甘孜州青稞育成品種系譜分析及展望

江 謐,李 健,張 英

(四川省甘孜州農業科學研究所,四川 康定 626000)

四川省甘孜藏族自治州地處青藏高原東南緣,青稞既是當地唯一大面積種植的糧食作物,也是重要的釀酒原料和牲畜越冬飼料。在國際環境復雜多變的條件下,青稞的高產、穩產,對于藏區“糧食安全”具有舉足輕重的意義。因此,在建國初期,青稞優良品種的選育工作就得到國家的高度關注和大力扶持。經過70余年的努力,甘孜州成功選育一系列青稞品種,隨著優良品種的推廣種植,甘孜州的青稞總產和單產都得到了大幅提升,為甘孜州糧食安全做出了貢獻。通過對育成品種進行系譜分析可以了解育成品種的親緣關系,找出親本選配規律,挖掘骨干親本,為今后品種選育提供重要的參考依據。

1 甘孜州青稞育成品種簡介

通過檢索甘孜州青稞育成品種的相關信息,從中篩選出在生產上具有較大推廣面積或在青稞品種選育活動中具有較大作用,且系譜信息相對完整的育成品種。通過整理,共有24個青稞育成品種。

1.1 黑六棱

1955年,由甘孜州農試場從道孚縣農家品種中評選出來。黑六棱春性、中熟,生育期130～140d。株高90～110cm,分蘗能力強,葉色較深,六棱、長芒,灌漿后期穗下莖桿彎曲向下,韌度高,桿硬抗倒,黑穎黑粒,穗粒數35～40粒,千粒重32～36g[1]。

1.2 白六棱

1957年,經甘孜州農試場和爐霍縣農試站合作,從爐霍縣農家品種中混選育成“白六棱”青稞[1]。

1.3 乾寧四棱青稞

由甘孜州農試場以乾寧縣地方品種為親本,采用選擇育種法選育而成,該品種穩產、多抗、耐瘠[1]。

1.4 1211青稞

1211青稞是甘孜州農試站以丹巴縣東谷鄉地方品種為親本,采用選擇育種法選育而成[1]。

1.5 理塘短芒白青稞

由甘孜州農科所和理塘縣農技站以理塘地方種質為親本,采用系統選擇法選育而成,在甘孜州理塘縣為主的南路各縣得到推廣種植[1]。

1.6 809青稞

由甘孜州農科所于1962年從嚴重混雜的地方種質中選擇單株,按選擇育種法選育而成[1]。

1.7 813青稞

由甘孜州農科所于1962年從嚴重混雜的地方種質中選擇單株,按選擇育種法選育而成[1]。

1.8 康青4號

由甘孜州石渠縣以外引品系68321為親本,按選擇育種法選育而成。該品種春性,中晚熟,生育期為129～137d,株高90～100cm,四棱、長芒,穗粒數為36～44粒,千粒重為40g左右,圓粒、粒色淺藍,較抗旱、抗倒伏[1]。

1.9 6284組合

由甘孜州農科所和原爐霍縣農試站共同選育而成,其親本組合為白六棱/岷縣青稞,株高90～110cm,六棱長芒,穗粒數30～40粒,千粒重34g左右[1]。

1.10 1172青稞

1976年,由甘孜州農科所選育而成,其親本組合為813青稞/青海69早,該品種在甘孜州各縣推廣,大面積應用的時間約5～7年[1]。

1.11 繁34號

由甘孜州農科所于1976年選育而成,其親本組合為813/青海69早。20世紀80年代初,繁34青稞主要在甘孜州東南部海拔3000m以上且氣候濕潤的區域推廣種植[1]。

1.12 折多1號

由甘孜州農科所選育,親本組合為1172青稞/昆侖1號,該品種株高較低,約為70～80cm,稈硬,抗倒伏,中等分蘗力。穗型六棱,長芒,穗長5cm,千粒重約為40g左右[1]。

1.13 康青1號

1983年,由甘孜州農科所選育而成,親本組合為(813/青海69早)F3/昆侖1號,該品種春性,偏早熟,生育期約為123d,幼苗直立,葉色較深,中等分蘗力,成穗率高,株高約80cm,株型半松散,莖稈彈性較好,中度抗倒伏,抽穗整齊,落黃好[1]。

1.14 康青2號

康青2號是康青1號同一組合的姊妹系。該品種春性,偏早熟,生育期約為121d,幼苗直立,葉色較深,葉耳白色。株型緊湊,莖稈彈性好,抗倒伏,株高約85cm,穗型六棱,長齒芒,穗粒數約為34～48粒,千粒重為37.6～43.9g,平均41.1g,品質優于康青1號[1]。

1.15 康青3號

甘孜州農科所選育的突破性青稞品種,親本組合為甘肅岷縣青稞/1211//1172/青海69早,該組合復合雜交的F2代種子經輻射處理,處理后的子代材料按系譜法選育而成。1987年,該品種經審定定名為康青3號。該品種高產、穩產、多抗、廣適,因此播種面積逐年擴大。據相關報道,審定后1年,該品種即被推廣至西藏、青海、四川、甘肅、云南、內蒙古等廣大青稞產區,1998年相關資料表明,該品種累計推廣面積已經達到3×105hm2以上[1]。

1.16 康青5號

康青5號是康青3號的姊妹系。該品種春性、中早熟,生育期約為124～143d,其幼苗直立、頂土力強,分蘗力中等,成穗率高,株高約為88cm,穗型四棱,長芒,穗粒數約為44粒,千粒重約45g,較抗旱、耐瘠[1]。

1.17 康青6號

由甘孜州農科所選育,親本組合為(康青3號/藏青80)F1//hiploly。該品種春性,中熟,生育期125～140d,幼苗直立,葉色較深,強分蘗力,抽穗后葉耳轉為紫色,株型緊湊,抽穗整齊,成穗率中等,株高約為98～105cm[2]。

1.18 康青7號

康青7號的親本組合為(康青3號/甘孜白六棱)//(乾寧本地/康青3號),該品種與康青6號具有共同親本康青3號,因此,品種特征與康青6號相似。兩者的區別在于,康青7號粒色淺褐,株高105～113cm,千粒重41～45g,穗粒數42～46粒,生育期128～148d[3]。

1.19 康青8號

由甘孜州農科所選育,親本組合為(光芒六棱/9022)F1//(色查2號/92003)F1。該品種春性,全生育期140d左右。幼苗半直立,分蘗力中等。苗葉深綠,葉片大小適中,葉耳、莖節白色。植株較整齊,平均株高105cm左右,穗長方型,長光芒,裸粒,籽粒淺黃色,半角質,籽粒長橢圓形、飽滿。小穗密度中等,穗粒數45～48粒/穗,千粒重43～45g。

1.20 康青9號

由甘孜州農科所選育,親本組合為(色查2號/95801)F1//(乾寧本地青稞/甘孜白六棱)F1,該品種春性,全生育期130天左右。幼苗半直立,分蘗力中等,苗葉深綠,葉片大小適中,葉耳、莖節白色。株型較松散,株高80～110cm。穗長方型,四棱,長芒,齒芒,裸粒,籽粒黃色、角質、長橢圓形、飽滿。小穗密度中等,穗粒數43～46粒/穗,千粒重45～47g[4]。

1.21 康青10號

以甘孜州農科所育成品種“康青3號”為母本,以云南德欽縣地方種質德欽紅青稞為父本,配置雜交組合,按系譜法選育而成的青稞品種。該品種春性、中熟,生育期135d左右,株高約110cm,幼苗半直立,株型半松散、穗型六棱,長齒芒、葉耳白色、籽粒紅褐色、穗粒數約為45粒左右、千粒重約為43g左右[5]。

1.22 康青11號

由甘孜州農科所、四川省農科院合作選育的青稞品種,親本組合為甘孜黑六棱/康青3號,2020年12月完成非主要農作物品種登記,適宜在甘孜州農業區春播種植。

1.23 康青12號

由甘孜州農科所、四川省農科院合作選育的青稞品種,親本組合為藏青690/康青6號,于2020年12月完成非主要農作物品種登記,適宜在甘孜州農業區春播種植。

1.24 康青糯1號

由甘孜州農科所、四川省農科院合作選育的青稞品種,親本組合為藏青85/30005-17,2020年12月完成非主要農作物品種登記,適宜在甘孜州農業區春播種植。

2 青稞育成品種親本分析

參試青稞品種的系譜信息表明,這些品種所涉及的親本種質為32份,可以劃分為五種類型。第一類為當地農家品種,20世紀50～60年代的青稞育成品種的親本主要為當地青稞主要產區的農家種,占比40.63%。第二類為本地育成品種,占比18.75%。第三類為外引育成品種,占比18.75%,其中包含3個西藏自治區育成品種和兩個青海省育成品種。第四類為外引種質,占比15.63%,包含青海省、西藏自治區、甘肅省、云南省和澳大利亞大麥(青稞)種質。第五類為本地中間品系,占比9.38%(圖1)。

圖1 青稞育成品種親本類型分析

3 青稞骨干親本及其衍生品種分析

3.1 青稞育成品種親本使用頻次分析

通過統計32個親本種質在甘孜州青稞品種選育活動中的使用頻次,發現使用頻率大于2次的親本種質分別是1172青稞、昆侖1號、岷縣青稞、813青稞、康青3號、青海69早(圖2)。

圖2 親本種質使用頻次分析

3.2 青稞骨干親本

親本種質使用頻率的分析結果表明,6個親本種質是甘孜州青稞品種選育活動中高頻使用的親本種質,分別是1172青稞、昆侖1號、岷縣青稞、813青稞、康青3號、青海69早。分析參試育成品種的選育報告,結果表明,在90年代以前,參試育成品種高頻使用的親本主要為1172青稞、昆侖1號、岷縣青稞、813青稞和青海69早,因此,這5個種質為第一代骨干親本。在進入21世紀后,康青3號是唯一高頻使用的親本種質,因此,康青3號是第二代骨干親本。

3.3 骨干親本衍生品種分析

通過分析育成品種的系譜信息,梳理了以6個骨干親本作為親本或祖先種的衍生種,結果顯示,813青稞、青海69早產生的衍生種數量最多,達到10個品種,該品種及其衍生種數量已經達到參試育成品種數的45.83%。其次是康青3號和昆侖1號,衍生種均為4個,最后是1172青稞和岷縣青稞,其衍生種為3個(圖3)。

圖3 骨干親本及其衍生種數占參試育成品種數的比例

4 青稞育成品種選育方法分析

通過檢索參試育成品種的選育信息發現,建國以來,甘孜州青稞育成品種的選育方法涉及三種類型,即選擇育種法,雜交育種法,誘變育種法。結合育成品種的育成年代發現,采用選擇育種法選育而成的青稞品種主要集中在20世紀50～60年代,總計8個品種,占比33.33%。在此之后,15個參試青稞品種采用雜交育種法選育而成,占比62.50%。僅1個品種(康青3號)采用雜交育種法和誘變育種法相結合的方式選育而成,占比4.17%(圖4)。

圖4 青稞育成品種選育方法分析

5 問題與展望

5.1 青稞種質資源豐富,但利用率較低

青藏高原是裸大麥的多樣性中心,蘊含豐富的青稞種質資源,大麥作為全球第四大糧食作物和重要的模式植物,其種質資源亦非常豐富。但是,無論從數量、來源、趨勢和系譜關系等角度分析,甘孜州農科所對豐富種質資源的利用效率是較低的。

甘孜州農科所青稞育成品種所涉及的親本種質僅為32份。進入21世紀后,雖然科研條件和科研經費相對建國初期有翻天覆地的改善,但選育的青稞品種所涉親本種質只有17份。總體而言,親本主要由本地種質構成,占比達到68.75%,外引種質的利用率不足。從系譜關系來看,甘孜州青稞育成品種的遺傳多樣性較低,遺傳基礎較為狹窄。813青稞及其衍生種,青海69早及其衍生種的數量均達到參試育成品種總數的45.83%。進入21世紀后,甘孜州農科所選育了8個育成品種,其中50%以康青3號為親本或祖先種,育成品種的遺傳多樣性顯著降低,遺傳基礎更為狹窄,極不利于突破性青稞品種的選育。

因此,加強青稞種質資源研究,提升種質資源的使用效率,是甘孜州農科所選育突破性青稞品種的關鍵途徑。

5.2 育種手段單一

甘孜州青稞育成品種的選育手段單一,95.83%的育成品種僅僅依靠系統選擇和雜交育種技術選育而成,僅有一個品種采用了輻射誘變育種技術。從效果上看,采用了輻射誘變技術的青稞品種康青3號成為了突破性青稞品種,推廣面積大,使用時間長,還成為了重要的骨干親本,最近20年選育的8個青稞品種,有4個以康青3號為親本或祖先種。因此,加強先進育種技術的引進和利用,是推動突破性青稞品種選育的有效途徑。