燕麥品種中燕1號(hào)改良三圃制提純復(fù)壯技術(shù)

燕麥?zhǔn)且环N營(yíng)養(yǎng)豐富的谷物，富含β-葡聚糖、可溶性膳食纖維、燕麥堿等成分，其β-葡聚糖被證實(shí)可通過(guò)降低低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）和調(diào)節(jié)餐后血糖發(fā)揮心血管保護(hù)作用。作為耐寒作物，燕麥在貧瘠土壤中仍能保持較高產(chǎn)量，其種植對(duì)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和保護(hù)糧食安全具有重要價(jià)值[1。中燕1號(hào)是燕麥研究團(tuán)隊(duì)在對(duì)我國(guó)燕麥種質(zhì)資源鑒定研究的基礎(chǔ)上，成功培育出的高 β- 葡聚糖含量的裸燕麥品種。其母本為地方品種夏燕麥，特點(diǎn)是β-葡聚糖含量高（ 5.0%～5.5% ）；父本為赤38莜麥，特點(diǎn)是產(chǎn)量高、農(nóng)藝性狀好。然而，隨著種植年限延長(zhǎng)和環(huán)境壓力加劇，中燕1號(hào)種質(zhì)退化問(wèn)題日益突出，嚴(yán)重威脅其生產(chǎn)潛力。燕麥 β- 葡聚糖作為其核心功能成分，在種質(zhì)退化過(guò)程中由于遺傳漂變與基因型混雜、連作障礙與代謝抑制、抗逆性衰退與次生代謝失衡等機(jī)制[的存在，而呈現(xiàn)顯著下降趨勢(shì)。

三圃制是一種作物良種繁育體系，即通過(guò)設(shè)立株行圃、株系圃和原種圃三階段，對(duì)優(yōu)良單株進(jìn)行分代篩選和鑒定，其核心特點(diǎn)包括分階段選擇、嚴(yán)格去雜去劣及多代遺傳穩(wěn)定性驗(yàn)證[]。在品種提純復(fù)壯中，采用三圃制可通過(guò)逐代淘汰遺傳變異株和劣株，有效恢復(fù)品種原有優(yōu)良特性，降低混雜退化風(fēng)險(xiǎn)，延長(zhǎng)品種使用年限，同時(shí)為后續(xù)生產(chǎn)提供高純度原種。尤其對(duì)于小麥、青稞等自花傳粉作物效果顯著。本研究采用的改良三圃制，整個(gè)篩選流程依次為選擇圃一株行圃一穗行圃一穗系圃一原種圃。這一逐層篩選的過(guò)程旨在獲得高質(zhì)量的混系種子，以供原種圃的種植使用。改良后的三圃制不僅提高了種子的純度和健康水平，還有效地促進(jìn)了中燕1號(hào)品種的提純和復(fù)壯，同時(shí)能夠確保所選種子的遺傳穩(wěn)定性，有效解決種質(zhì)退化過(guò)程中因基因型混雜等因素導(dǎo)致的β-葡聚糖含量持續(xù)降低的問(wèn)題。

1品種與基地選擇

1.1燕麥品種選擇中燕1號(hào)具有獨(dú)特的農(nóng)藝性狀及優(yōu)越的營(yíng)養(yǎng)特性，β-葡聚糖含量為 5.5%～ 6.0% ，抗倒伏能力突出（倒伏率 lt;10% ），且耐旱性和抗病性較好，生育期約為 90d 。然而隨著種植代數(shù)增加，中燕1號(hào)發(fā)生明顯的種質(zhì)退化，主要表現(xiàn)為β- 葡聚糖含量不穩(wěn)定[3]。因此采用包括三圃制在內(nèi)的提純復(fù)壯技術(shù)，恢復(fù)品種純度并提高功能成分含量勢(shì)在必行。

1.2三圃田種植基地選擇根據(jù)燕麥的種植特點(diǎn)，選取河北省承德市豐寧縣魚兒山鎮(zhèn)作為種植地點(diǎn)。種植地平均海拔 1460m ，燕麥生長(zhǎng)期平均溫度為6～20% ，無(wú)極端高溫；地處半干旱氣候區(qū)，土壤有機(jī)質(zhì)含量適中，質(zhì)地疏松（沙壤土），滲透性良好，無(wú)低洼積水區(qū)，整體符合燕麥生產(chǎn)需求。種植過(guò)程中與常規(guī)燕麥田及其他禾本科作物種植區(qū)保持 500m 以上的空間隔離距離，避免生物學(xué)混雜，確保提純復(fù)壯材料的遺傳純度[]。

1.3β-葡聚糖檢測(cè)燕麥?zhǔn)斋@后送至實(shí)驗(yàn)室及第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)燕麥粒β-葡聚糖含量進(jìn)行檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)采用酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法（ELISA），利用抗原抗體反應(yīng)原理，將β-葡聚糖與特定抗體結(jié)合，通過(guò)酶促反應(yīng)顯色，再用分光光度計(jì)測(cè)定吸光度，計(jì)算獲得β-葡聚糖含量[5-]。

2改良三圃制技術(shù)實(shí)施流程

2.1選擇圃種植（基礎(chǔ)群體建立）播種前將種子用福爾馬林溶液浸泡 10min ，隨后堆悶2h并攤開晾干，用以預(yù)防燕麥日常高發(fā)的堅(jiān)黑穗病。種植前深耕 20～25cm ，并施用復(fù)合肥磷酸二銨 20～30kg/667m² 作基肥。采用寬行稀植模式，行距 30cm ，株距4～6cm，播種量控制在 8～10kg/667m² 之間。采用人工開溝點(diǎn)播，播種深度 3～5cm ，播后覆土鎮(zhèn)壓保。苗期、分蘗期及抽穗期進(jìn)行灌溉，以促進(jìn)分蘗成穗，避免干旱，保持土壤濕度。燕麥全生育期均需對(duì)其性狀進(jìn)行按時(shí)觀察和記錄，典型性狀觀測(cè)方法見(jiàn)表1。

2.2燕麥株行圃種植 燕麥株行圃種植通過(guò)分蘗數(shù)、穗型及抗病性等性狀對(duì)單株進(jìn)行選擇。具體為選擇分蘗數(shù) ?3 個(gè)，莖稈粗壯、抗倒伏，銹病及堅(jiān)黑穗病抗性高，成熟期籽粒飽滿，千粒重 ?25g 的單株進(jìn)行株行圃播種[7。每株種子種1行，行長(zhǎng) 4m ，行距 25～30cm ，株距 5cm_? 根據(jù)表1內(nèi)容建立株行檔案，記錄生育期性狀表現(xiàn)及淘汰原因。成熟期按“單收、單脫、單儲(chǔ)”原則操作，避免機(jī)械混雜[8]。

2.3燕麥穗行圃種植 將株行圃種植獲得的種子以麥穗為單位分別收獲，對(duì)每穗的株高、穗長(zhǎng)、單穗粒數(shù)、千粒重等參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)記錄。選取株高 ? 80cm ，穗長(zhǎng) ?15cm （穗型緊湊且小穗分布均勻），單穗粒數(shù) ?40 粒，籽粒千粒重 ?25g ，且穗部無(wú)堅(jiān)黑穗病、銹病等侵染痕跡的燕麥進(jìn)行穗行圃種植。每個(gè)穗行設(shè)1行，行長(zhǎng) 2m ，行距 25cm^[9] 。根據(jù)表1內(nèi)容建立穗行檔案，記錄生育期性狀表現(xiàn)及淘汰原因。成熟期每個(gè)穗行進(jìn)行混收。

2.4燕麥穗系圃種植將穗行圃的種子以穗行為單位分別收獲，對(duì)每個(gè)穗行的株高、穗長(zhǎng)、單穗粒數(shù)、千粒重等參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)記錄。選取長(zhǎng)勢(shì)一致、符合中燕1號(hào)品質(zhì)特征的種子，進(jìn)行穗系圃種植。每組被選取的穗系種子設(shè)1個(gè)小區(qū)種植，采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)小區(qū)設(shè)4行，行長(zhǎng) 2m ，行距 25cm ，株行圃周邊設(shè) 2m 寬保護(hù)行，防止花粉混雜，試驗(yàn)區(qū)與相鄰地塊間隔 ?50m. 。根據(jù)表1內(nèi)容建立穗系檔案，記錄生育期性狀表現(xiàn)及淘汰原因。選取各發(fā)育階段皆表現(xiàn)優(yōu)異的穗系圃小區(qū)，成熟期將種子混收用于原種圃的種植。

2.5原種圃種植穗系圃種植的燕麥?zhǔn)斋@后進(jìn)行混系擴(kuò)繁。播種前篩選種子，剔除癟粒、破損粒，確保發(fā)芽率 ?90% 。采用機(jī)械精量播種，行距 25cm ，株距 2～3cm ，每穴播種3～4粒，保苗密度8萬(wàn) ～10 萬(wàn)株 /667m² 。四周設(shè)置保護(hù)行和 25m 以上空間隔離帶，避免與其他燕麥品種或近緣種雜交[10]。

表1燕麥全生育期典型性狀觀測(cè)方法

待穗上部籽粒完熟、下部籽粒蠟熟時(shí)適時(shí)收割，割曬后田間后熟3～5d，籽粒含水量 ?14% 時(shí)脫粒，此時(shí)干物質(zhì)積累最大，發(fā)芽率穩(wěn)定[11-12]。自然晾曬或 35～40^°C 循環(huán)風(fēng)干燥種子[13]，過(guò)篩去除癟粒、雜質(zhì)，磁選剔除金屬異物。儲(chǔ)存容器需注明品種名稱、純度、生產(chǎn)日期及批次號(hào)，儲(chǔ)存空間要求防潮、防鼠、避光，定期通風(fēng)，以防霉變。貯藏溫度 ?15^°C ，相對(duì)濕度 ?50% ，種子含水量控制在 12% 以下，定期檢測(cè)環(huán)境溫濕度及種子發(fā)芽率。

3田間管理關(guān)鍵技術(shù)

在改良三圃制實(shí)施過(guò)程中結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化田間管理能夠顯著優(yōu)化燕麥的農(nóng)藝性狀與抗逆性。肥水管理施肥以底肥為主、追肥為輔，氮、磷、鉀配合施用。燕麥?zhǔn)悄秃敌暂^強(qiáng)的作物，在有灌溉條件的地區(qū)，通過(guò)適時(shí)補(bǔ)充水分，可實(shí)現(xiàn)燕麥超高產(chǎn)栽培。灌溉水應(yīng)符合GB5084—2021《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》要求，不能用污染的水源。雨澇時(shí)一定要注意排水，可配套排水渠或采取人工挖溝的方法排水。病蟲害防治應(yīng)選擇生物防治，采用低毒農(nóng)藥防治燕麥生長(zhǎng)期病蟲害，利用2億孢子 /g 木霉菌可濕性粉劑50g/667m² 拌種預(yù)防燕麥黑穗病，利用 5% 氨基寡糖素水劑1000 倍液葉面噴施預(yù)防銹病[14]。蚜蟲高發(fā)期釋放異色瓢蟲200頭 /667m² ，或使用低毒農(nóng)藥吡蟲啉進(jìn)行防控，條播機(jī)同步實(shí)施藥劑拌種（如辛硫磷顆粒及福美雙）可防控地下害蟲。去雜除草 分蘗期、抽穗期和成熟期進(jìn)行3次田間去雜，剔除異型株、病弱株及雜株，確保雜株率 ?0.1% 。分期結(jié)合中耕進(jìn)行人工除草，重點(diǎn)清除大麥、節(jié)節(jié)麥、野燕麥等與燕麥競(jìng)爭(zhēng)性強(qiáng)的雜草[15]。燕麥抽穗后3～5d進(jìn)行逐行檢查，重點(diǎn)標(biāo)記雜株位置并拔除。收獲在蠟熟末期至完熟期前人工割除雜株并單獨(dú)存放，收割后利用風(fēng)力或比重篩選機(jī)分離輕癟籽粒及雜種。

4結(jié)語(yǔ)

本研究采用的改良三圃制，是在傳統(tǒng)三圃制（株/穗行圃一株/穗系圃一原種圃）的基礎(chǔ)上，擴(kuò)增為選擇圃一株行圃一穗行圃一穗系圃一原種圃，通過(guò)延長(zhǎng)篩選鏈條（從傳統(tǒng)三階段擴(kuò)增至五階段）強(qiáng)化了對(duì)退化植株的淘汰能力，并在各階段均建立了生育期性狀檔案，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)β-葡聚糖含量動(dòng)態(tài)變化，同時(shí)通過(guò)分析比較提升抗逆性評(píng)估的準(zhǔn)確性，為中燕1號(hào)的提純復(fù)壯提供了系統(tǒng)性技術(shù)支撐。

通過(guò)改良三圃制可以使燕麥品種中燕1號(hào)獲得有效的提純復(fù)壯，預(yù)期原種純度可達(dá) 99.5% ，能夠有效提升β-葡聚糖含量的穩(wěn)定性。目前，已獲得結(jié)果的數(shù)據(jù)表明（暫只獲得選擇圃、株行圃及穗行圃篩選數(shù)據(jù)），穗行圃燕麥粒 β- 葡聚糖含量較選擇圃增加了 12.7% 。作為功能食品原料的關(guān)鍵品質(zhì)指標(biāo)，β-葡聚糖含量的穩(wěn)定性提升直接關(guān)聯(lián)降血脂、調(diào)節(jié)腸道菌群等核心功能特性。穩(wěn)定且高 β- 葡聚糖含量的種質(zhì)資源不僅能夠?yàn)楣δ苁称樊a(chǎn)業(yè)提供供應(yīng)鏈保障，并且通過(guò)區(qū)塊鏈溯源系統(tǒng)記錄全生育期農(nóng)藝操作，實(shí)現(xiàn)從田間到加工廠的質(zhì)量可追瀕，為構(gòu)建從田間到餐桌的全鏈條品質(zhì)保障體系奠定了種質(zhì)基礎(chǔ)。

經(jīng)過(guò)改良三圃制對(duì)中燕1號(hào)燕麥進(jìn)行提純和復(fù)壯成功實(shí)現(xiàn)了原種的繁育，保持了優(yōu)良的種性，恢復(fù)了品種的高β-葡聚糖含量，并顯著延長(zhǎng)了品種的使用年限。這一過(guò)程不僅有效提升了燕麥的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，還有助于提高其產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。在提純復(fù)壯過(guò)程中詳細(xì)記錄了各個(gè)階段的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的系統(tǒng)性積累，能夠建立一套完整的燕麥育種控制參數(shù)，為今后的研究和實(shí)際應(yīng)用提供了重要的科學(xué)依據(jù)。此外，本研究中所采用的改良三圃制技術(shù)具備良好的推廣潛力，有望擴(kuò)展至小麥、大麥等其他自花授粉的麥類作物中。這將為未來(lái)在多種糧食作物中繁育優(yōu)良品種奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

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（收稿日期：2025-05-07）