高粱雄性不育系吉2056A的創(chuàng)制及應用

高悅 梁軍 侯佳明 趙德 楊微 李捷 李偉 李繼洪 高士杰

摘要? ? 高粱雄性不育系吉2056A是吉林省農業(yè)科學院作物資源研究所新選育的優(yōu)良不育系，適用于我國北方高粱春播早熟區(qū)，具有適應性好、抗逆性強、配合力高等特點，由其組配的高粱雜交種吉雜133已在我國北方高粱早熟區(qū)大面積種植推廣。高粱雄性不育系吉2056A的成功選育，豐富了吉林省種質遺傳基礎。

關鍵詞? ? 高粱;雄性不育系吉2056A;創(chuàng)制;應用

中圖分類號? ? S514? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2019）22-0019-02? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

Abstract? ? The sorghum male sterile line Ji2056A is the important sterile line which was selected by Institute of Crop Germplasm Resources，Jilin Academy of Agricultural Sciences.Sorghum male sterile line Ji2056A with the traits of good adaptability，strong resistance and the high combining ability is suitable for planting in the spring sowing early-maturing area in northern China.The sorghum hybrid Jiza133 bled by Ji2056A was planted in the most spring sowing early-maturing area in northern China.The successful breeding of the sorghum male sterile lines Ji2056A enriched the germplasm genetic basis of Jilin Province.

Key words? ? sorghum;male sterile line Ji2056A;breeding;application

高粱是我國重要的雜糧作物，適應性好、抗逆性強，近年來生產和需求呈持續(xù)增長的態(tài)勢[1];高粱抗旱、耐澇、耐鹽堿，適應性廣，在生長環(huán)境惡劣的情況下仍能夠種植、生長。提高高粱產量，對促進現代農業(yè)發(fā)展和農民增收等有重大意義。但由于高粱生理結構的特殊性（為兩性花），難以生產種子，不能直接應用于生產，因而充分發(fā)揮高粱的雜種優(yōu)勢利用是提高高粱產量的重要手段[2]。侯佳明等[3]認為，在一定范圍內，高粱雜種優(yōu)勢的大小主要決定于恢復系和不育系的遺傳差異和性狀互補，遺傳差異越大，優(yōu)勢越明顯。因此，要組配優(yōu)質高粱雜交種，親本系的選育至關重要[4]。王? 官等[5]在對高粱種質資源聚類分析中發(fā)現，在高粱新品系改良或選育過程中，應根據育種目標有策略性地篩選基礎材料。因此，選育優(yōu)質的高粱雄性不育系對實現高粱雜種優(yōu)勢利用具有重要的意義。只有不斷選育出新的替代品種，才能使高粱生產不斷向前發(fā)展，而高粱不育系的配合力、抗性及品質如何，將對雜交種的選育和生產水平起決定性作用。本研究旨在選育適于我國北方春播早熟區(qū)使用的優(yōu)質高粱雄性不育系，在一定程度上解決原有不育系存在的抗病性差等諸多問題，以豐富北方春播早熟區(qū)的種質資源，組配出適于該地區(qū)的高粱雜交優(yōu)勢組合，以增加北方早熟區(qū)高粱產量，豐富我國北方春播早熟區(qū)高粱育種的核心種質。

1? ? 吉2056A的創(chuàng)制過程

1.1? ? 選育思路

高粱起源于熱帶，是喜溫植物，因而在選擇親本時必須要考慮地理遠緣和生態(tài)適應性、抗病性等諸多問題。利用適應性好、抗病性好但植株較高的印度材料871300與配合力高、高抗蚜蟲但葉病較重的美國引入材料TAM428雜交，以保持和提高雜種優(yōu)勢水平，優(yōu)勢互補，組配強優(yōu)高產抗病雜交種。

1.2? ? 選育過程

吉2056A是由871300B×TAM428B雜交后代選拔優(yōu)良株系回交轉育成的不育系。2000年夏選擇早熟區(qū)適應性廣、生育期早的A2型保持系871300B作為母本，871300系純印度血緣、抗病性強、持綠耐旱、抗倒性強，但植株偏高;父本TAM428由美國引入，是通過熱帶高粱資源轉換而成，對絲黑穗病為水平抗性、早熟、抗蚜蟲、配合力高，而且為A1細胞質恢復系、A2細胞質保持系。將兩者進行人工去雄雜交，在公主嶺和海南兩地連續(xù)自交，從中選擇早熟、矮稈、葉窄的后代，為了導入更多的印度血緣，在F3代選擇早熟、矮稈、株型緊湊的單株為母本，以871300B為父本再次進行回交，同時又經過高壓力選擇，有效剔除不抗絲黑穗病、不抗蚜蟲、不抗倒伏的后代，留下抗性好、植株矮的植株。

2? ? 吉2056A的特征特性

2.1? ? 植物學特征

吉2056A的生育期為116 d，需≥10 ℃積溫2 400 ℃左右，為早熟不育系，幼苗綠色，芽鞘綠色，根系發(fā)達，長勢強，18片葉，葉窄而上沖;株高90 cm左右（表1），筒狀，緊穗，穗長27 cm左右，單穗粒重65 g左右;籽粒圓形，白色，千粒重27.6 g;穗粒數2 500～3 000粒，穎殼紅色，著殼率3%。

2.2? ? 生物學特征

2.2.1? ? 不育性穩(wěn)定，花期長。吉2056A開花時，花藥瘦小白色，柱頭較長、白色，且外露率高，存活天數長，不育性狀穩(wěn)定，不敗育，自交不結實（表1）。

2.2.2? ? 抗逆性強。吉2056A根系發(fā)達，植株粗壯，抗倒伏能力強，胚芽拱土能力較強，抗旱、稈強，抗葉斑病、黑穗病，綜合抗性較強。

2.3? ? 制種產量高

吉2056A穗大且緊湊，條件惡劣時無小花敗育，且接受花粉時間長，因而制種產量較高，為3 500～4 000 kg/hm2（表1）。

3? ? 高粱雄性不育系吉2056A的應用

2007年以高粱雄性不育系吉2056A為母本、以自選恢復系吉R5062為父本組配出高粱雜交種吉雜133，2013年1月通過吉林省農作物品種審定委員會審定[6]。

吉雜133的主要特點是幼苗綠色，為中熟的雜交品種。出苗至成熟天數約為122 d，需≥10 ℃活動積溫約為2 520 ℃。株高175 cm，穗長30.1 cm，中緊穗，籽粒圓形，紅色，穗粒重98.6 g，千粒重30.4 g，角質率40%，著殼率3.9%。吉雜133區(qū)域試驗平均產量9 206.7 kg/hm2，與對照品種四雜25相比較，產量增加幅度為8.0%（表2）;生產試驗平均產量9 810.0 kg/hm2，與對照品種四雜25相比較，產量增加幅度為6.9%（表3）。經農業(yè)部谷物及制品質量監(jiān)督檢驗測試中心（哈爾濱）檢測，籽粒含粗蛋白質8.91%、粗脂肪3.07%、粗淀粉74.57%、單寧1.26%，容重748 g/L，為適宜釀酒的高粱新品種。

吉雜133根系長勢健壯，對倒伏、葉病及蚜蟲等的抗性強，經吉林省農業(yè)科學院植保所2011—2012年2年人工接種抗病鑒定，中抗絲黑穗病（14.4MR，13.3MR），田間自然發(fā)病率為0。一般5月上中旬播種，播量7～9 kg/hm2，保苗10萬～12萬株/hm2。

吉雜133適宜在吉林省中西部和黑龍江省第一積溫帶及內蒙古通遼、赤峰等地區(qū)推廣種植。

4? ? 結語

目前，釀造高粱生產面臨著諸多問題，如粒用高粱育種近年來進展不大，其主要原因是遺傳基礎狹窄，株型不理想，耐密性差，株高偏高，抗性育種重視不夠，多抗性品種少，雜優(yōu)利用模式有待創(chuàng)新[7]。在選育親本及組配雜交種時，應考慮高粱品種的多抗性，這樣不僅能使農藥用量減少，減少開支，同時也保護了環(huán)境，具有良好的社會效益和生態(tài)效益。另外，為了提高育種效率，可以通過傳統(tǒng)雜交和分子手段相結合的方式進行育種。王福軍等[8]、Donald等[9]認為，基因編輯技術等生物技術手段在作物遺傳及應用方面將會發(fā)揮巨大作用，可通過基因手段提高高粱的耐螟性、除草劑抗性等。

5? ? 參考文獻

[1] 桂松，牛靜，胡建.中國高粱產業(yè)發(fā)展現狀分析[J].農業(yè)與技術，2019， 39（1）：18-20.

[2] 馬鴻圖.高粱雜種優(yōu)勢與類型血緣關系的探討[J].沈陽農業(yè)大學學報，1974（4）：60-68.

[3] 侯佳明，高悅，楊薇，等.粒用高粱恢復系選育和應重視的問題[J].種子，2019，38（2）：68-71.

[4] 高士杰，王陽，李繼洪，等.中國粒用雜交高粱研究狀況[J].吉林農業(yè)科學，2009，34（3）：8-11.

[5] 王官，趙威軍，張陽，等.甜高粱種質資源主要農藝性狀的主成分及聚類分析[J].農學學報，2019，9（5）：5-9.

[6] 李繼洪，侯佳明，陳冰嬬，等.高粱新品種吉雜133的選育[J].農業(yè)與技術，2014，34（6）：108-109

[7] 高士杰，陳冰嬬，李繼洪.對粒用高粱育種的思考[J].現代農業(yè)科技，2013（10）：31-37.

[8] 王福軍，趙開軍.基因組編輯技術應用于作物遺傳改良的進展與挑戰(zhàn)[J].中國農業(yè)科學，2018，51（1）：1-16.

[9] DONALD P W，MARTIN H，BING Y.Use of designer nucleases for targeted gene and genome editing in plants[J].Plant Biotec-hnology，2016（2）：483-495.