云南甘蔗资源创新利用取得突破进展头状龙胆

2021-01-13 02:03

云南甘蔗资源创新利用取得突破进展

亲本是甘蔗育种的物质基础,只有亲本创新的突破才能培育出实破性的甘蔗新品种。研究利用甘蔗种质资源,源源不断地选育高产高糖多抗新品种,进行品种改良与更新是蔗糖产业持续发展的根本保证。

“十一五”以来,针对甘蔗育种遗传基础狭窄但大量资源难以利用等现状,云南省农业科学院甘蔗研究所副所长、研究员吴才文带领团队从优良资源发掘、创新利用、抗性评价、杂交花穗的规模化生产等层面进行系统研究,提出了独立亲本系统培育突破性甘蔗品种的思路和方法,创制并筛选出了一批新型亲本、组合,形成了一批核心技术,近年来云南甘蔗资源创新利用取得了较大突破。

世界甘蔗育种面临诸多主要瓶颈

1887-1888年荷兰人Sotwadel F.和英国人Harrison J.R.相继在爪哇和巴巴多斯发现了甘蔗实生苗,从此便宜开始了甘蔗杂交育种的历史篇章。1890年,荷兰甘蔗育种家Jeswiet J.以丰产、多汁、高糖的甘蔗热带种(Saccharum Officinarum)为轮回亲本,以抗逆、抗病、生活力强的割手密******种(S.spontaneum)为供体亲本,进行杂交和回交利用培育优良品种,创立了甘蔗高贵化(Noblenization)育种理论。

在此理论指导下,世界甘蔗育成家先后在印尼爪哇和印度的科印巴托育成了两个世界著名的亲本和品种POJ2878和Co290,当今世界甘蔗栽培品种中,十之八九均含有该两个品种的血缘,其后代称得上世界性的品种还有F134、CP49-50、Co419和NCo310等,但它们均是POJ2878和Co290的后裔。

近半个世纪以来, 世界甘蔗育种罕有突破, 归根结底是甘蔗育种亲本血缘没有大的发展, 突破性的亲本没有产生, 新的亲本系统没有形成, 整个育种事业还是仅依赖于含10 余个原始始祖的传统POJ 、Co 体系的狭窄血缘基础。目前尽管甘蔗育种不乏好的亲本, 但由于亲缘关系近、异质性差,遗传基础狭窄,优良组合难以选配,因此要在品种选育上取得大的突破, 必需在亲本血缘上有所突破, 亲本创新的突破是甘蔗品种能否取得突破的关键。

创新甘蔗亲本培育理论和利用

在前人研究的基础上,吴才文团队通过对世界各国数百个基础种质、杂交方式及甘蔗品种的血缘组成进行分析后提出了甘蔗种质/亲本的培育分为改良、创新和独立亲本系统等类型,并通过独立亲本系统培育突破性甘蔗品种的具体思路和方法,2014年在主编专著《现代甘蔗杂交育种及选择技术》(科技出版社出版)进行了详细的论述。根据该办法,不仅可以有效解决甘蔗育种亲本亲缘关系近、异质性差、遗传基础狭窄而大量资源却难以利用的现状,还可以大幅提高甘蔗种质资源利用效益,多次在国际国内大型学术研讨会上进行中英文专题发言,研究成果引起了国内外同行的广泛关注。

吴才文团队突破了内陆甘蔗开花杂交关键技术。云南建有我国唯一的国家甘蔗种质资源圃,拥有******珍贵甘蔗种质资源2600多份,是我国******的甘蔗种质资源保育中心,是世界第三大甘蔗基因库。

为提高甘蔗种质资源的利用水平,“十一五”以来,吴才文团队依托云南内陆甘蔗杂交基地优势,甘蔗所大力开展甘蔗热带种与细茎******种、大茎******种、滇蔗茅等******资源的杂交、回交利用,获得了一批割手密F1代创新种质,为下一步种质资源的规模化应用提供了关键技术支撑。

团队建立了高效、实用的甘蔗杂交亲本及组合的评价体系。综合应用家系评价技术和灰色关联度分析等多种方法用于创新亲本、组合的遗传评价,获得了云蔗74-343、云瑞95-113、云瑞05-285和云瑞05-704等上100份的珍贵BC2或BC3优良亲本对外提供利用,其中强宿根、高糖、高产、高产又高糖分别占11%、70%、63%和39%。

吴才文团队创建了稳定、高效的内陆型甘蔗杂交花穗生产技术体系。开展“一种提高甘蔗杂交制种结实率的方法”等研究获国家专利授权,大幅度提高了甘蔗杂交花穗的结实率和杂交成功率,实现了杂交花穗的规模化生产。对外提供利用覆盖全国甘蔗育种单位,2013年开始向澳大利亚和柬埔寨等国家批量提供杂交花穗,各地反馈结果含云南******血缘新型杂交花穗后代有效茎多、产量高、抗逆性强、宿根性好,短短几年时间育成了6个新品系进入国家区试,已成为我国乃至世界培育突破性甘蔗品种的主要亲本来源,将为我国乃到世界蔗糖产业发展作出新的贡献。

“云瑞甘蔗亲本创制及其杂交花穗规模化生产关键技术研发与应用”成果创新性突出,整体达到国内同类研究领先水平,其中内陆高原割手密批量用于甘蔗种质创新达到国际先进水平,2017年获云南省科技进步二等奖(公示),为我国甘蔗种质创新获得的首个省部级二等以上的奖项。

文章为中国农业网转发,不代表中国农业网立场。

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