西藏苦蕎和甜蕎新品系與后代選育進展

尹中江，次 珍，尼瑪央宗，廖文華，拉巴扎西

(西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院農(nóng)業(yè)研究所，西藏 拉薩 850032)

蕎麥Fagopyrum esculentumMoench 又稱烏麥、三角麥、花蕎、莜麥、蕎子等，是蓼科Polygonaceae蕎麥屬FagopyrumMill[1]，作為小宗雜糧作物。隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)不斷取得新的進步與發(fā)展[2-4]，西藏農(nóng)業(yè)技術(shù)與研究也取得了提高與提升，但對蕎麥作物的研究還不夠深入細致。隨著人們對幸福生活的追求，尤其是在西藏農(nóng)業(yè)新發(fā)展中，蕎麥等雜糧作物變得越來越重要。隨著西藏農(nóng)業(yè)經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展需要，在農(nóng)業(yè)科研工作中，抓住“十四五”發(fā)展機遇，加強蕎麥的品種選育工作，以滿足人們對糧食品質(zhì)追求的需求。

1 試驗?zāi)康?/h2>

根據(jù)西藏海拔梯度，按照不同生態(tài)區(qū)區(qū)域條件、現(xiàn)有生產(chǎn)條件和現(xiàn)有種質(zhì)資源基礎(chǔ)，結(jié)合不同時期經(jīng)濟發(fā)展水平和市場需求，選育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)蕎麥新品種(系)。同時，在極端氣候條件發(fā)生時，蕎麥新品種(系)可作為應(yīng)急補種、補災(zāi)、救災(zāi)種植作物，從而將自然災(zāi)害的損害降到最低。

2 試驗材料與方法

2.1 試驗材料

2.1.1 觀察鑒定的品種材料

2019年，品種觀察鑒定80份，含對照西農(nóng)9909(CK)；2020 年，品種觀察鑒定70 份，含對照北海T8(CK)。采用2.00 m×1.65 m(5 行種植)，每行60 粒。品種材料詳見表1、表2。

2.1.2 親本觀察材料

2020年引進50份親本材料。詳見表3。

2.1.3 EMS(甲基磺酸乙酯)誘變處理材料

2019年，種植EMS誘變材料72份，采用2.00 m×1.65 m(5 行種植)，每行60 粒；2020 年，種植EMS 誘變材料20 份，小區(qū)面積為55 m2(5 m×11 m)，播量3 kg/667 m2。

2.2 試驗方法

品系觀察試驗、EMS誘變處理試驗采用間比法設(shè)計，根據(jù)試驗地大小、參試材料多少設(shè)2 次重復(fù)或1次重復(fù)。

3 試驗地概況與田間管理

2019 年試驗地設(shè)在西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院農(nóng)業(yè)研究所4 號地，砂壤土。前茬作物為春小麥，播前每667 m2施底肥磷酸二銨10 kg+尿素5 kg。5 月23 日人工開溝條播，整個生育期灌水3 次，多次中耕除草。

2020 年試驗地設(shè)在該所4 號地，砂壤土。前茬作物為春小麥，播前每667 m2施底肥磷酸二銨10 kg+尿素5 kg。5 月28 日人工開溝條播，整個生育期灌水3次，多次中耕除草。

4 試驗結(jié)果與分析

4.1 品種觀察試驗

2019 年所參試的80 份蕎麥材料(包括對照CK西農(nóng)9909)按照間比法種植，每5份材料兩邊種植2份對照材料。79份材料兩邊共種植對照17份。按照參試材料與鄰近兩個對照材料對比，列出對比的產(chǎn)量增減情況和本組對比排序情況，詳見表1。

表1 中，將CK 產(chǎn)量全數(shù)據(jù)平均后，可得對照平均每667 m2產(chǎn)量為284.02 kg；將參試品種排序后，有32 份材料產(chǎn)量高于對照；有47 份材料產(chǎn)量低于對照。按照產(chǎn)量高于對照，從高到低的排序是：ZQM014、ZQM027、ZQM007、ZQM060、ZQM037、ZQM024、ZQM047、ZQM015、ZQM018、ZQM036、ZQM049、ZQM057、ZQM008、ZQM030、ZQM035、ZQM050、ZQM052、ZQM043、ZQM056、ZQM058、貴米11 號、ZQM059、ZQM013、ZQM009、ZQM010、ZQM017、ZQM041、ZQM048、ZQM067、ZQM042、ZQM044、ZQM046；按照產(chǎn)量低于對照，從低到高的排 序 是：ZQM003、ZQM005、ZQM025、ZQM032、ZQM039、ZQM021、ZQM029、ZQM034、ZQM019、ZQM033、ZQM045、ZQM020、ZQM022、ZQM028、ZQM065、ZQM063、昌都八宿農(nóng)家品種(甜蕎)、ZQM012、ZQM031、ZQM038、ZQM068、ZQM011、ZQM040、ZQM066、ZQM004、ZQM054、ZQM055、ZQM062、ZQM064、ZQM006、ZQM016、ZQM023、ZQM051、ZQM061、ZQM053、錯那縣貢日鄉(xiāng)當(dāng)?shù)厥w麥、榆蕎麥4 號、ZQM002、ZQM026、野外紅、隆子縣加玉鄉(xiāng)強栓村黃蕎、晉蕎7 號、榆蕎麥1 號、ZQM001、隆子縣加玉鄉(xiāng)強栓村本地蕎麥、底雅鄉(xiāng)底雅村本地蕎麥、昌都八宿農(nóng)家品種(苦蕎)。

表1 2019年西藏80份蕎麥品種材料觀察情況

續(xù)表

續(xù)表

續(xù)表

表1 中，如果含對照(8 個CK)排序情況，按照產(chǎn)量高于對照，從高到低的排序是：CK-3、ZQM014、ZQM027、ZQM007、ZQM060、ZQM037、CK-5、ZQM024、ZQM047、ZQM015、ZQM018、ZQM036、ZQM049、ZQM057、ZQM008、CK-17、ZQM030、ZQM035、ZQM050、ZQM052、CK-15、ZQM043、ZQM056、ZQM058、貴米11 號、ZQM059、ZQM013、 CK-8、 ZQM009、 CK-4、 ZQM010、ZQM017、ZQM041、ZQM048、ZQM067、CK-10、CK-2、ZQM042、ZQM044、ZQM046；低于對照(9個CK)，從 低 到 高 的 排 序 是：CK-12、CK-7、ZQM003、ZQM005、ZQM025、ZQM032、ZQM039、ZQM021、ZQM029、ZQM034、CK-11、ZQM019、ZQM033、ZQM045、CK-6、ZQM020、ZQM022、ZQM028、ZQM065、CK-13、ZQM063、昌都八宿農(nóng)家品種(甜蕎)、CK-14、ZQM012、ZQM031、ZQM038、ZQM068、ZQM011、ZQM040、ZQM066、ZQM004、ZQM054、ZQM055、ZQM062、ZQM064、CK-16、ZQM006、ZQM016、ZQM023、ZQM051、ZQM061、ZQM053、錯那縣貢日鄉(xiāng)當(dāng)?shù)厥w麥、榆蕎麥4號、ZQM002、CK-1、ZQM026、野外紅、隆子縣加玉鄉(xiāng)強栓村黃蕎、CK-9、晉蕎7號、榆蕎麥1號、ZQM001、隆子縣加玉鄉(xiāng)強栓村本地蕎麥、底雅鄉(xiāng)底雅村本地蕎麥、昌都八宿農(nóng)家品種(苦蕎)。

將2020 年所參試的70 份蕎麥材料(包括對照CK 北海T8)品種排序后，有29 份材料產(chǎn)量高于對照；有40 份材料產(chǎn)量低于對照(其中包括3 份重復(fù)參試材料PCQM2020001，在田間種植排列序號分別是64、71 和76)。按照產(chǎn)量高于對照，從高到低的 排 序 是：ZQM066、ZQM035、PCQM2020005、ZQM056、 ZQM052、 PCQM2020004、 ZQM045、ZQM036、ZQM029、ZQM008、ZQM044、ZQM0010、ZQM032、ZQM60、ZQM021、ZQM068、ZQM027、ZQM043、 ZQM017、 KKQM2020002、 ZQM015、ZQM041、 ZQM033、 KKQM2020001、 ZQM042、ZQM030、ZQM054、ZQM039、ZQM050；其中增產(chǎn)潛力達10%以上的有25 份材料，增產(chǎn)幅度最大的是ZQM066、 ZQM035、 PCQM2020005、 ZQM056、ZQM052、 PCQM2020004、 ZQM045、 ZQM036、ZQM029、ZQM008、ZQM044、ZQM0010、ZQM032、ZQM60、ZQM021、ZQM068、ZQM027、ZQM043、ZQM017、 KKQM2020002、 ZQM015、 ZQM041、ZQM033、KKQM2020001 和ZQM042，這25 份材料都超出對照北海T8 10%以上(見表2)。

表2 2020年西藏70份蕎麥品種材料觀察情況

續(xù)表

按照產(chǎn)量低于對照，減產(chǎn)幅度從低到高的排序是：ZQM079，ZQM067，ZQM037，ZQM078，ZQM057，ZQM073，ZQM049，ZQM047，ZQM007，ZQM005，PCQM2020005， ZQM024， ZQM019， ZQM046，ZQM063， ZQM004， ZQM059， ZQM065，PCQM2020006， ZQM055， ZQM014， ZQM075，ZQM058， ZQM076， ZQM018， PCQM2020002，PCQM2020001，KKQM2020003，ZQM069，ZQM048，PCQM2020009，ZQM072，ZQM074，DCQM2020004，ZQM077， PCQM2020001， PCQM2020008，PCQM2020001，DCQM2020002，DCQM2020003，PCQM2020003； 其 中 ZQM059， ZQM065，PCQM2020006， ZQM055， ZQM014， ZQM075，ZQM058， ZQM076， ZQM018， PCQM2020002，PCQM2020001(3 份)，KKQM2020003，ZQM069，ZQM048， PCQM2020009， ZQM072， ZQM074，DCQM2020004， ZQM077， PCQM2020008，DCQM2020002，DCQM2020003 和PCQM2020003，這23份材料都低于對照北海T8(CK)20%以上。

2020 年共有參試材料(包括1 份對照北海T8)70 份。經(jīng)田間觀察和室內(nèi)拷種結(jié)果分析，參試材料的生育期變幅94^115 d，對照材料北海T8 的生育期為108 d，其中生育期最長的有4個品系(115 d)，生育期最短的有1 個品系(94 d)，生育期比對照早熟有37個品系，生育期比對照晚熟有29個品系，其余品系與對照品種一致。產(chǎn)量變幅在6.06^186.87kg/667m2，產(chǎn)量最高的品種(系)是ZQM66，產(chǎn)量最低的品種(系)是PCQM003；與相鄰對照比較，比對照增產(chǎn)的有29 份材料，其余品系都低于對照，其中增產(chǎn)潛力達10%以上的有25份材料。

表2 中，共有40 份材料比對照北海T8 減產(chǎn)，其中23份材料低于對照北海T8 20%以上。

PCQM2020001重復(fù)3份材料，在試驗中性狀比較穩(wěn)定，產(chǎn)量位次排序分別為56、65、68，均表現(xiàn)比對照減產(chǎn)。3 份材料平均產(chǎn)量為23.57 kg，比對照平均減產(chǎn)52.19%，表明該品種(系)的產(chǎn)量不如對照品種(系)，僅適合作為中間材料加以利用。

4.2 親本材料

2020 年項目組從中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院引進50 份蕎麥親本材料。通過試種親本材料，主要觀察親本的適應(yīng)性、產(chǎn)量及結(jié)果等綜合性狀，加快選育適合區(qū)內(nèi)種植的蕎麥品種(系)資源材料。

50 份親本材料中，TB2020-35、TB2020-38 和TB2020-49等3個親本材料沒有正常出苗收獲得到種子，其余47 份親本材料都能夠正常生長收獲，其中TB2020-21 產(chǎn)量最高，TB2020-37，TB2020-47，TB2020-26，TB2020-48，TB2020-36 和TB2020-25等6 個親本材料的產(chǎn)量表現(xiàn)也不錯，可以考慮作為直接利用的親本材料資源或進入品種觀察試驗等相關(guān)試驗(見表3)。

表3 2020年西藏引進蕎麥親本材料產(chǎn)量及結(jié)果情況

續(xù)表

為了加大蕎麥的產(chǎn)量和利用價值，應(yīng)該加強資源的引進和利用工作，是蕎麥育種工作的一項重要工作任務(wù)。

4.3 EMS處理

甲基磺酸乙酯(中文別名甲磺酸乙酯，英文名稱：Ethylmethylsulfone，簡稱EMS)，無色液體，能與乙醇混溶，微溶于水，生物學(xué)上可以用來創(chuàng)建突變體庫、育種，但是必須注意防護，防止誘導(dǎo)癌癥。

EMS 誘變處理步驟如下：蕎麥種子500 g 放置桶中(已清洗干凈，晾干)，加入兩倍體積(1 400 mL)的蒸餾水；加入11 mL EMS(甲基磺酸乙酯)溶液，水溶液EMS 終濃度為0.942%，通風(fēng)櫥中操作，下同；加入EMS 后，室溫條件下在振蕩器300 rpm/min混勻過夜(10^12 h)；關(guān)掉振蕩器，取出EMS處理的桶，放置2 min，加入等體積配制好的0.2 M Na2S2O3上下顛倒混勻，中和靜置15 min；濾網(wǎng)器過濾掉中和過的EMS 水溶液，廢液倒入通風(fēng)櫥的下水中，加1 L 蒸餾水沖洗5 次，每次將水用濾網(wǎng)器過濾干凈，直到流出的溶液沒有泡沫狀；將所處理的種子傾倒于濾網(wǎng)(種子網(wǎng)袋)中，并用塑料袋兜住底部，從通風(fēng)櫥取出后放在洗池中，用流水沖洗5 min，空中掛置控干水分。實驗完成后，將窗戶和門打開通風(fēng)1 h。

2019 年，EMS 處理72 份材料，最后僅有3 粒結(jié)實種子，故無法進行比較分析。2020年，EMS 誘變處理20 個蕎麥品種。EMS 處理后的ZQM37、昌都K 八宿和ZQM34 出現(xiàn)了產(chǎn)量增加，但ZQM07、ZQM24、黔 威3 號、ZQM03、加 熱T 蕎、ZQM25、ZQM60、ZQM02、加熱k 蕎、昌都T 八宿、ZQM47、多羅、晉蕎1 號、ZQM14、ZQM49、野外紅和榆蕎麥等17個品種則出現(xiàn)了減產(chǎn)情況，其中多羅、晉蕎1號、ZQM14、ZQM49、野外紅和榆蕎麥等6 個品種減產(chǎn)幅度達40%以上(見表4)。

表4 2020年20份西藏蕎麥品種EMS處理后的產(chǎn)量及結(jié)果情況

EMS 處理后，從產(chǎn)量結(jié)果來看，誘變品種出現(xiàn)了生理生化改變的情況。僅從產(chǎn)量結(jié)果上分析，可能會直接導(dǎo)致對品種產(chǎn)量的正向和負向情況的發(fā)生。對于其他生理生化指標(biāo)的變化，需要從多方面開始分析，以便更好地利用各種誘變理化性質(zhì)結(jié)果。

5 結(jié) 論

2019、2020 年的品種觀察結(jié)果表明，兩年表現(xiàn)較好的共42 份材料，去掉6 份重復(fù)材料，共36 份材料，分 別 是：PCQM2020004，PCQM2020005，ZQM0010，ZQM007，ZQM008，ZQM008，ZQM009，ZQM013，ZQM014，ZQM015，ZQM018，ZQM021，ZQM024，ZQM027，ZQM027，ZQM029，ZQM030，ZQM032，ZQM035，ZQM036，ZQM037，ZQM043，ZQM044，ZQM045，ZQM047，ZQM049，ZQM050，ZQM052，ZQM056，ZQM057，ZQM058，ZQM059，ZQM060，ZQM066，ZQM068 和貴米11 號，建議在2021—2022 年繼續(xù)進行兩年的觀察試驗，做進一步的篩選鑒定工作。其余參試材料，產(chǎn)量與對照相比，低于對照品種(系)，但作為資源，都須進行妥善保存，以便今后利用，尤其是對錯那縣貢日鄉(xiāng)當(dāng)?shù)厥w麥、隆子縣加玉鄉(xiāng)強栓村黃蕎、隆子縣加玉鄉(xiāng)強栓村本地蕎麥、底雅鄉(xiāng)底雅村本地蕎麥和昌都八宿農(nóng)家品種等地方性的品種資源，更要做好種質(zhì)資源保存，以便豐富重要的種質(zhì)資源庫。

就親本資源材料而言，由于資源相對匱乏，針對目前狀況，需要從兩方面入手：一是加強從國內(nèi)外引進優(yōu)質(zhì)優(yōu)異的親本材料資源；二是加強從國內(nèi)外學(xué)習(xí)蕎麥育種的先進技術(shù)，以加快西藏蕎麥品種選育工作。建議2021—2022 年重點觀察TB2020-21，TB2020-37，TB2020-47，TB2020-26，TB2020-48，TB2020-36 和TB2020-25 這7 個親本材料的產(chǎn)量及其他性狀因素評判工作。

EMS育種誘變工作重點是注意對人體的傷害，防止誘導(dǎo)失敗，加速縮短育種時限，早日育成蕎麥新品種(系)。2020年通過EMS誘變處理20個蕎麥品種，ZQM37、昌都K 八宿和ZQM34 出現(xiàn)了產(chǎn)量增加，要進一步總結(jié)誘變形成機理，在西藏蕎麥育種工作中加強開展EMS 等誘變育種研究工作方法，創(chuàng)建出理想突變體、突變庫，創(chuàng)建優(yōu)異優(yōu)質(zhì)的育種材料。需要對EMS 數(shù)據(jù)結(jié)果再進行更深入細致的分析，摸索出EMS誘變機理、最佳誘變使用劑量。

6 展 望

西藏蕎麥的選育工作中，要加強對甜蕎、苦蕎的觀察鑒定；同時，在目前的試驗條件下，要有選擇性地開展甜蕎、苦蕎鑒定、評價和選育工作，尤其是要避免甜蕎親本混雜等不利于種質(zhì)資源保存的情況出現(xiàn)。加強甜蕎、苦蕎品種(系)選育工作，篩選出產(chǎn)量高、性狀穩(wěn)定的優(yōu)勢品種(系)；還要加強親本材料資源的引進、利用、保存、鑒定與再利用研究工作，加強綜合性狀的評判工作；加強優(yōu)異資源引進與育種結(jié)合，在產(chǎn)量穩(wěn)定的前提下，進一步加強蕎麥品質(zhì)育種選育工作。同時，需要結(jié)合西藏蕎麥生產(chǎn)實際需求，加強新技術(shù)方法的研究與利用，如加強EMS 處理技術(shù)在西藏物候條件下誘變育種的研究，摸索出實際處理方法、誘變適宜產(chǎn)生的突變劑量，加強對誘變后蕎麥生理生化指標(biāo)變化的研究，更好地利用各種誘變理化性質(zhì)，從多方面、多角度、深入地分析，挖掘其機理導(dǎo)致的品種產(chǎn)量的正向和負向情況，以便科學(xué)地誘變、利用和應(yīng)用。逐步引進現(xiàn)代育種新技術(shù)、新方法，開展西藏蕎麥現(xiàn)代生物育種、信息育種研究，面向西藏生產(chǎn)需求加以利用，產(chǎn)生好的生產(chǎn)效益和經(jīng)濟效益，達到育種設(shè)計的目標(biāo)和改良要求。