貢獻(xiàn)大、衍生品種多，為核心祖先親本。分析了由這2個品種衍生育成品種的系譜關(guān)系，結(jié)果表明，江蘇大麥育成品種遺傳基礎(chǔ)較為狹隘，需要加強(qiáng)新種質(zhì)的研究利用，以擴(kuò)大品種的遺傳基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：江蘇；大麥；育成品種；親本；系譜

中圖分類號：S512.303

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）04-0141-04

育成品種是經(jīng)過人工選擇和系統(tǒng)鑒定的，具有優(yōu)良基因型，是進(jìn)一步進(jìn)行品種改良的重要親本來源[1]。掌握育成品種的遺傳基礎(chǔ)，可揭示品種演變特點，總結(jié)親本選配經(jīng)驗，并指導(dǎo)進(jìn)一步育種實踐[2]。

在大豆上，熊冬金等對中國1923—2005年間的1 300個育成品種親本進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)所有品種來源于670個細(xì)胞核和344個細(xì)胞質(zhì)終端祖先親本，并歸納出1986—2005年間最重要的54個祖先親本[3]。在玉米上，孫琦等分析了2001—2012年國審普通玉米雜交種及其雙親自交系的來源，發(fā)現(xiàn)親本自交系主要來自黃早四的衍生系、丹340及其衍生系、478衍生系、78599選系及其衍生系、Mo17改良系[4]。在水稻上，劉化龍等分析了黑龍江審定的260個水稻品種的骨干親本以及20世紀(jì)90年代后育成品種的系譜，發(fā)現(xiàn)20世紀(jì)90年代前育成品種的骨干親本是石狩白毛、農(nóng)林11號、蝦夷；20世紀(jì)90年代后育成品種的骨干親本是藤系138、上育397、富士光[5]。在小麥上，楊春玲等對河南省近20年小麥品種系譜分析表明，河南省小麥品種選育中起骨干作用的親本基本為三大系：分別為地方品種輝縣紅及其衍生系、意大利“St”系統(tǒng)及其衍生系、意大利阿夫及其衍生系[6]。

大麥?zhǔn)鞘澜缟献钪饕⒆罟爬系脑耘嘧魑镏唬シN面積和總產(chǎn)量僅次于玉米、小麥、水稻，居谷類作物第4位[7]。江蘇是中國三大大麥主產(chǎn)區(qū)之一，也是種植面積波動最小、面積最大的地區(qū)[8]。梁長東等回顧了江蘇大麥種植歷史，介紹了從“七五”到“十五”末，江蘇共育成的30個大麥品種，建議啤酒大麥新品種的選育應(yīng)將釀造品質(zhì)放在第一位[9]。趙理清等分析了1949—1987年育成的大麥品種的系譜，發(fā)現(xiàn)在長江中下游冬大麥區(qū)的核心親本為早熟3號[10]。

本研究以江蘇省1982—2011年育成的42個大麥品種為研究材料，追溯其系譜，分析祖先親本的地理來源和遺傳貢獻(xiàn)，為有效利用大麥種質(zhì)資源，拓展大麥品種遺傳基礎(chǔ)，合理選配親本提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

追溯1982—2011年江蘇育成的42個大麥品種的系譜，系譜資料主要來源于江蘇種業(yè)信息網(wǎng)（http：//www.jsseed.cn）、《江蘇省稻麥品種志》[11]以及各育種單位有關(guān)專家及相關(guān)刊物上發(fā)表的選育報告。

1.2 方法

根據(jù)42個大麥育成品種的系譜資料列出其祖先親本，計算出每個育成品種的祖先親本細(xì)胞核遺傳貢獻(xiàn)值。凡由祖先親本通過自然變異選擇法育成的品種，其祖先親本的細(xì)胞核遺傳貢獻(xiàn)值為1；由雜交育成的品種，其雙親的核遺傳貢獻(xiàn)均為0.5，每個親本再按均等分割方法上推其雙親，直至終極的祖先親本，這樣每一育成品種的各祖先親本核遺傳貢獻(xiàn)值總和應(yīng)等于1；凡通過誘變育成的品種，因突變成分相對較小，其祖先親本核遺傳貢獻(xiàn)值的計算與自然變異選擇育成品種的方法相同；凡由雜交與誘變相結(jié)合方法育成的，其祖先親本核遺傳貢獻(xiàn)值的計算與雜交育種相同。親本貢獻(xiàn)值的計算參照蓋鈞鎰等的方法[12]。

2 結(jié)果與分析

2.1 1982—2011年江蘇省大麥育成品種

江蘇省1982—2011年共育成42個大麥品種（表1），揚州大學(xué)農(nóng)學(xué)院、江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所育成的品種數(shù)最多，均為9個；江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所、如東縣農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)推廣中心、江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所、江蘇徐淮地區(qū)連云港農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所、海安縣農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所分別育成了6、6、4、3、2個大麥品種，鹽城市農(nóng)墾農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所、大中農(nóng)場和無錫市選（引）大麥品種均為1個。江蘇大麥育種途徑以雜交育種為主，共育成30個品種，占71.42%；以誘變育種育成6個品種，占14.28%；雜交+組培育種育成3個品種，占7.14%；系統(tǒng)選擇育種育成2個品種，占 4.76%；雜交+誘變育種育成1個品種，占2.38%。江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所大麥育種方法主要采用誘變育種，在該所育成的4個大麥品種中，3個采用誘變育種，1個采用雜交+誘變育種的方法育成。

2.2 1982—2011年江蘇大麥育成品種祖先親本的地理來源及其細(xì)胞核遺傳貢獻(xiàn)

42個育成品種來源于67個祖先親本，其中國內(nèi)親本33個，國外親本31個，來源不清楚的有3個（表2）。國內(nèi)親本來源于江蘇、浙江、上海3省（市），江蘇為26個，占 38.24%；浙江為5個，占7.35%；上海為3個，占4.41%。細(xì)胞核遺傳貢獻(xiàn)率江蘇為15.50，占36.90%；浙江為1.75，占4.17%；上海為1.50，占3.57%；國外親本來源于日本、美國、丹麥、敘利亞等地，日本為25個，占36.76%；美國為3個，占4.41%；丹麥為2個，占2.94%；敘利亞為1個，占1.47%。細(xì)胞核遺傳貢獻(xiàn)率日本為19.31，占45.98%；美國為1.06，占2.52%；丹麥為0.75，占1.79%；敘利亞為1.00，占2.38%。表明國內(nèi)祖先親本主要來自江蘇，國外祖先親本主要來自日本。在祖先親本中，細(xì)胞核貢獻(xiàn)最大的2個祖先親本分別是來自日本的關(guān)東二條3號（4.00）、新田二條1號（1.91），分別衍生了10個和8個育成品種。

2.3 1982—2011年江蘇大麥育成品種祖先親本細(xì)胞質(zhì)遺傳貢獻(xiàn)

42個大麥育成品種細(xì)胞質(zhì)祖先親本有34個（表3），細(xì)胞質(zhì)來源主要有關(guān)東二條3號，衍生品種3個；4-2，衍生品種3個；Q318，衍生品種3個；櫪木121，衍生品種2個；84-532，衍生品種2個。同時發(fā)現(xiàn)，江蘇大麥育成品種中，細(xì)胞質(zhì)遺傳貢獻(xiàn)主要來源于江蘇和日本的材料，來源于江蘇的品種衍生了17個品種，占細(xì)胞質(zhì)遺傳貢獻(xiàn)的40.48%，來源于日本的品種衍生了17個品種，占細(xì)胞質(zhì)遺傳貢獻(xiàn)的40.48%。

2.4 江蘇大麥主要祖先親本關(guān)東二條3號、新田二條1號衍生大麥育成品種系譜情況

通過對42份江蘇大麥育成品種祖先親本細(xì)胞核遺傳貢獻(xiàn)分析，發(fā)現(xiàn)關(guān)東二條3號、新田二條1號細(xì)胞核遺傳貢獻(xiàn)最高。利用關(guān)東二條3號、新田二條1號在1982—2011年江蘇地區(qū)衍生的大麥育成品種情況見圖1、圖2。

從圖1可以看出，關(guān)東二條3號通過系統(tǒng)選擇培育出了早熟3號，利用早熟3號作為親本分別培育出了鹽輻矮早3、海安大麥、蘇啤1號、連啤麥1號和如東2號，利用鹽輻矮早3為親本培育出了鹽麥2號、如東3號和如東4號，利用如東3號為親本培育出了蘇裸麥1號。利用早熟3號衍生的涇大1號為親本培育出了揚飼麥3號。

從圖2可以看出，利用新田二條1號作為親本培育出鹽引1號、蘇引麥2號，利用鹽引1號作為親本培育出蘇啤4號，利用蘇引麥2號作為親本培育出連啤麥1號和揚農(nóng)啤2號，利用揚農(nóng)啤2號作為親本培育出揚農(nóng)啤7號、揚農(nóng)啤8號和通麥9號。

3 討論

1982—2011年江蘇大麥育成品種中71.42%是通過雜交育種育成，表明雜交育種仍是江蘇大麥育種的主要方式，42個育成品種中還沒有利用分子標(biāo)記輔助選擇培育出來的大麥品種。分子育種技術(shù)被認(rèn)為是21世紀(jì)作物改良的基礎(chǔ)技術(shù)[13]，正逐漸成為作物育種的主流[14]。目前江蘇還沒有通過分子育種技術(shù)培育的品種，但江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所已收集整理報道的大麥耐鹽QTL[15]，為分子育種研究提供了基礎(chǔ)信息。

江蘇大麥育成品種的細(xì)胞核遺傳貢獻(xiàn)和細(xì)胞質(zhì)遺傳貢獻(xiàn)主要來源于江蘇地區(qū)和日本，表明江蘇大麥育成品種的遺傳基礎(chǔ)較為狹隘。作物遺傳基礎(chǔ)的局限性會導(dǎo)致遺傳脆弱性，其潛在的危害已引起各國育種間的關(guān)注[16]，美國大豆育種的成功經(jīng)驗就是較好地利用了國外異生態(tài)區(qū)的種質(zhì)[17]。起源中心的種質(zhì)多樣性較高，研究表明，大麥基因組有兩個起源地，分別是伊拉克、敘利亞、黎巴嫩和以色列等國所處的中東地區(qū)，中國西藏及周邊地區(qū)[18]，但現(xiàn)階段江蘇地區(qū)育成品種對這兩個起源地的種質(zhì)利用較少，下一步將加強(qiáng)對起源地種質(zhì)的引入、研究和利用。

趙理清等分析了1949—1987年育成的大麥品種的系譜，發(fā)現(xiàn)在長江中下游冬大麥區(qū)的核心親本為早熟3號，早熟3號是由關(guān)東二條3號系統(tǒng)選育而來[10]。本研究對1982—2011年江蘇育成品種的核心親本分析結(jié)果與趙理清等的研究結(jié)果一致，同時進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)新田二條1號也是江蘇育成品種的核心親本之一。在其他作物上也發(fā)現(xiàn)少數(shù)核心品種遺傳貢獻(xiàn)和衍生品種數(shù)較高[19]。在今后的研究中擬進(jìn)一步研究關(guān)東二條3號、新田二條1號的遺傳結(jié)構(gòu)，同時分析2個核心品種衍生品種的基因型和表型的變化，從表型和分子水平了解大麥品種的發(fā)展趨勢，為大麥育種提供理論支持。

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