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斑茅的杂交利用价值探讨



全 文 :  收稿日期: 2001-12-29
  作者简介: 沈万宽 ( 1969- ) ,男 ,农艺师。 研究方向:甘蔗种质资源及病理。
文章编号: 1005-927X ( 2002) 03-0001-05
斑茅的杂交利用价值探讨
沈万宽
(广州甘蔗糖业研究所 ,广东 广州 510316)
摘要: 根据海南甘蔗育种场的多年研究资料 ,通过对甘蔗属与斑茅杂交后代的真实性进行分析 ,初
步认为: 甘蔗属与斑茅属间杂交已培育出含斑茅血缘的 F1真杂种 ,至今仍未证实有含斑茅血缘的
F2真杂种或含斑茅血缘的甘蔗品种。 建议进一步进行研究 ,探索能否通过常规杂交方法 ,对斑茅
F1进一步加以利用。
关键词: 斑茅 ; 杂交利用
中图分类号: S566. 1     文献标识码: A
斑茅 [Erianthus arundinaceus ( Retz. ) Jesw iet ]属蔗茅属 ,是甘蔗近缘植物 ,具有较强的抗
病虫性、抗旱性、抗寒性及耐瘠性 ,宿根性好 ,分蘖性强 ,极粗生 ,适应性广 [1, 2 ]。通过远缘杂交途
径 ,对斑茅的多种强抗逆性基因进行研究利用 ,极有可能获得一批多抗的甘蔗新种质 ,扩大甘
蔗育种的种质库 ,为选育出抗逆性强、丰产优质的甘蔗新良种打下基础。因此 ,国内外甘蔗育种
界对斑茅的研究较早、较重视 ,特别对斑茅的植物学性状、染色体行为 [ 3- 6]等方面研究较多。在
斑茅杂交利用方面 ,虽然也进行了一些试探性杂交试验 ,但一直未取得突破性进展。
1 斑茅杂交利用概况
我所海南甘蔗育种场是大陆从事斑茅杂交利用研究较早的单位 ,于 1957年开始进行斑茅
的杂交利用 ,特别是 1994年以来在广东省及原轻工业部有关项目的资助下 ,斑茅的杂交利用
研究得到了迅速发展。
1. 1 利用热带种与斑茅、中国种与斑茅、大茎野生种与斑茅及栽培品种与斑茅进行属间杂交
海南甘蔗育种场共入选了 35个斑茅 F1创新材料 (表 1) ,其中热带种与斑茅杂交 F1 20个
品系 ,中国种与斑茅杂交 F1 9个品系 ,品种与斑茅杂交 F1 5个品系 ,大茎野生种与斑茅杂交 F1
1个品系。 35个品系中有 17个品系作同功酶鉴定 , 1个品系 (崖城 73-512)作形态学鉴定 , 17
个品系未作鉴定。 经同功酶鉴定为真杂种的有崖城 95-41、 96-40、 96-65、 96-60、 96-66、 96-67、
96-68、 96-69、 96-63、 96-32、 96-46共 11个品系 ,占鉴定品系的 64. 7% ;鉴定为假杂种的品系有
4个 ,占鉴定品系的 23. 5% ;另有 2个品系不能分出真假 ,占鉴定品系的 11. 8%。在斑茅 F1的
真杂种中 ,表现较突出的为崖城 95-41,抗旱能力极强 ,经人工接种试验 ,对嵌纹病表现为免
疫 ,对黑穗病表现为高抗 ,是一个不可多得的强抗逆性材料。
·1··研究探讨·        甘蔗  2002年 第 9卷 第 3期            
表 1 从亲缘关系上被认定为斑茅 F1的品系
品  系 亲  系 备  注
崖城 57-25 CP34-120×斑茅 同功酶鉴定和染色体分析为假杂种
崖城 90-4 CP72-1210×崖城斑茅 未鉴定
崖城 90-11 CP72-1210×崖城斑茅 未鉴定
崖城 90-31 Co1001×崖城斑茅 未鉴定
崖城 73-512 粤糖 57-423×斑茅 形态学上初步认为为假杂种
崖城 73-557 Badila×崖城斑茅 未鉴定
崖城 75-283 Badila×斑茅 未鉴定
崖城 75-285 Badila×斑茅 未鉴定
崖城 95-41 Badila×斑茅 同功酶鉴定为真杂种
崖城 96-40 Badila×斑茅 同功酶鉴定为真杂种
崖城 96-42 Badila×斑茅 未鉴定
崖城 96-43 Badila×斑茅 未鉴定
崖城 96-44 Badila×斑茅 未鉴定
崖城 96-45 Badila×斑茅 未鉴定
崖城 96-46 Badila×斑茅 同功酶鉴定为真杂种
崖城 96-55 Badila×斑茅 未鉴定
崖城 96-65 Badila×斑茅 同功酶鉴定为真杂种
崖城 96-66 Badila×斑茅 同功酶鉴定为真杂种
崖城 96-67 Badila×斑茅 同功酶鉴定为真杂种
崖城 96-68 Badila×斑茅 同功酶鉴定为真杂种
崖城 96-69 Badila×斑茅 同功酶鉴定为真杂种
崖城 96-35 50Uahiapele×斑茅 同功酶鉴定为假杂种
崖城 96-36 50Uahiapele×斑茅 同功酶鉴定为假杂种
崖城 96-60 50Uahiapele×斑茅 同功酶鉴定为真杂种
崖城 96-32 Akoki22×斑茅 同功酶鉴定为真杂种
崖城 95-21 江西竹蔗×斑茅 未鉴定
崖城 96-61 江西竹蔗×斑茅 同功酶鉴定为假杂种 (母本自交后代 )
崖城 96-62 江西竹蔗×斑茅 未鉴定
崖城 95-30 广西竹蔗×斑茅 未鉴定
崖城 95-31 广西竹蔗×斑茅 未鉴定
崖城 95-34 广东竹蔗×斑茅 未鉴定
崖城 95-35 广东竹蔗×斑茅 难确定
崖城 95-26 百年蔗×斑茅 未鉴定
崖城 95-27 百年蔗×斑茅 难确定
崖城 96-63 NG77-1×斑茅 同功酶鉴定为真杂种
1. 2 利用热带种与斑茅 F1、栽培品种与斑茅 F1进行回交
海南甘蔗育种场共入选了 12个斑茅 F2品系 (表 2) ,其中 5个为崖城 73-512的后代 , 3个
为崖城 57-25的后代 , 2个为崖城 95-41的后代 ,另外 2个品系分别为崖城 96-68、崖城 75-283
的后代。 1999年我所科研人员赴澳大利亚进修 ,对创新材料斑茅 F2崖城 97-38、 97-40(均为崖
城 95-41的后代 )进行分子标记鉴定 ,鉴定结果表明均不含斑茅血缘。其余 10个材料未作鉴
定 ,但其中有 3个品系为崖城 57-25的后代 , 5个品系为崖城 73-512的后代。 而崖城 57-25经
同功酶鉴定和染色体分析均认为不含斑茅血缘。崖城 73-512经形态学比较 ,初步认为是斑茅
的假杂种。因此 ,这 8个从亲缘关系上分析含斑茅血缘的斑茅 F2品系 ,可以初步认定极有可能
是假杂种。
·2·            甘蔗  2002年 第 9卷 第 3期        · 研究探讨·
表 2 从亲缘关系上被认定为斑茅 F2的品系
品  系 亲  系 备  注
崖城 62-70 崖城 57-25× S17 双亲均不含斑茅血缘 ,假杂种
崖城 59-844 崖城 57-25× S17 双亲均不含斑茅血缘 ,假杂种
崖城 88-27 CP72-1210×崖城 75-283 难确定
崖城 89-46 CP72-1210×崖城 57-25+ 82-108 难确定
粤糖 85-1254 C P72-1210×崖城 73-512 初步认为为假杂种
粤糖 85-1253 C P72-1210×崖城 73-512 初步认为为假杂种
粤糖 85-1589 C P72-1210×崖城 73-512 初步认为为假杂种
粤糖 85-1622 C P72-1210×崖城 73-512 初步认为为假杂种
赣南 82-660 NCo310×崖城 73-512 初步认为为假杂种
崖城 97-38 50Uahiapele×崖城 95-41 分子标记为假杂种
崖城 97-40 50Uahiapele×崖城 95-41 分子标记为假杂种
崖城 97-27 Korpi×崖城 96-68 父本为斑茅 F1真杂种 ,后代未鉴定
1. 3 对国内有关含斑茅血缘的品种或品系的分析
国内甘蔗育种界争论较多的赣蔗 1号、 8号、 14号、 15号是否真正含有斑茅的血缘? 虽然
从亲缘关系分析这些品种都含有斑茅的血缘 (斑茅的 F3或 F4 ) (图 1) ,但其血缘均来自崖城
57-25( CP34-120×斑茅 )。崖城 57-25经同功酶鉴定及染色体分析 ,均认为不含斑茅血缘。据此
分析所报道的含斑茅血缘的赣蔗系列品种 ,其实均不是斑茅的真实后代。我所选育的优良中间
材料粤糖 85-1589、 85-1622等 ,虽然从亲缘关系分析 (表 2)它们均为斑茅 F2 ,但其血缘均来自
崖城 73-512。而崖城 73-512经形态学分析 ,初步认为是斑茅的假杂种。由此看来 ,国内还没有
选育出经科学鉴定真正含斑茅血缘的品种或 F2及其更高世代的中间材料。
—— NCo310(♀ )
赣蔗 1号— —— 崖城 57-25(♀ ) (斑茅 F1的假杂种 )
——崖城 59-844(♂ )—
—— S17(♂ )
—— NCo310(♀ )
赣蔗 8号— —— 崖城 57-25(♀ ) (斑茅 F1的假杂种 )
—— 崖城 62-70(♂ )—
—— S17(♂ )
—— N Co310(♀ )
——赣蔗 8号 (♀ ) — —— 崖城 57-25(♀ )
赣蔗 14号— —— 崖城 62-70(♂ )—
——内江 57-416(♂ ) —— S17(♂ )
—— NCo310(♀ )
—— 赣蔗 1号 (♀ ) — ——崖城 57-25(♀ )
赣蔗 15号— —— 崖城 59-844(♂ )—
—— 内江 57-416(♂ ) —— S17(♂ )
图 1 曾被认为含斑茅血缘的赣蔗系列几个品种的亲缘关系图谱
·3··研究探讨·        甘蔗  2002年 第 9卷 第 3期            
2 斑茅杂交利用价值评价
海南甘蔗育种场通过常规远缘杂交途径 ,经多年的斑茅杂交利用研究分析 ,获得真正含斑
茅血缘的 F1是完全可能的 ,但机率也不会太高 (约 64. 7% ) ,母本为 Badila的组合较容易获得
成功。利用 F1与热带蔗或品种回交或杂交 ,至今未获得经科学方法鉴定真正含斑茅血缘的
F2、 F3 ,甚至选育出含斑茅血缘的生产品种。 至于有不少从亲缘关系上来看为斑茅后代的品种
或中间材料 ,可能是母本自交 ,或串粉、串种子的结果。经我所研究 ,斑茅 F1在开花习性、花粉
量及花粉发育率上 ,均具备与甘蔗属杂交获得真杂种的可能 ,但事实并非如此 ,这可能是与花
粉的亲和性有关 ,其具体问题有待于进一步研究。
3 斑茅进一步杂交利用的设想
以往海南甘蔗育种场绝大多数是用斑茅 F1品系作父本与甘蔗属进行回交或杂交 ,由于甘
蔗是雌雄同株植物 ,作母本的材料又没有经过严格的去雄处理 ,很容易形成自交。而斑茅 F1与
甘蔗属原种或品种亲缘关系较远 ,杂交时亲和性差 ,不容易授粉成功 ,很容易形成假杂交 ,这是
以往应用斑茅 F1作父本与甘蔗属原种回交或品种杂交 ,虽然杂交种子易获得 ,但并没有获得
含斑茅血缘的真正的斑茅 F2品系的主要原因。因此 ,今后在斑茅的杂交利用方面 ,不妨作适当
的改进 ,看看能不能取得一些突破性的进展。如下方法是我所海南甘蔗育种场已经实施或即将
采取的措施: ( 1)利用斑茅 F1 (真正杂交种 )品系作母本与甘蔗属原种回交或与品种杂交 ; ( 2)
利用斑茅 F1 (真正杂交种 )品系进行自交 ; ( 3)利用斑茅 F1 (真正杂交种 )品系作父本 ,利用甘蔗
属的原种或品种作母本 ,但母本须经严格的去雄处理 ; ( 4)利用多个斑茅 F1 (真正杂交种 )品系
作父本 ,与甘蔗属原种回交或与品种杂交 ,提高授粉机率。上述方法进行杂交时 ,均需进行严格
的套袋隔离 ,以防串粉或串种子 ,影响杂种的真实性。
4 建议
( 1)研究斑茅的杂交利用价值 ,最好与后代的真实性鉴定相结合 ,只有这样才能知道杂交
后代是否真正含有斑茅血缘 ,才能探索出能否通过传统的常规杂交途径对斑茅 F1品系进行进
一步杂交利用以及利用效果如何。 鉴定后代真实性常用的方法有形态解剖分析、染色体数分
析、同功酶谱分析及多态性好、准确度较高的分子标记法 ,在实际应用中最好几种方法同时使
用 ,以确保后代鉴定的准确性。
( 2)通过常规杂交途径 ,对植物属间杂交利用比较困难。 甘蔗属与蔗茅属的属间杂交相对
比其它作物较易获得真正的 F1 ,但能否进一步杂交利用 ,看来也是比较困难的 ,建议国家或省
级科研管理部门组织有关单位联合攻关 ,探索能否对斑茅 F1品系进行进一步杂交利用。
·4·            甘蔗  2002年 第 9卷 第 3期        · 研究探讨·
参考文献
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Discussion of the value of intergeneric crosses of Saccharum× Erianthus
SHEN Wan-kuan
(Guangzhou Sugarcane Industry Research Institute , Guangzhou , Guangdong 510316, China)
Abstract: This paper repo rted the research on intergeneric crosses of Saccharum× Erianthus by
Hainan Sugarcane Breeding Station ( HSBS ) f rom 1957 to now . Through analysis of
identification results of hybrid progenies, it was showed that t rue F1 hybrids from interg eneric
crosses of Saccharum × Erianthus had been bred in HSBS, but t rue F2 or commercial v arieties
had no t yet. More research w as suggested for further uti lization of Erianthus F1 through
conventional cross.
Key words: Erianthus; utilization
·5··研究探讨·        甘蔗  2002年 第 9卷 第 3期