全 文 ：甘蔗糖业 2007 年第 2 期 Sugarcane and Canesugar 2007 年 4 月
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近十年海南甘蔗育种场斑茅后代回交利用研究*
刘少谋 符 成 陈勇生
（广州甘蔗糖业研究所，广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室，广州 510316）
摘 要 继上世纪 70 年代广州甘蔗糖业研究所海南甘蔗育种场利用海南本地斑茅无性系与甘蔗杂交，育
成斑茅 F1真杂种后，上世纪 90 年代中期又获得斑茅杂种 F1单株 30 个；2001 年获得斑茅 BC1单株 140 个；
2003 年，培育斑茅杂种实生苗 18756 株，入选斑茅杂种 BC2 一批。本文介绍近年斑茅杂种培育与回交利用
的研究情况。
关键词 甘蔗；斑茅；杂种
0 前言
现今生产上推广的甘蔗品种基本都是近亲繁
殖的后代，彼此间血缘相近，遗传基础狭窄。要
在此基础上取得新的突破，必须增加新的遗传种
质，利用尚未被利用过的新的原始亲本，扩大遗
传基础，创制导入新的血缘的亲本材料，进而育
出生产性状良好，抗逆性、抗病性和稳定性更强
的甘蔗品种。这一科学认识，被世界上众多的甘
蔗育种工作者所认同并加以不懈实践。我国台湾
省利用芒属杂交较好地提高了杂种后代的生物产
量或纤维分[1]，利用大茎野生种杂交来提高种质
的抗风性也获得成功。
斑茅作为甘蔗属近缘植物，具有耐旱、耐瘠、
宿根性优、分蘖力强、丛生性好、根系发达、抗
逆性和抗病性佳等显著优点。但长期以来，世界
各甘蔗育种场利用斑茅的育种成效进展不大，始
终未能育成斑茅真杂种 F2 代[2]。广州甘蔗糖业研
究所海南甘蔗育种场于上世纪 50 年代开始利用
崖城本土斑茅与栽培种杂交，选育出崖城 57-25，
但后来被证实并非斑茅的真杂种[3-4]。该场在上
世纪 70 年代育成了一批斑茅蔗 F1 真杂种[4-5]，
开创了我国斑茅杂交育种新篇，但一直未能选育
出杂交可育的斑茅 F1真杂种。1994/95 及 1995/96
2 个杂交季，我所科研人员以热带种、竹蔗或大
茎野生种为母本和海南本地斑茅等杂交，入选 F1
单系 30 个，经鉴定，其中 27 个单系为真杂种，
3 个为假杂种。但直至 2001 年，斑茅 F1 回交研
究才获得突破性进展，成功培育出斑茅 BC1，2003
年及以后再选育出 BC2等杂交后代群体。
1 材料与方法
1.1 材料
广州甘蔗糖业研究所海南甘蔗育种场保育的
热带种、中国种、大茎野生种及甘蔗属近缘植物
斑茅，斑茅 F1和 BC1及国内外优良商业品种。
1.2 方法
1.2.1 亲本优选
对广州甘蔗糖业研究所海南甘蔗育种场种质
资源库相关种质进行工农艺性状（包括生势、株
型、株高、茎径、茎长、单茎重、一茎生物重、
蔗糖分或茎锤度等）、开花习性等系统调查和主
要抗病性试验检测的基础上，结合育种目标，筛
选原始亲本，及确认亲本材料的父母性；在进行
主要农艺性状调查分析和系谱分析的基础上，选
择优良斑茅 F1、BC1，根据预期指标要求选取商
业品种以配置回交组合。
1.2.2 花期调控
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* 基金项目：广东省种质资源库建设；农业部“948”项目(2006G37)。
作者简介：刘少谋，男，高级农艺师。
甘蔗糖业 2007 年第 2 期 Sugarcane and Canesugar
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上述亲本多数在海南甘蔗育种场可在杂交期
间内正常抽穗开花，部分迟开花和难开花或特早
开花的品种（系）如 Badila、CP84-1198 及斑茅
F1 等，则通过光周期诱导、断夜处理或植期调节
等多种措施使其按预期抽穗、开花与利用。
1.2.3 配制杂交组合
按双亲性状互补的亲本选配原则配制杂交组
合，采用常规杂交方法。甘蔗与斑茅属间起始杂
交以栽培原种作母本、斑茅无性系作父本，所得
F1 杂种即作为母本进行回交利用，培育 BC1；斑
茅 BC1 回交组合的配制则视具体情况而确定其父
母性。
1.2.4 杂种后代培育、鉴定及筛选依据
实生苗培育按常规做法。杂种后代进行定期
观察记录，为后期单株决选确认提供系统的表型
信息。斑茅 F1、BC1 回交后代真假性辅以同功酶
进行鉴别，具体做法是取生长正常的甘蔗植株＋
1 叶，采用垂直平板聚丙烯酰胺凝胶电泳法[6]，
分析其过氧化物酶同工酶和酯酶同工酶。斑茅杂
种 F1 选择标准，主要依据其真假杂种鉴定结果、
双亲性状融合程度、株型特征、生势、有效茎数
等，即重点放在选择真杂种后代，产量和田间茎
锤度只作同一组合不同个体间入选参考；而回交
后代选择标准基本同上，但产量及糖分因素等生
产性状将作为入选的主要参考依据之一，要求更
高些。
2 结果与分析
2.1 斑茅杂种 F1培育
1994/95 和 1995/96 2 个杂交季，共组配了
甘蔗与斑茅属间杂交组合 18 个，生产花穗 23 个，
得实生苗 387 株，入选单株 30 个，组合平均入
选率 13.8％（表 1）。
表 1 1994/95 和 1995/96 杂交季甘蔗与斑茅远缘杂交组合配制及其后代入选情况
组合 花穗数 实生苗 入选单株 入选率(％)
Badila×海南 92-77＋海南 92-79 2 51 4 7.8
Badila×海南 92-85 1 17 1 5.9
Badila×海南 92-79 1 34 3 8.8
Badila×海南 92-105 2 34 2 5.9
Badila×海南 92-91 等，多父 1 102 3 2.9
Badila×海南 92-85 等，多父 1 4 0 0
Badila×贵州 78-Ⅱ-14 等，多父 2 16 1 6.3
50Uahiapele×云南 76-Ⅱ-10，多父 2 12 2 16.7
50Uahiapele×海南 92-102 1 6 1 16.7
Akoki22×海南 92-92 等，多父 1 0 0 0
27MQ1124×海南 92-89 2 68 2 2.9
松溪百年蔗×四川 79-Ⅰ-9 等，多父 1 8 2 25.0
松溪百年蔗×崖城斑茅 1 号，多父 1 4 2 50.0
广西竹蔗×四川 79-Ⅰ-11 等，多父 1 11 2 18.2
广东竹蔗×斑茅 1 9 2 22.2
江西竹蔗×斑茅 1 8 2 25.0
江西竹蔗×崖城斑茅 2 号等，多父 1 0 0 0
NG77-1×海南 92-92 等，多父 1 3 1 33.3
合计 23 387 30 13.8
从 表 1 中 的 数 据 可 知 ， Badila 、
50Uahiapele、Akoki22、27MQ1124、松溪百年蔗、
广西竹蔗、广东竹蔗、江西竹蔗、NG77-1 分别
和斑茅杂交配制的组合及生产花穗分别占总数的
39％及 43％、11％及 13％、6％及 4％、6％及 9％、
11％及 9％、6％及 4％和 11％及 9％。海南斑茅
作父本配制的组合、花穗及实生苗分别占总数的
72.2％、73.9％及 86.6％。
刘少谋等：近十年海南甘蔗育种场斑茅后代回交利用研究
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2.2 斑茅杂种 BC1培育及获选单系鉴定
由于斑茅杂种 F1 通常表现零（微）花粉量、
可育性差，杂交亲和力极低。在总结过去的经验
和教训基础上，重新设计回交组合方案及杂交技
术措施，于 2000/01 杂交季组配了斑茅 F1 回交
组合 10 个，生产花穗 66 个，实播 58 个花穗，
培育实生苗 154 株，部分实生苗未能成活，最后
获得 140 个 BC1单株（表 2）。
表 2 斑茅蔗 F1回交组合及 BC1后代入选鉴定情况﹡
组合 花穗数 种植苗数 成活苗数 平均锤度(％) 茎径(cm)
崖城 95-41×内江 57-416 2 23 23 19.0 1.8
崖城 95-41×CP57-614 13 24 24 19.5 2.0
崖城 96-40×CP84-1198 3 62 62 19.4 1.8
崖城 96-41×内江 57-416 9 0 0 - -
崖城 96-43×湛蔗 74-141 7 6 6 21.2 2.4
崖城 96-45×CP84-1198 3 0 0 - -
崖城 96-46×CP84-1198 8 3 3 17.5 1.8
崖城 96-46×内江 57-416 13 0 0 - -
崖城 96-66×CP84-1198 3 36 22 19.8 1.7
崖城 96-69×科 5 5 0 0 - -
合计 66 154 140 19.4 1.9
从表 2 可知，该 BC1群体平均锤度达 19.4％，
最高 21.2％，最低 17.5％；茎径平均为 1.9 cm，
最大 2.4 cm，最小 1.7 cm。
上述 140 个斑茅 BC1 单株，有 3 个因长势弱
小，无法采样，未作进一步的鉴定，其余 137 个
经过氧化物酶同工酶和酯酶同工酶鉴定。
注：1～10 依次为 YCE01-80　YCE01-85　YCE01-86　YCE01-88　YCE01-89　YCE01-111　YCE01-123　YCE01-126
　YCE01-131　YCE01-134(斑茅 BC1品系)，11 为 CP84-1198(栽培品种，父本)，12 为 YC96-40(斑茅与甘蔗杂交获得的
品系，母本)，E 为海南 92-77(斑茅品系，祖父本)，B 为 Badila(热带种，祖母本)，图 2 同。
图 1 部分 BC1品系及其亲本的过氧化物酶同工酶
甘蔗糖业 2007 年第 2 期 Sugarcane and Canesugar
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图 2 部分 BC1品系与其亲本的酯酶同工酶
图 1 和图 2 所示分别为部分 BC1 品系及其亲
本的过氧化物酶同工酶和酯酶同工酶谱分析结
果。10 个斑茅 BC1 品系的父本为栽培品种的
CP84-1198，母本为斑茅与甘蔗杂交获得的品系
YC96-40；而 YC96-40 的父本是斑茅品系的海南
92-77，母本是热带种的 Badila。以往的研究[7]
表明，甘蔗有过氧化物酶同工酶带 16 条，斑茅
有 9 条，分别定为 PxS1～PxS16 和 PxA1～PxA9，
相对迁移率相对于斑茅 PxA6 和 PxA7 条带的区
域，甘蔗是没有酶带出现的。从图 1 可知，
Badila(祖母本 )和 CP84-1198(父本 )均具有
PxS1、PxS7 和 PxS16 等甘蔗的特征带，而斑茅
具有 PxA6 和 PxA7 等特征带。YC96-40(母本)和
10 个斑茅 BC1 品系全部兼有来自甘蔗和斑茅(祖
父本)的特征酶带；酯酶同工酶方面(图 2)，斑
茅 BC1 品系不仅具有其双亲的酶带，也兼有祖父
本、祖母本酶带，特别是斑茅(祖父本)相对迁移
率为 0.81 的显著酶带，在此位置，Badila(祖母
本)是没有的。上述结果表明，这 10 个斑茅 BC1
品系是斑茅的真杂种。其余 127 个 BC1亦同理。
鉴定结果显示(表 3)：125 株具有斑茅的特
征酶带，为斑茅 BC1 真杂种，其余 12 株不具有
相应的斑茅特征酶带，被怀疑为假杂种。
2.3 斑茅杂种 BC2培育及入选单系鉴定
表 3 斑茅 BC1获选单系过氧化物酶同功酶鉴定结果
组合 采样苗数 鉴定为真杂种数 疑为假杂种数
崖城 96-40×CP84-1198 62 60 2
崖城 96-41×内江 57-416 0
崖城 96-46×CP84-1198 3 2 1
崖城 96-43×湛蔗 74-141 6 1 5
崖城 95-41×内江 57-416 22 22 0
崖城 95-41×CP57-614 24 21 3
崖城 96-66×CP84-1198 20 19 1
合计 137 125 12
2002/03 杂交季，共组配斑茅 BC1 回交组合
60 个，其中以栽培品种为母本的组合 25 个，以
斑茅 BC1品系作母本的组合 35个，共生产花穗226
个，如表 4 所示。
表 4 的结果表明，与斑茅蔗 F1 不同的是，
斑茅蔗 BC1 品系既有花粉量少、花粉发育差的母
性材料，也有花粉量多且发育良好的父性材料，
且在回交过程中多数品系表现出与回交亲本（栽
刘少谋等：近十年海南甘蔗育种场斑茅后代回交利用研究
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培品种）有较好的杂交亲和性、即斑茅蔗 BC1 世
代基本上消除了与栽培品种间杂交不亲和的现
象。从表 4 中还可以看出，同其他栽培品种相比，
ROC 系列品种与斑茅蔗 BC1 品系杂交较易获得大
量 BC2后代群体。
上述花穗于 2003 年 2 月全部温室播种，经
室外假植培育一个多月后，5 月份定植大田，移
栽成活实生苗达 18756 株，入选 448 个 BC2单株，
群体平均锤度达 20.2％，茎径平均为 2.15 cm。
对其中 12 个组合的 174 个单系进行 SSR 标记鉴
定（所用引物包括 SSCIR21、SSCIR26 和 SSCIR33
等），结果表明，除其中 5 株疑为假杂种和 1 株
未能明确作出判断外，其余 168 株为真杂种，占
被检样本的 96.6％。
表 4 斑茅蔗 BC1回交组合及其后代入选情况
栽培品种
(作母本) 组合数 花穗数 实生苗数 入选数
入选率
(％)
锤度
(％)
茎径
(cm)
ROC16 3 8 3 1 33.3 21.2 2.60
ROC20 9 43 6117 199 3.3 20.9 2.12
ROC24 3 8 1496 8 0.5 19.9 2.26
CP77-1776 1 3 0 0 0 - -
CP72-1210 1 1 88 2 2.3 20.3 2.20
HoCP95-950 1 2 114 2 1.8 20.5 1.85
HoCP95-988 1 3 304 2 0.7 22.2 1.90
粤农 73-204 4 11 2490 42 1.7 18.6 2.46
粤农 81-762 1 3 35 2 5.7 18.9 2.20
粤糖 85-177 1 2 192 1 0.5 19.0 2.10
合计 25 84 10839 259 2.4 20.2 2.19
栽培品种
(作父本) 组合数 花穗数 实生苗数 入选数
入选率
(％)
锤度
(％)
茎径
(cm)
ROC10 10 43 2711 70 2.6 21.3 2.03
ROC23 2 16 1060 30 2.8 20.4 2.41
ROC25 5 13 1387 32 2.3 20.0 2.31
CP72-2086 1 9 83 2 2.4 20.5 2.00
CP84-1198 1 6 12 1 8.3 22.8 2.10
CP85-1491 1 3 8 0 0 - -
LCP85-384 1 5 12 0 0 - -
HoCP94-806 1 6 2 1 50.0 18.0 1.30
粤农 73-204 1 4 63 4 6.3 20.0 2.53
桂糖 73-167 9 21 2002 36 1.8 19.2 2.20
桂糖 83-492 1 5 420 13 3.1 18.4 2.08
桂糖 92-66 1 5 40 0 0 - -
内江 57-416 1 6 97 - - - -
合计 35 142 7897 189 2.4 20.1 2.11
3 讨论
3.1 斑茅杂交及 F1杂种
广州甘蔗糖业研究所海南甘蔗育种场保育的
斑茅多数具有花期较长、花粉量多及发育率较高
的特点(尤其海南土生斑茅)，不足之处在于根点
少且萌发力弱、茎较细软、不易包茎成功，因此
基本上作父本利用。多年杂交结果表明，Badila
×海南斑茅较易获得真杂种，杂种群体性状表现
多具斑茅的外在显著特征，颇易眼识，如腋芽、
叶耳、叶形、生势、叶鞘包茎情况等，且其真杂
甘蔗糖业 2007 年第 2 期 Sugarcane and Canesugar
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种 F1 叶片多密布生理性斑点，成熟茎表现为外
皮硬、绵心大等。栽培种杂交与 Badila 等热带
种杂交相比，前者种子萌芽率相对较差，所能生
成的苗量小，且后代表型也不甚明显，极易错
（漏）选。热带种×斑茅较栽培种×斑茅易取得
批量实生苗，主要是因为前者所表现出的交配亲
和力比后者强。
3.2 斑茅 F1回交利用
斑茅杂种 F1 多早花，通常其花药发育不良、
花粉量极少或无，花粉育性差，不易受精或受精
不孕，这也是它难以产生杂种 F2 的主要内因。
海南甘蔗育种场自上世纪 50 年代开展斑茅杂交
利用工作以来，较长时间内一直未能选育出真杂
种 F2，主要原因是斑茅 F1 杂交亲和力弱，致使
受精不孕或受精体发育欠佳未能形成健壮而足量
的真杂种实生苗。如 1996 及 1997 年，崖城 95-
41 曾连续 2 年度表现花粉量较多，镜检发育率
也达 56％以上，与栽培种回交虽获得一定量实
生苗，共入选 19 个单系，但经同功酶鉴定这批
株系全是假杂种。
3.3 斑茅 BC1及 BC2表型
海南甘蔗育种场自 2001 年至今累计入选斑
茅杂种 BC1 及 BC2 单（品）系数百份，这些种质
所表现出的农艺性状并不太理想，如侧芽多、气
根明显、难脱叶、易虫害等，多数兼具蒲心大、
57 毛群发达等缺点。
1998 年，海南甘蔗育种场曾对种质库保育
的 50 多份来自我国各省区不同生态环境的斑茅
无性系进行蔗汁锤度及全茎蔗糖分测定，蔗汁锤
度值与全茎蔗糖分变幅范围分别为 10.57％～
4.89％及 4.93％～0.48％。研究表明，斑茅属
于低糖近缘植物，蔗糖分品系之间差别不明显。
从以上杂交利用实践结果看，斑茅的低糖、细茎
等不足性状较易改良，而绵心大、57 毛群、脱
叶难等不利性状却不易改变，这些问题今后需进
一步加以研究分析。
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LIU Shao-mou, FU Cheng, CHEN Yong-sheng
(Guangzhou Sugarcane Industry Research Institute, Guangdong Key Lab of Sugarcane Improvement &
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Abstract After the first batch of true F1 hybrids from S. officinarum×E. arundinaceus were （下转第 17 页）
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Review on the Bioremediation Technology of Pesticide-Contaminated
Soils and Pesticide-degrading Strains’ Gene Engineering
GAO Rui-ying1,2,3, WANG Yu-sheng2,3, LU Gui-ning1, TAO Xue-qin1, YANG Mei4
(1College of Environmental Science And Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640;
2Guangdong Vocational and Technical College of Chemical Engineering Pharmaceutics, Guangzhou 510520; 3Guangdong
Province Chinese Medicine Institute, Guangzhou 510520; 4Guangzhou Sugarcane Industry Research Institute, Guangdong
Key Lab of Sugarcane Improvement & Biorefinery, Guangzhou 510316)
Abstract Pesticide is an important environmental pollutant since it has polluted the global environment seriously.
The microorganism plays an important role in the degradation of pesticides in soil and water environment.
Bioremediation technology of pesticide-contaminated soils is summarized in this paper. And the screening of
pesticide-degrading strains and the research of degradation pathway, the construction strategies and current
situation of pesticide-degrading gene engineering strains, the problem in constructing gene engineering strains are
reviewed.
Keywords Bioremediation; Pesticide-degrading strain; Gene engineering
(本篇责任编校：李金玉)
（上接第 6页）obtained at Hainan Sugarcane Breeding Station in 1970s, another 30 F1 lines were selected in the
mid 1990s. In 2001, 140 BC1 progeny were produced, from which elite clones were selected to backcross with
sugarcane commercial varieties, producing a total of 18756 seedlings in 2003, and a batch of BC2 hybrids was
therefore obtained. The recent progress on the utilization of Erianthus arundinaceus in sugarcane breeding was
reported in this paper.
Keywords Sugarcane; Erianthus arundinaceus; Hybrids
(本篇责任编校：李金玉)
·征订启事·
《甘蔗糖业》2007 年的发行方式改为邮局发行，邮发代号：46-343。请欲订阅本刊的单位和个
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《甘蔗糖业》编辑部