馬鈴薯育種現(xiàn)狀與改良方法研究

張姝鑫　王毅　景玉川　王建雄

摘 要：隨著農(nóng)業(yè)科技的不斷發(fā)展，馬鈴薯的種植受到了越來越多的重視。為了培育出更加優(yōu)質(zhì)的馬鈴薯品種，提高馬鈴薯產(chǎn)量。本文分析了馬鈴薯育種現(xiàn)狀，指出育種過程中存在的問題，并且提出相應(yīng)的改良方法。

關(guān)鍵詞：馬鈴薯;育種現(xiàn)狀;改良方法

中圖分類號：S532

文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20191015038

1 馬鈴薯育種工作的重要意義

我國馬鈴薯單產(chǎn)水平不高，馬鈴薯品質(zhì)的好壞和產(chǎn)量高低關(guān)鍵在種薯，馬鈴薯當前的理論產(chǎn)量是每公頃可以生產(chǎn)120t左右的馬鈴薯。我國馬鈴薯的品種還沒有達到較高的單產(chǎn)水平，產(chǎn)量均15t/hm2左右，這與高產(chǎn)量之間還存在著一定的差距。我國的馬鈴薯沒有形成多樣的優(yōu)質(zhì)的品種資源，缺乏品質(zhì)好、產(chǎn)量高、抗病蟲害的優(yōu)良品種。因此，做好馬鈴薯育種、推廣工作，培育出優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、抗病蟲害的馬鈴薯新品種，建立規(guī)范的良種擴繁體系，對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，落實馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略，穩(wěn)定農(nóng)民收入，促進馬鈴薯產(chǎn)業(yè)規(guī)范合理發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。

2 馬鈴薯育種工作中存在的問題

2.1 馬鈴薯品種資源不足

當前情況下，我國的馬鈴薯品種資源不足，各個地區(qū)的氣候環(huán)境有所不同，在選擇馬鈴薯品種上有所限制。馬鈴薯育種工作開始的基礎(chǔ)是對種質(zhì)進行收集、保存等作業(yè)。近年來我國的馬鈴薯品種多是利用近源栽培雜交，在此基礎(chǔ)上培育出新品種作為親本。隨著時間的流逝，很多馬鈴薯品種因為親本之間存在著很多的近源性，其性狀產(chǎn)量都十分相似，從而很難培育出性狀更加優(yōu)良的馬鈴薯新品種。再加上長年累月種植近緣馬鈴薯品種，品種抗病、耐病能力弱化，會導(dǎo)致Y病毒、A病毒、卷葉病等病毒積累，借助蚜蟲（主）和汁液摩擦傳毒[1]，馬鈴薯會產(chǎn)生退化，進而影響馬鈴薯的品質(zhì)和產(chǎn)量。

2.2 盲目引進馬鈴薯品種，種薯生產(chǎn)能力差

我國在馬鈴薯育種研究工作方面較歐美發(fā)達國家差距較大，部分育種單位和企業(yè)為了提高馬鈴薯的育種效率[2]，引進國外成熟馬鈴薯品種，這種育種方式使國外很多優(yōu)良品種直接引入國內(nèi)，在馬鈴薯育種初期發(fā)揮了重要的作用，也為今后馬鈴薯育種提供了優(yōu)良品種。但這種選育方式也存在弊端，如引進品種無法適應(yīng)國內(nèi)栽培區(qū)的氣候及環(huán)境，引進的品種需經(jīng)多代篩選和鑒定才能在當?shù)剡M行大面積推廣[5]。在選育鑒定過程中，出現(xiàn)了引進品種水肥要求高、抗性差[6]、與當?shù)仄贩N混雜的現(xiàn)象。

3 馬鈴薯育種工作解決對策

3.1 科學(xué)引進馬鈴薯品種

20世紀70年代以來，隨著國際交往日趨頻繁，促進了資源引進與交流，先后從荷蘭、加拿大、美國、俄羅斯等國家和馬鈴薯研究中心引進一大批種質(zhì)資源，整理后996份（不含重復(fù)），許多國外優(yōu)異馬鈴薯資源被直接或間接利用，極大提高了馬鈴薯品質(zhì)和產(chǎn)量，產(chǎn)生了巨大的社會經(jīng)濟效益[7]。

3.1.1 馬鈴薯引種的直接利用

由高海拔向低海拔、高緯度向低緯度引種，容易成功。引入地與產(chǎn)地氣候條件接近的前提下，從長日照地區(qū)引種到短日照地區(qū)，北方從南方引種，容易獲得成功，同時應(yīng)注意引入脫毒種薯。加強病蟲害防治，試種示范，均對馬鈴薯引種直接應(yīng)用到生產(chǎn)起著重要作用。一些引進的馬鈴薯品種經(jīng)多點試驗與試種后在產(chǎn)量、抗性、品質(zhì)等方面明顯優(yōu)于當?shù)仄贩N，經(jīng)重命名或用原品種名直接在我國馬鈴薯產(chǎn)區(qū)推廣利用，如費烏瑞它、底西瑞、大西洋等。

3.1.2 引進馬鈴薯資源與遠緣雜交利用

我國自40年代開展馬鈴薯雜交育種以來，先后育成近200個品種，同時創(chuàng)造出300多個具有不同特性的優(yōu)良品系或中間材料如“克新1號”[8]。育種的突破是與引進和利用國外優(yōu)質(zhì)馬鈴薯種質(zhì)資源分不開的，經(jīng)統(tǒng)計，直接用于馬鈴薯有性雜交的國外資源占親本總數(shù)的90%以上[7]。從國際馬鈴薯中心和加拿大引入的“安第斯”實生種通過4～6代輪回選擇后，獲得了一批配合力較強的材料，以其做親本獲得的雜交組合后代實生薯產(chǎn)量增加，如育成的“晉薯 8 號”，產(chǎn)量超過當?shù)仄贩N的 1～2 倍，且具有高淀粉和抗晚疫病的特點，表現(xiàn)出了明顯的雜種優(yōu)勢[9]。

下表為甘肅省馬鈴薯育種實驗基地的馬鈴薯新品種產(chǎn)量分析數(shù)據(jù)，育種專家王一航選育的馬鈴薯新品種產(chǎn)量高，繁育成本低受到了很多人的歡迎。近年來，在西北地區(qū)推廣種植面積達到47萬hm2，種植面積占到西北地區(qū)的1/4，整個甘肅省的1/2。

3.2 建立良好的育種環(huán)境，促進育種工作的開展

3.2.1 政府部門應(yīng)抓牢種薯繁育，支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展

鼓勵以龍頭企業(yè)、合作社等產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營組織，建立馬鈴薯種薯繁育基地，實現(xiàn)種薯基地化、體系化生產(chǎn)。抓牢馬鈴薯儲藏、加工、銷售配套產(chǎn)業(yè)支持，將優(yōu)質(zhì)馬鈴薯品種盡快推向市場，創(chuàng)造價值，實現(xiàn)經(jīng)濟效益規(guī)模化。以馬鈴薯多元產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)M足市場對種薯的不同需求。

3.2.2 建立穩(wěn)定的育種基地，擴大育種規(guī)模

地方從事馬鈴薯育種的單位和研究人員少，育種規(guī)模很小，育種單位因經(jīng)費不足導(dǎo)致育種基地的面積小而不穩(wěn)定[10]，據(jù)報道，一個新品種的育出概率為百萬分之一[11]，加強院企合作、校企合作、中央和地方合作，建立穩(wěn)定的育種基地，擴大育種規(guī)模是必然之路。

3.2.3 結(jié)合當?shù)氐沫h(huán)境氣候特點科學(xué)開展育種工作

育種技術(shù)人員要充分考慮試驗地的氣候環(huán)境特點，選擇最合適的育種方式，進而提高馬鈴薯的育種工作效益。育種技術(shù)人員也要按照相關(guān)的檢測標準，對馬鈴薯進行有效追蹤，觀察監(jiān)測馬鈴薯生長過程中的情況，建立完善的育種工作體系，在用地選擇、品種選擇、種薯的選擇與處理、田間管理等方面形成健全的管理體系，不斷加快馬鈴薯品種創(chuàng)新。

3.3 不斷創(chuàng)新馬鈴薯育種方式，提高馬鈴薯產(chǎn)量

我國當前主要的馬鈴薯育種方法是引種、雜交育種以及選擇自然變異進行育種[4]。在育種過程中，不斷引進種質(zhì)資源，加大二倍體馬鈴薯資源的開發(fā)，建立野生二倍體馬鈴薯基因池，并繪制基因圖譜，同時，運用NTSYS-pc 22.10e軟件計算各馬鈴薯品種間的Jaccard遺傳相似系數(shù)，擴增遺傳基礎(chǔ)[8]。對二倍體馬鈴薯中優(yōu)良基因、標記及QTL位點進行精細定位，利用這些標記和位點為后期育種中篩選優(yōu)良品質(zhì)的品種節(jié)省大量時間和人力的投入，提高育種效率。

注重分子育種手段與傳統(tǒng)育種方法相結(jié)合。選擇的雙親在性狀上能夠互補，且具有較少的不利性狀和較多的有利性狀，或者選用雙親基因型差異大、親緣關(guān)系遠、配合力強的親本來進行雜交。通過群體改良措施使優(yōu)良基因頻率不斷提高，從而達到改善群體內(nèi)目標性狀平均水平的目的。將多個優(yōu)良個體間進行混合授粉或互交后，根據(jù)選育目標對后代進行單株篩選，對獲得的單株繼續(xù)進行混合授粉或互交，以此進行輪回選擇[5]。

同時，隨著細胞工程和轉(zhuǎn)基因工程的快速發(fā)展，其應(yīng)用對馬鈴薯抗病、抗逆、品質(zhì)改良等方面的研究也在不斷深化。應(yīng)加快細胞變異、轉(zhuǎn)基因安全、基因定點誘變等方面研究。

參考文獻

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作者簡介：

張姝鑫（1987-），男，本科，助理研究員。研究方向：馬鈴薯育種及栽培技術(shù)研究與推廣。