凌永勝 李錦泉 林金秀
摘 要:泉云3號是泉州市農業科學研究所、云南省農業科學院經濟作物研究所以越南的VT1為母本、內蒙古的新型栽培自交系NS79121為父本,通過雜交育種程序選育而成的優質、高產、抗病馬鈴薯新品種,2010年3月通過福建省農作物品種審定委會審定(審定編號:閩審薯2010007)。該品種屬中熟品種,株型直立,耐貯性好,2006-2008年參加福建省馬鈴薯品種區域試驗,平均產量為299212kg·hm-2,比對照紫花851增產11.02%,抗晚疫病。泉云3號選育與推廣成功的關鍵在于:選擇優勢互補的親本配組雜交,利用不同生態環境優選目標性狀,采用邊試驗示范、邊繁殖,創新推廣模式。
關鍵詞:馬鈴薯;雜交育種;泉云3號;示范推廣
DOI: 10.13651/j.cnki.fjnykj.2018.07.009
Abstract: Potato cv. ‘Quanyun No.3 is a new high quality, high yield and disease resistance cultivar cross bred by Quanzhou Institute of Agricultural Sciences and Industrial Crops Institute, Yunnan Academy of Agricultural Sciences using ‘VT1 as female parent from Vietnam and new inbreeding line ‘NS79121 as male parent from Inner Mongolia. In March 2010 it was approved by Fujian Crop Variety Approval Committee (the approval No: Min Shen Shu 2010007). It was a midmaturity cultivar with erect plant type and good storage durability. During potato variety regional test in Fujian Province in 2006-2008, its averaged yield was299212kg·hm-2, 11.02% higher than ‘Zihua as control and showed resistance to late blight. The key of successful breeding and extension of ‘QuanyunNo.3 was selection of parents having complementary advantages, preferable selection of target traits using different ecological environment, simultaneous demonstration and propagation, and creation of extension pattern.
Key words: Potato; cross breeding; Quanyun No.3; demonstration and extension
福建省是中國最早種植馬鈴薯的省份之一,馬鈴薯在福建省俗稱“番仔薯”。早在明朝末期《松溪縣志》就有記載該縣種植馬鈴薯情況,引進種植至今已有300余年的歷史[1]。福建省馬鈴薯生產和科研始于20世紀60年代初,先后經歷了4個階段。第1階段(20世紀60年代初至1970年),老品種提純復壯后用作蔬菜、糧食或飼料。第2階段(1971-1990年),引進克新3號、德友1號等近10個新品種。其中,福建省農業科學院于1980-1984年組織開展常規雜交育種、輻射育種等,引進米拉、高原二號等親本材料以及燕子×卡它丁等雜交組合,但由于受地理氣候及人員不穩定等因素影響,于1985年暫停育種研究。第3階段(1991-2001年),引種推廣階段,審定紫花851、春薯4號和金山2號等品種,其中紫花851成為福建省主栽品種。第4階段(2002年至今),屬引、育并舉階段,從2002年開始,福建省種子管理部門組織開展了福建省馬鈴薯品種區域試驗,馬鈴薯生產和品種推廣進入了依法管理的發展軌道[1]。
20世紀90年代以來,福建省馬鈴薯種植面積發展迅速,但馬鈴薯在全省的發展潛力未能得到很好挖掘,其主要原因是品種單一,克新3號等主栽品種因存在種植年限長,種性退化嚴重或薯形不規則、芽眼較深等問題,僅可用作菜用、飼料,品種適銷不對路,挫傷了農民的生產積極性,導致品種更新換代慢、難度大[2-4],資源優勢難以轉化為經濟優勢。特別是“十五”以來,隨著福建省食品加工業的興起與外向型經濟的蓬勃發展,馬鈴薯銷售由以農民自食和少量市場鮮薯銷售為主轉變為以食品加工和出口鮮銷為主。面對福建省馬鈴薯育種研究起步晚,種質資源缺乏的局面,泉州市農業科學研究所為適應食品加工市場對高質量鮮薯原料的迫切需求,與云南省農業科學院經濟作物研究所開展了跨省合作育種,雙方堅持“優勢互補,互利共贏”原則,簽訂《馬鈴薯合作育種協議》,根據福建省馬鈴薯生產和市場的需要,以優質、高產、抗病為育種主攻方向,調整了相應的育種目標,改進了新品種的選育方法與技術路線,育成了馬鈴薯新品種泉云3號。
1 材料與方法
1.1 材料
選擇親緣關系較遠,遺傳基礎豐富,生態類型有一定差異,優缺點能夠互補,并且符合育種目標性狀的材料配制組合。親本選擇原則上應選VT1等天然結實率高的材料作母本,NS79
121等花粉量大的材料作父本,這是雜交能否成功的前提。
1.2 方法
泉州市農業科學研究所與云南省農業科學院經濟作物研究所根據南方冬作區馬鈴薯產業發展與市場需求,突出各自優勢,共同制定優質、高產、抗病的育種主攻方向,創新品種選育方法與技術路線。云南省農業科學院經濟作物研究所負責對馬鈴薯種質資源進行搜集、評價、創新,根據育種目標選擇地理、生態遠緣的材料作為親本,采用人工授粉配制組合,實現親本的優良性狀的有機結合,并以實生薯方式無償地提供給泉州市農業科學研究所進入品種選育程序。泉州市農業科學研究所根據實生苗熟期、抗病性及塊莖形狀、皮色、芽眼深淺、匍匐莖長短等性狀與其以后的無性繁殖系的高度相關性[5],選擇福建沿海與山區不同的生態氣候條件以加大后代選擇力度,并自實生苗世代開始從嚴淘汰,在沿海冬種條件下,對感染病毒嚴重的組合全部淘汰。以當時的主栽品種克新3號為對照,選擇莖葉長勢強、薯形好、皮色均勻等質量性狀綜合表現良好的組合(入選率控制在10%~20%)再進行編號株選。在鑒定圃中,主要評價入選株系植株地上部早疫病、晚疫病和青枯病抗性,收獲后進一步評價其塊莖的產量、干物率、商品薯率和裂薯率等,抗病、豐產、商品薯率高的株系入選。同時,對優選株系進行組培快繁,并開展高山脫毒原種夏繁,加快良種繁育速度;在山區春季開展品系比較試驗,利用溫度由低至高,雨量由少到多的自然環境,從中選擇莖葉協調生長、塊莖膨大速度快,病害抗性強、植株退化慢的新品系,并推薦優質、高產、抗病的新品系參加省區試。
2 結果與分析
2.1 育種目標
隨著人們的生活水平不斷提高,滿足各種需要的專用馬鈴薯需求越來越迫切。課題組針對福建馬鈴薯的市場需求、生產實際和今后的發展趨勢,確定選育目標為:抗晚疫病、瘡痂病、青枯病,熟期與當時主栽品種克新3號相近,產量潛力30000kg·hm-2左右,較克新3號增產10%以上,塊莖干物率20%左右,還原糖低于1.0%,食味好,塊莖圓形或橢圓形,芽眼較淺,表皮光滑,商品率高,耐貯運。
2.2 親本材料的選擇及選育過程
2.2.1 親本材料的選擇 選擇親緣關系較遠,遺傳基礎豐富,生態類型有一定差異,優缺點能夠互補,而且符合育種目標性狀的材料配制組合。選擇從越南引進的VT1作為親本,該親本具有豐產性好,適應性廣,抗晚疫病和瘡痂病,干物質含量約19.0%,還原糖含量約0.25%,大薯率80%以上,耐貯藏,耐澇性強的優點,但感染青枯病。因此,又選擇了高淀粉、高蛋白、低還原糖的新型栽培種自交系NS79121,作為父本進行雜交。
2.2.2 選育過程 2002年冬以VT1為母本,以NS79121為父本配組雜交,收獲38個漿果,種籽3689粒;2003年培育該組合實生苗,當年進行單株選擇;2004年,在沿海冬種條件下,以當時的主栽品種克新3號為對照,對感染病毒嚴重的組合全部淘汰,選留莖葉長勢強、薯形好、皮色均勻等質量性狀綜合表現良好的組合,入選率10.7%,該組合編號為F04S5387等18個株系入選;2005年秋升入鑒定圃,主要評價入選株系田間地上部的早疫病、晚疫病和青枯病抗性,收獲后對塊莖進一步評價其產量、干物率、商品薯率和裂薯率等,該組合18個株系中有6個表現抗病、豐產、商品薯率高;同時,對優選株系進行組培快繁,并開展高山脫毒原種夏繁,加快良種繁育速度;2006年春季開展品系比較試驗,該組合6個新品系中F045387、F045332和F0453163等3個新品系表現適應性強、抗病、豐產及優質,F04S5387以產量居首位[6]推薦參加福建省區試。該品系參加2006-2008年度福建省馬鈴薯區試,綜合表現突出;并于2009年3月通過福建省農作物品種審定委員會組織的馬鈴薯新品種現場考察評議會,于2010年3月審定命名為泉云3號(圖1)。
2.3 產量表現
2.3.1 品比試驗產量表現 2006年春課題組對選育出的7個馬鈴薯新品系在德化縣試驗基地進行了品比試驗,以克新3號為對照品種。結果表明:F04S5387塊莖產量表現突出,折合產量28020kg·hm-2,居首位,比對照克新3號增產34.8%,達極顯著水平,并推薦參加福建省區試(表1)。
2.3.2 區域試驗產量表現F04S5387在福建省區域試驗中,表現出較好的豐產性與穩產性。2006-2007年參試,平均鮮薯產量為28345kg·hm-2,比對照紫花851(下同)增產4.14%,達極顯著水平,居參試品種第2位;2007-2008年續試,平均鮮薯產量為29207kg·hm-2,比對照品種增產17.90%,達極顯著水平,居參試品種第1位。2006-2008年2年鮮薯平均產量299212kg·hm-2,比對照品種增產11.02 %(表1)。對福建省2006-2008年馬鈴薯區試資料豐產性參數和穩定性參數進行適應性評價,該品系豐產性效應值為2.89,回歸系數為0.62,變異度為12.21,說明該品系不僅豐產性能較好,而且穩產性能好。
2.3.3 生產試驗產量表現 2008-2009年在長樂、福安、南安和龍海等地參加福建省馬鈴薯生產試驗,平均鮮薯產量為32639 kg·hm2,比對照增產15.21%(表2)。
2.4 特征特性
2.4.1 農藝性狀 該品種株型直立,葉片淡綠色,莖基部分枝數較多,株高37.3 cm,莖綠色、莖橫斷面三棱形,節部同莖粗;開花繁茂,花冠淺紫色,天然結實性弱,漿果綠色,有種籽。塊莖橢圓形,單株結薯數10.6個,皮肉均呈黃色,塊莖光滑、整齊,商品薯率為74.01%,芽眼數較少、中等深。塊莖休眠期較長,耐貯性好。
2.4.2 生育期F04S5387參加2年福建省區試結果:出苗至成熟平均天數為96 d,屬中熟品種;匍匐莖短,結薯集中。
2.4.3 品質鑒定 該品系參加2006-2008年福建省區域試驗平均塊莖干物質含量為18.48%,食味鑒定結果為食用品質好。
塊莖經福建省分析測試中心分析結果:粗蛋白含量2.21%,淀粉含量11.9%,維生素C含量236mg·kg-1,還原糖含量0.78%,適合加工膨化食品。
福建省晉江福源食品有限公司以泉云3號鮮薯原料制成的全粉色澤鮮艷,生產出“艾比利薯片”膨化加工新產品,其在生產過程可塑性好,色澤金黃艷麗、片形美觀漂亮、香味好,并在漳州市舉辦的“首屆海峽兩岸現代農業博覽會”上展示,深受消費者喜愛,暢銷國內外。
2.4.4 抗性鑒定 從調查結果看,F04S5387在無性系選種圃和品鑒試驗中,田間未見病毒退化癥狀,未見其他病害;在品系比較試驗中,F04S5387最高病情指數在所有參試品系最低,其延緩晚疫病侵染的能力最強,未見其他病害。
福建省區試晚疫病室內抗病性鑒定結果(表3)顯示:2006-2007年苗期病情指數為0.52,表現為抗晚疫?。?007-2008年苗期病情指數為0,表現為抗晚疫?。ū?)。
福建省區試田間病害調查結果2年平均:早疫病、晚疫病、重花葉病、卷葉病毒病、青枯病的發病率分別為3.19%、22.34%、14.80%、1.24%、3.67%,其中早疫病、晚疫病、卷葉病毒病發病率低于對照品種紫花851,其他病害與對照品種相當。
2.5 推廣應用效果
該品種一經示范推廣,深受群眾歡迎,已累計推廣60766.7 hm2,新增社會效益1.425億元。
國家農業產業化龍頭企業福建省晉江福源食品有限公司累計收購該品種鮮薯10770 t,加工后新增企業產值2361.75萬元,新增利稅396.77萬元。該品種在福建省馬鈴薯品種更新與產業化發展中起到了積極的推動作用。
3 討論與結論
3.1 因地制宜確定育種目標
福建馬鈴薯屬南方冬作區,本研究針對當時福建省內食品加工企業急劇增多,對高質量加工型鮮薯原料需求迫切以及當時的栽培品種適銷不對路,挫傷了種植戶的生產積極性等實際情況,在吸收國內外先進經驗的基礎上,制定了膨化食品加工型品種的育種目標,即薯形圓或橢圓、肉色黃或淡黃、芽眼中等深、塊莖干物率18%以上、還原糖含量0.3%~1.0%,產量與現有主栽品種相當,耐貯藏,食味中上。
3.2 選配優勢互補的親本
作物新品種的形成是遺傳基因與外界條件相互作用的結果。因此,只有選擇優點多、遺傳性能強、雙親優點能夠互補的親本配制組合,才有可能選育出具有豐產、抗病、質優、適應性佳等較多優良性狀的新品種[7]。泉云3號父母本地域差異大,血緣上遠緣,后代雜種優勢強。其母本VT1豐產、適應性廣、抗病、優質、來自越南;父本NS79121是國內著名的新型栽培種自交系,來自內蒙古。兩者地理上距離遠,生態環境各異,雙親有強的雜種優勢。
3.3 利用不同生態環境優選目標性狀
由于實生苗抗病性、熟性、塊莖形狀、皮色、芽眼深淺、匍匐莖長短等性狀與其以后的無性繁殖系的相關性高[5],本研究自實生苗世代開始從嚴淘汰,在沿海冬種條件下嚴選莖葉長勢、薯形、皮色等質量性狀;在鑒定圃中主要鑒定抗病性與豐產性。同時,對中選優株盡早組培快繁,在高山脫毒夏繁,以加快良繁速度;將品系比較試驗設在山區春種,在溫度由低至高,雨量由少到多的環境中,優選莖葉協調生長、塊莖膨大速度快、病害抗性強、植株退化慢的高產優質新品系,選育出泉云3號[8-12]。
3.4 邊試驗示范邊繁殖
自2006年開始,本研究應用總結一整套適應南方氣候特點的高產、低耗繁育馬鈴薯脫毒原種的快繁技術,在德化縣、永春縣和安溪縣建立的繁殖基地生產脫毒種薯,開展泉云3號脫毒快繁工作,為該品種在2010年審定后的大面積推廣奠定了充足的種源基礎。
3.5 創新推廣模式
3.5.1 強化技術宣傳培訓工作 福建省德化、南安、晉江、洛江、泉港、政和、松溪、周寧與延平等主產縣區建立了良種示范基地,充分發揮其示范和輻射帶動作用,促進了泉云3號的推廣應用。本研究還采取集中技術培訓和田間現場指導等多種培訓形式培訓農民、發放技術資料;同時,制作出泉云3號實用技術IPTV專題片,在泉州市科學技術局的“泉州星火科技”頻道播放,以視頻形式,實現科技信息進村入戶到企。此外,通過泉州市星火科技“12396”服務熱線,開展電話、QQ、遠程視頻、短信等形式多樣的農業科技服務,有力推進農村信息化進程。采取多層次、多形式、多渠道的技術宣傳培訓工作,為該品種的大面積推廣奠定了技術基礎。
3.5.2 采用“訂單農業”模式推廣 在產業化模式的研究探索中,總結出“科研單位+公司+基地(農戶)”與“訂單農業”的經營模式,通過科研單位的橋梁作用,由科研單位根據該品種特性制訂配套栽培技術,并跟蹤調查指導,及時提供技術咨詢服務;龍頭企業以“訂單農業”協作開發原料生產基地并實施穩定的保護價收購合同,為農民提供穩定的銷售渠道,解決農產品難賣的問題,并引導帶動農民進行規?;a,發揮典型示范作用;同時延長產業鏈條,提高農產品加工轉化率,讓農民分享農產品加工增值帶來的利潤,形成了產、加、銷一條龍的產業化體系。
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(責任編輯:陳文靜)