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斑茅及其杂种后代主要经济性状研究



全 文 :符 成等 : 斑茅及其杂种后代主要经济性状研究
斑茅及其杂种后代主要经济 , l’ 状研究 ’
符 成 邓海华 杨业后 张垂明
(广州甘蔗糖业研究所 , 广州 5 103 1 6 )
摘 要 对斑茅 、 斑茅蔗杂种 1 代 ( 1F )、 回交 1 代 ( BCI ) 和回交 2 代 ( Bc Z ) 的主要经济性状的分析结
果表明 , 在杂交和回交过程中 , 锤度表现为近中亲遗传 , 改 良速度较快 。 斑茅的小茎性状有较高的遗传力 ,
但茎径改良速度仍属较快 。 从已有结果预测 , 改良斑茅蔗高纤维 、 茎皮硬 、 空 心蒲心 、 难剥叶和气根多等
缺点难度较大 。 通过合理的后代选择和 回交亲本选择策略 , 可望加速这些性状改良的进程 。
关键词 甘蔗 ; 斑茅 ; 属间杂交 ; 重要经济性状
具体的分析 。
O 前言
斑茅是甘蔗的近缘属植物 , 具有生命力强 、
适应性广 、 耐旱 、 耐瘦痔和抗病虫等优点 , 但同
时也有糖分低 、 纤维份高 、 茎皮硬 、 蒲心等不 良
性状 。 海南甘蔗育种场斑茅在上世纪 50 年代中
期开始斑茅杂交利用的研究 {” , 但直到 2 0 01 年
才突破甘蔗与斑茅杂交第 1 代杂种 ( 1F ) 杂交不
孕的难题 , 获得第 2 代杂种 ( Be l ) [ , ] 。 2 0 0 3 年 ,
该场成功育成一批第 3 代杂种 ( B C Z ) 。
斑茅利用的 目的是导人其优 良性状 , 扩大栽
培品种 的遗传基础 , 选育出具有斑茅 目的性状的
甘蔗 良种 。 但在导人优 良性状的同时 , 也不可避
免地导人不 良的非目的性状 。 为了去除或减弱非
目的性状 , 育种工作者必须用优良栽培品种对其
后代进行多次回交和多个世代的选择 。 了解杂交
和回交各世代杂种的性状改良情况 , 将有利于制
定较为合理而有效的育种策略 , 提高回交改 良的
效率 。 斑茅杂交后代的回交改 良尚无历史资料 可
供参考利用 , 因此 , 在研究过程中不断积累科学
数据 , 及时总结提高显得更为重要 。 本文介绍 总
结了海南甘蔗育种 场斑茅及其 1 一 3 代杂种工农
艺性状调查研究结果 , 并对各世代杂种的性状进
行 比较 , 对杂交和回交过程中性状改 良情况作了
1 材料与方法
斑茅株高和茎径 : 每个材料调查 1 0 株 , 取
其平均值 。
斑茅锤度与蔗糖分 : 取有代表性茎秆 5 一 6
条 、 去叶片和叶鞘 、 切碎 , 以高速磨碎机磨细 ,
称 1叨 g 测定水分含量 , 另称 1 0 9 以常规蒸煮
法测定茎锤度和蔗糖分含量 。
斑茅蔗后代工农艺性状 : 1F 和 BCZ 以实生
苗为调查对象 。 5 月 中旬移栽实生苗 , 12 月中旬
按常方法调查株高 、 茎径 、 丛有效茎数和锤度 ;
BC I 实生苗阶段仅调查丛有效茎数 , 未调 查其它
性状 , 第 2 年将全部株系种植于选种 圃 ( 株系试
验 ) 。 12 月中旬每个株系选择 5 一 10 条有代表性
的蔗株 ( 长势不一 , 视各株系有效茎数多少而定 )
作调查 。 按小区有效茎数折算公顷有效茎数 。
2 结果与分析
2
.
1 斑茅 的主要工艺性状
对 3 0 个斑茅品系统计表明 , 株高平均为 1 6 2
e m , 茎径平均为 0 . 8 6 。 m , 一茎重平均仅 5 6 9 ( 表
1 )
。 茎径最粗的为 1 . 3 9 。 m , 最小的仅 0 . 6 2 c m 。
` 基金项 目 : 广东省自然科学基金资助项 目 ( 0 2 0 6 30)
甘蔗糖业 2 0 0 4年第 4期 S雌 a r e a n e a n d c a n e s u g a r
采用磨碎法对 3 0 个海南斑茅进行 了蔗茎糖
分分析 , 结果表明 , 全部品系均 属低糖 , 平均茎
糖分 3 . 3 0 % 士 0 . 7 2 7 % , 分布 范围 0 . 48 % -
4
.
7 8 %
, 平均锤度 8 . 7 5 % 土 0 . 9 7 3 % ( 表 2 ) 。 值
得注意的是 , 斑茅不但含糖分低 , 而且茎汁的纯
度 也 异 常 的低 , 3 0 份 样 本 平均 纯 度 仅 为
37
.
6 8 %
。 虽然相关分析表明 , 蔗糖分与锤度的
相关达极显著水平 ( : 一 0 . 6 3 2 , r 。 . 。 1一 0 . 4 7 8 ) , 但
由于纯度远 比一般甘蔗的低 , 且品系间差异大 (变
异系数达 20 . 95 % ) , 所以以锤度作为评估蔗糖
分高低的 间接指标时 , 必须充分考虑 到这一 因
素 。
表 1 斑茅农艺性状统计
最小值 最大值
3 9
平均
1 62
0
.
8 6
5 6
标准差 变异系数
3 1
0
.
1 5
4 0
1 9
.
4
1 7
.
5
7 l
Z卜U,.1一、J血`曰-、,`,乙
性状
株高 ( e m )
茎径 ( c m )
一茎重 ( g 〕
1 1 0
0
.
6 2
3 0
表 2 斑茅主要工艺性状调 查分析
蔗糖分 % 锤度 % 重力纯度 %
IJ
..1,`O
才八,ō了ó`ù几月兮d.Rùj、ó汤,仁JO八,几j月再nI.孟只ù
..…内了OOn入ùn丝é, r
.八,,才月声子ōJ苦了门尹.只é11八U,才.U`门JO了O八,者`n6乙.孟,产了、é勺乙八Z,`O少J兮óU竹气J工Jō`j
.…皿,乙介`
,工`月去八“ù11.1t人,尹山
斑茅品系
海南 9 2一 7 7
海南 9 2一 7 9
海南 9 2一 8 0
海南 9 2一 8 1
海南 9 2一 8 2
海南 9 2一 8 3
海南 9 2一 8魂
海南 9 2一 8 5
海南 9 2一 8 7
海南 9 2一 8 8
海南 9 2一 8 9
海南 9 2一 9 1
海南 9 2一 9 3
海南 9 2一 9呜
海南 9 2一 9 5
海南 9 2一 9 6
海南 9 2一 9 7
3 0
.
7 4
3 1
.
4 4
3 0
.
1 7
3 0
.
8 9
3 2
.
9 3
斑茅品系
海南 9 2一 9 8
海南 9 2一 9 9
海南 9 2一 1 0 0
海南 9 2一 1 0 1
海南 92一 1 0 3
海南 9 2一 1 04
海南 92一 1 05
海南 9 2一 1 06
海南 9 2一 1 0 7
海南 9 2一 1 0 8
海南 9 2一 1 0 9
海南 9 2一 1 1 0
海南 9 2一 1 1 1
蔗糖分 % 锤度% 重力纯度 %
3 6
.
4 7
2 9 3 8
2 5
.
7 4
1 5
.
3 8
1 7
.
1 9
3 1
.
5 7
6
. 闷6
2 5
.
2 2
1 8
.
3 9
1 9
.
3 3
2 8
,
0 7
2 9
.
0 3
3 4
.
5 5
平均数
标准差
变异系数 %
3
.
3 0
0
.
7 2 7
3 0
.
8 1
8
.
7 5
0
.
9 7 3
1 4
.
2 5
3 7
.
6 8
7
.
2 4 0
2 0
.
9 5
ù、OOJ乌ù .,苦11甘`nU勺Jnēé衬éX以勺J,` J叶n,傀`一1山或U月I才口八日ù产白1
.…石éJ人`,`月, .气ó1成曰n6月
.勺`ē只é门Z气lj`ó八JJ“ .ō`jI,``峙竹月
n,几、ó门产``é1土,2.q入à,尹1司百`
.八目`, JJ峙,J1二盛.,土né月lJn6勺`哎J八ù、nUCéO乙
.…呻O八ù,才n6乙O了Oà,咨0tUC了八声ó日
,.工`胜土
t工,、ó`,悦胜八曰IJ遥斗月络.,ùn父é伪0ǎ J马了O月咔苦q乙U八了.、n, J门gé孟了0I,7ǎJ
:
西亩甲.…,`气,、J
了、J乙J兮ùój、j,é
口马刀性
2
.
2 斑茅蔗 1F 主要经济性状
表 2 为斑茅蔗 1F 杂种的调查结果 。 1F 株系
的共同的特点是丛有效茎较多 , 平均 14 . 4 条 ,
多的达 19 条 , 少的也有 9 条 ; 径茎小 , 在 1 . 1 -
1
.
8 c m 之间 , 平均为 1 . 48 。 m , 株高也较矮 , 平
均为 1 3 c m 。 这 1 3 个品系中 , 除崖城 95 一 41 的
蔗茎为青绿色外 , 其它 品 系的茎色 都与 母本
aB d 1 l a 的茎色相似 , 为深紫红色 。 斑茅蔗 1F 的
锤度平均 比斑茅提高 5 个百分点左右 , 平均达
13
.
75 %
, 接近而略低于父本 (8 . 75 % ) 和母本 ( 约
21 % ) 锤度的平均值 。 斑茅蔗 1F 的茎径平均值
远 小于 双亲茎径 的平均值 ( Ba d i al : 3 . 0 一 3 . 5
cm
, 用作父本的斑茅 : 平均约 1 . 1 c m ) , 显示斑
茅的小茎性状有较高的遗传力 。
2
.
3 斑茅蔗 B cl 主要经济性状
表 3 结果显示 , 斑茅蔗 BCI 的株高 、 茎径和
锤度的最大值已与栽培品种的相近 , 但各性状的
变异系数较大 , 表明个体间的变异度大 , 这对高
值株系的选择是有利的 。 B CI 品系的公顷有效茎
数分布在 1 7 2 5 一 1 2 2 9 5 5 之 I司 , 差异非常大 , 平
符 成等二 斑茅及其杂种后代主要经济性状研究
均值为 4 3 7 7 0 , 大致接近于栽培品种的公顷有效
茎数 。 BCI 的平均锤度达 18 . 2 % , 大致为双亲平
均数 ( 父本为 CP 8 4一 1 1 9 8 , 锤度为 23 %左右 ),
比栽培品种 ( R0 C2 2 和 F1 3 4 ) 低 3 . 8一 5 . 7 个百
分点 , 但比 lF 提高了 4 . 45 个百分点 。
糖分分析结果 ( 表 4 ) 表明 , BCI 的平均蔗
糖分为 7 . 1 2 % , 比 1F 平均值提高 2 . 89 个百分
点 , 但比栽培品种约低 5 个百分点 。 Bcl 的蔗汁
纯度较栽培品种有较大差距 , 平均为 7 0 . 71 % ,
比栽培品种低 1 0 个百分点或 10 个百分点以上 ,
而 比 1F 提高 6 . 5 个百分点 , 改良速度比较理想 。
斑茅蔗 BC I 蔗茎纤维分在 16 . 47 % , 虽 比 1F 有
了较大 的 改良 , 但距栽培品种的要求还相差甚
远 。
表 2 斑茅蔗 1F 品系主要经济性状
.、J仁1内」刀月, .丈朽」,.止`11J.A
品系名
崖城 9 5一 4 1
崖城 9 6一 4 0
崖城 9 6一 4 1
崖城 9 6一 4 2
崖城 9 6一 4 3
崖城 9 6一 4 4
崖城 9 6一 4 5
崖城 9 6一 4 6
崖城 9 6一 6 5
崖城 9 6一 6 6
崖城 9 6一 6 7
崖城 9 6一 6 8
崖城 9 6一 6 9
平均数
标准差
变异系数
最小值
最大值
母本
B a d i l a
B a d i l a
B a d i l a
B a d i l a
B a d i l a
B a d i l a
B a d i l a
B a d i l
a
B a d i l a
B a d i l a
Ba d i l a
Ba d i l a
B a d i l
a
父本
斑茅
斑茅
斑茅
斑茅
斑茅
斑茅
斑茅
斑茅
斑茅
斑茅
斑茅
斑茅
斑茅
株高 。 m
15 5
1 4 5
1 4 5
1 05
1 5 5
1 3 5
1 3 6
1 3 0
1 3 0
1 0 0
1 38
茎径 c m 锤度 % 丛有效茎
1 7
.
4 4
0
.
1 3 1
1OD
15 5
5
4
8
5
6
6
6
4
6
1
3
5
4
4 8
1 7 2
1 1 6
l
8
1 5
.
8
1 1 0
15
.
0
15
.
1
12
.
0
1 1
.
0
14 0
1 1
.
3
15
.
4
15
.
0
15
.
9
14
.
5
12
.
8
13
.
7 5
1
.
8 7 6
0
.
1 3 6
11
15
.
9
1 6
l 6
1 1
1 2
l 7
1 8
1 1
l 4
l 9
9
16
1 0
1 8
1 4
.
4
3
.
4 0 5
0
.
2 3 7
9
1 9
从 目测和感观性状看 , 斑茅蔗 BCI 茎表皮坚
硬 , 几乎都空心或蒲心 , 气根较多 , 叶鞘包裹紧 ,
多数品系芽较大而易长侧芽 . 这些方面可能是进
一步改良中的难点 。
表 3 斑茅蔗 BC I 主要经济性状汇总表
项 目
平均值
最大值
最小值
变异系数 %
F 1 3 4 (CK I )
R0C 2 2 (C KZ)
株高
2 09
3 0 5
9 1
20
26 3
2 68
茎径 c m 公顷有效茎条 锤度 %
,
弓``Uo86 15
.
26
2
.
6
4 37 7 0
1 2 29 5 5
17 2 5
5 5
.
3耳
5 0 2 2 0
3 4 8 6 0
2
.
4 斑茅蔗 B cZ 主要经济性状
对 礴56 株 BCZ 实生苗进行了田间调查 , 结果
见表 5 。 BC Z 的锤度和茎径分别比 BC I 增加 2 个
百分点和 0 . 2 。 m , 这 2 性状均出现了不少达到
栽培品种水平株系 。 对丛有效茎 和茎径的相关分
析显示 , r一 0 . 3 4 4 1 ( r . 0 1 ( ; 。。 ) 一 0 . 1 2 8 ) , 该 2
甘蔗糖业 00 4 2年第 4期 S u g a r a n e ea n d c a n s u eg a r
性状间存在极显著的负相关关系 。 这在一定程度
上说明要选择茎径较粗大 , 且保留斑茅的分粟特
多的性状的个体有较大 的困难 。
从 目测和感观性状看 , 斑茅蔗 BC Z 的茎皮仍
比较硬 , 气根多 、 易长侧芽 , 以及空蒲心的性状
虽有了较大的改善 , 但总体上并不太理想 。 据统
计 , 在 4 5 6 个 BCI 株系中 , 实心的有 1 79 个 , 占
39
.
25 %
, 空 、 蒲心 的仍占 6 0 % 以上 。 从现有结
果来看 可以认为 , 轮回亲本的选用对斑茅蔗后
代性状有较大影响 。 对 1 6 个经同工酶鉴定的 BCZ
株系的统计结果表明 ( 轮回亲本均为高糖 、 中至
中大茎及分孽性强的栽培品种 : 其中 H 个为
R 0C 2 0
,
2 个为 R0 C 1 0 , 1 个为 R0 C 1 6 , 2 个为
R0 C 2 3 )
,有 9个为实心 ( 占 5 6 . 2 % ) ;锤度在 20 % -
2 3 %之间 , 平均为 21 . 8 % ; 茎径在 1 . 5 一 3 . 0 。 m
之间 , 平均为 2 . 3 c ;m 丛有效茎在 6 一 14 之间 ,
平均达 8 . ;4 这些性状表现均优于表 5 的整体平
均水平 。
表 4 斑茅蔗 1F 和 Bcl 糖分分析结果
蔗糖分 % 视纯度 % 甘蔗纤维分 %
气`,沙月,石U月八,门/ù月片…号n,或U气`IL,土d胜生`11.1
材料类型及项 目
F l ( 4 品系平均 )
BC I ( 4 7 品系 )平均值
C P S礴一 1 1 9 8
ROC I ()
粤糖 。 3一 2 3 7
4
.
2 3
7
.
1 2
1 3
.
3 4
1 1
.
3 7
1 1
.
5 6
6 4
.
1 6
7 0
.
7 1
8 0
.
7 1
85
.
1 2
8 0
.
5 3 1 0
.
6 8
表 5 斑茅蔗 日C Z 性状统计表
项 目 锤度 % 丛有效茎条 茎径 cm 株高 c m
平均数 2 0 . 2 5 . 5 2 . 2 1 8 5 . 9
标准差 1 , 8 3 7 2 . 5 0 6 0 . 3 5 3 2 9 . 8 9 7
变异系数 0 . 09 1 0 . 4 5 9 0 . 1 62 0 . 1 6 1
最大值 2 4 . 8 29 . 0 3 . 4 3 0 0 . 0
最小值 1 4 . 0 2 . 0 1 . 0 1 0 5 . 0
2
,
5 斑茅蔗 「1 、 B e l 、 B e Z 主经经济性状比较
表 6 综合 了上述斑茅及其第 1 至第 3 代杂种
的有关性状 。 株高是 与生 长期长短直接相关的性
状 , 实生苗单株与株系试验之 间 , 该性状不能直
接作比较 。 同时 , 不 同世代的材料由于种植 ( 或
移植 ) 时间不同 , 也难于作株高的比较 。 茎径和
锤度是相对稳定的性状 , 不同世代的材料之间具
有较好的可 比性 。 从表 6 可知 , 在斑茅杂交和回
交过程 中 , 锤度提高较快 , B CZ 的锤度平均达
2 0
.
2 %
, 己接近于栽培品种的水平 。 但考虑到 BC Z
的蔗汁纯度 可能与栽培品种仍有较大差距 , 在未
有糖分分析结果的情况下 , 尚难于对 BC Z 的糖分
作出评价 。 在杂交和回交过程中 , 茎径改良速度
也较快 。 BC Z 平均达 2 . 2 c m 。 随着回交代数的增
高 , 丛有效茎数似乎有较明显减少的趋势 。 但由
于分布范围甚广 , 高值株系的丛有效茎数仍是很
多的 , 如 B CZ 群体中 , 有个别株系丛有效茎数多
达 2 9 条 。
3 讨论
(l) 从已有结果看 , 甘蔗与斑茅杂交以及 回交
后代 ( Bcl 和 BcZ ) 的锤度表现为近 中亲遗传 ,
且改良速度较其它性状为快 。 斑茅利用的目的性
状是其生势 、 抗性和适应性等 , 高糖基因来 自栽
培品种 , 因此 , 在早期世代 , 应 以选择斑茅的 目
的性状为主 , 对糖分 ( 锤度 ) 的选择无须太严格 。
特别是 , 斑茅蔗 1F 品系的育性很差 , 产生 BCI
符 成等 : 斑茅及其杂种后代主要经济性状研究
相 当困难 , 对 BCI 的锤度选择标准更应放宽 。
(2) 斑茅虽 生命力强 , 生势很好 , 但由于蒲心
严重 , 根点少而发育差 , 茎芽很难出苗 。 这一性
状在斑茅蔗 F l 和 BCI 中仍有较强 的表现 。 因此
用茎苗种植的 1F 和 BCI 生长并无很突出表现 。
随着这些性状的改 良 , 生长方 面的优势才得于充
分表现出来 。 从 目前情况来看 , BCZ 的萌芽和生
长表现接近或优 于栽培品种 。 在杂交和回交后代
选择时 , 应对这一因素有素有所考虑 。
(3 )高纤维 、 茎皮硬 、 难剥叶和气根多可能是
表 6 斑茅蔗 F l 、 B C I 、 BC Z 主要经济性状比较
性状
株高 c m
茎径 c m
锤度 %
丛有效茎
斑茅
平均 分布 平均 分布 平均 分布 平均 分布
0
.
8 6
8
.
7 5
1 1 0

2 3 6
0
.
6 2 一 1 . 3 9
6
.
8 3 一 1 0
.
5 7
1 3 3
1
.
48
1 3
.
7 5
14
.
4
1 00
一 1 5 5
1
.
1 一 1 . 8
1 1
.
0
一 1 5 . 9
9 一 1 9
2 0 9
2
.
0
1 8
.
2
6
.
5
9 1 ~ 3 0 5
1
.
4 一 2 . 7
1 2
.
8 一 2 2 . 6
1
.
0 一 2 0
.
0
1 8 5
.
9
2
.
2
2 0
.
2
5
.
5
1 0 5 ~ 30 0
1
.
0
一 3 . 4
1 4 ~ 2 4
2 一 29
注 : 1F 和 BcZ 为实生苗调查资料 , B cl 为选种圃调查资料 , 不同世代间株高的可 比性较差 . Bcl 的丛有效茎数为
实生苗的调查结果 , 其它性状为选种圃株系调查结果
斑茅蔗性状改良的最大障碍 。 初步结果显示 , 这
些性状的表现与回交亲本的选用有较大关系 。 选
择综合性状较好的杂种后代 , 有 目的地选用适合
的回交亲本 , 将是提高斑茅基因渗人育种效率的
重要措施之一 。
(4 )斑茅蔗 BC I 的选育是斑茅利用的最大难
关 。 海南甘蔗育种场 已获得较大数量 BCI 群体 ,
今后的研究重点是在此基础上 , 集中更多的人力
物力 , 加速其中的优 良品系的回交利用 。
参考文献
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场斑茅研究利用 . 甘蔗糖业 , 2 0 0 3 (6 ) : 1 一 5
2[ ]邓海华 , 廖兆周等 . 斑茅 2F 杂种选育与
同工酶标记辅助选择 . 甘蔗糖业 , 2 0 02( 1) : 1 一 5
S t u d i e s o n M aj o
r E c o n o m i c C h a r a c t e r i s t i c s o f .E a ur n id
n a r c e u s a n d
I t s D e s c e n d a n t o fs P
r in g s
F u C h e n g
,
D e n g H a ih u a
,
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Z h a n g C h u im i n g
( G u a n g z h o u S u g a r
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,
G u a n g z h o u 5 1 0 3 1 6 )
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a n hl u s a r u n id n a cr e o s
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(上接第 41 页 ) 新技术革命 。
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参考文献
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【2] 李开伟 , 混合汁过滤由铜筛网改用尼龙网
的实践 . 广西蔗糖 , 1 9 9 8 ( 4)