淺談蠶豆育種的幾點(diǎn)體會(huì).doc

淺談蠶豆育種的幾點(diǎn)體會(huì) 楊生華 （臨夏州農(nóng)科所，甘肅 臨夏 731100）摘要：蠶豆是常異花授粉作物，品種易混雜退化，而且蠶豆品種適應(yīng)性較窄。征集、鑒定、篩選、利用及保存品種資源，不斷選育新品種及品種改良，搞好良種基地建設(shè)。關(guān)鍵詞：蠶豆，育種，體會(huì)蠶豆（Vicia faba L.）在植物學(xué)分類上屬豆科Leguminosae，蝶形花亞科Papilionoideae，野豌豆族，野豌豆屬（巢菜屬Vicia L.），起源于亞洲西南部和非洲北部，蠶豆是這個(gè)屬各個(gè)種隔離最好的一個(gè)種。世界蠶豆種植面積為235.1104 hm2，平均單產(chǎn)18062kghm2，總產(chǎn)量為424.7 104 t，全世界約78.7%的蠶豆集中在發(fā)展中國(guó)家，發(fā)達(dá)國(guó)家僅占21.3%，主要分布在中國(guó)、埃及、摩洛哥、法國(guó)等。中國(guó)蠶豆，按生態(tài)類型分為秋蠶豆和春蠶豆，種植面積為80.0104 hm2，產(chǎn)量約180.0104 t，主要分布在云南、四川、湖北等秋播區(qū)（約占全國(guó)蠶豆播種面積的90%）和甘肅、青海、寧夏等省、區(qū)春播區(qū)（占全國(guó)蠶豆播種面積的10%）。甘肅地處黃土高原、青藏高原和內(nèi)蒙古三大高原交匯處，氣候復(fù)雜，素以干旱著稱，但在青藏高原交匯處海拔1800米以上的高寒陰濕區(qū)，溫度低（年平均氣溫在6以下），降雨較多（年降雨量在500毫米以上），適宜春蠶豆生長(zhǎng)發(fā)育，這里生產(chǎn)的蠶豆粒大飽滿、種皮乳白、產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)、商品性好，在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，是我國(guó)春蠶豆的主產(chǎn)區(qū)，播種面積約占全國(guó)春蠶豆的一半以上。為此，我所從70年代初就開始了春蠶豆新品種選育研究，采用系統(tǒng)選育和有性雜交的方法，先后育成了臨夏大蠶豆，臨蠶2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)、5號(hào)、6號(hào)、7號(hào)、8號(hào)等新品種，在生產(chǎn)中推廣面積約占甘肅省蠶豆播種面積的85%左右，對(duì)我省的蠶豆生產(chǎn)起到了積極的推動(dòng)作用。通過多年的試驗(yàn)研究，淺談幾點(diǎn)體會(huì)：1.育種目標(biāo)蠶豆的用途比較廣泛，不同國(guó)家不同地區(qū)因當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)、生態(tài)類型以及蠶豆的發(fā)展方向不同而使蠶豆的育種目標(biāo)有所不同。國(guó)際干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究中心（ICARDA）蠶豆育種目標(biāo)包括產(chǎn)量育種、抗性（抗赤斑、抗銹病、抗莖線蟲、抗除草劑等）育種、理想株型（有限生長(zhǎng)型、獨(dú)立維管束供給型、閉花型）育種、籽粒特性育種（包括籽粒大小、顏色、品質(zhì)）等。在澳大利亞北方地區(qū)氣候轉(zhuǎn)暖時(shí)蠶豆會(huì)迅速成熟，同時(shí)蠶豆銹病發(fā)生普遍嚴(yán)重，品種選育時(shí)，育種家設(shè)法將蠶豆開花期提前，延長(zhǎng)籽粒灌漿期，注重高產(chǎn)、抗病、早熟及耐霜凍品種培育。中國(guó)蠶豆分布比較廣，根據(jù)各地區(qū)的氣候特點(diǎn)、生態(tài)類型、耕作方式差異，將蠶豆分為秋蠶豆和春蠶豆，其育種目標(biāo)各有側(cè)重，但總體目標(biāo)是根據(jù)不同生態(tài)區(qū)的生產(chǎn)、生態(tài)條件及現(xiàn)有種質(zhì)資源為基礎(chǔ)，結(jié)合不同時(shí)期經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和市場(chǎng)需求，培育多類型、多用途的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)高效、適應(yīng)性廣的蠶豆新品種。近年來，蠶豆育種目標(biāo)更加突出和趨于多樣化，更能適應(yīng)市場(chǎng)和生產(chǎn)發(fā)展需求，1980年以后的具體育種目標(biāo)是秋蠶豆產(chǎn)量3000-4500kghm2，優(yōu)質(zhì)（蛋白質(zhì)30%以上），百粒重80g以上，抗銹病等主要真菌病害，抗（耐）濕，生育期180-200d等。春蠶豆產(chǎn)量3750-6000kghm2，優(yōu)質(zhì)（蛋白質(zhì)28%以上），百粒重150g以上，抗主要病害，矮稈，中早熟品種（生育期130d左右）及特殊株型等。臨夏州農(nóng)科所蠶豆育種緊緊圍繞市場(chǎng)對(duì)蠶豆多元化需求開展，育種目標(biāo)以優(yōu)質(zhì)、抗（耐）根腐病、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)為主，輔助于特殊株型選育和鮮食蠶豆品種選育。育種方式多以雜交育種為主，輔助于回交。選擇方法多采用輪回選擇法，以一次或多次輪回選擇法效果較好。2.育種方法2.1蠶豆授粉特點(diǎn)根據(jù)蠶豆繁殖生物學(xué)特點(diǎn)，在自然條件下既能自花授粉結(jié)實(shí)，也能異花授粉結(jié)實(shí)，由于它的花器構(gòu)造適于蜂類的傳粉，盡管10枚雄蕊的花藥緊貼柱頭，但由于柱頭的成熟稍早于花藥的開裂，加之柱頭的伸長(zhǎng)速度比花絲伸長(zhǎng)的快，更由于蜂類的頻繁訪問，傳帶外來花粉，使異株或異品種花粉授粉成為蠶豆異交的特點(diǎn)，據(jù)臨夏州農(nóng)科所多年測(cè)定結(jié)果，在臨夏地區(qū)蠶豆平均異交率為32.5%，與國(guó)內(nèi)外前人研究結(jié)果相近。因此，根據(jù)蠶豆天然異交的特點(diǎn)，選擇正確的育種方法，能加快品種選育進(jìn)程。2.2系統(tǒng)選擇 由于蠶豆是常異花授粉作物，常引起品種質(zhì)的變化，尤其在多品種、近距離、蜂源足的條件下種植，易形成豐富多彩的變異類型，這些變異的個(gè)體遺傳性比較穩(wěn)定，給蠶豆系統(tǒng)選育提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。因此系統(tǒng)選育是多、快、好、省的育種方法，其實(shí)質(zhì)是優(yōu)中選優(yōu)，此法在蠶豆育種中具有十分重要的實(shí)踐意義，應(yīng)用系統(tǒng)選育的方法目前育成的春蠶豆品種有勝利1號(hào)、臨蠶二號(hào)、臨蠶三號(hào)、臨蠶四號(hào)、拉薩1號(hào)等品種，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了顯著的增產(chǎn)作用。我所選育的臨蠶二號(hào)，因優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、商品性好，目前在全省累計(jì)示范推廣種植158.9萬畝，平均畝產(chǎn)217.2公斤，畝增28公斤，新增蠶豆4449.5萬公斤，增值6896.7萬元。臨蠶四號(hào)矮桿（比對(duì)照矮20cm）、早熟（比對(duì)照早熟15天左右），開花結(jié)莢早，鼓粒速度快，結(jié)莢部位低而集中，在較低生產(chǎn)條件下相對(duì)比其他品種易獲高產(chǎn)，適宜于在高海拔地區(qū)種植或川水地區(qū)間套帶種植。2.3有性雜交輪回選擇法 有性雜交育種是利用二個(gè)或多個(gè)優(yōu)良品種，通過有性雜交使優(yōu)良性狀的基因重新組合創(chuàng)造豐富的新類型。因雜交后代的變異量大，采用輪回選擇的方法，育成品種的可能性大。例如成胡10號(hào)、11號(hào)、12號(hào)、臨夏大蠶豆、臨蠶5號(hào)、6號(hào)、7號(hào)、8號(hào)、青海3號(hào)、崇禮1號(hào)等品種都是采用有性雜交選育出的。2.3.1篩選優(yōu)異品種資源品種資源是育種工作的物質(zhì)基礎(chǔ)，只有掌握了類型豐富的品種資源，才能培育出符合育種目標(biāo)的新品種。為此，我所自開展蠶豆育種工作以來，就非常重視品種資源的征集，經(jīng)過多年的征集，鑒定，篩選出了一批優(yōu)良的種質(zhì)資源，如綜合農(nóng)藝性狀好的臨夏馬牙、和政尕蠶、岷縣羊眼豆、積石大白蠶、百臍紅、青海3號(hào)、法娃長(zhǎng)莢、英175、土耳其22等品種。大粒型的日本寸蠶，特矮桿的荷蘭181選，多莢多粒型和飼用蠶豆加拿大577，較抗病的渭源馬牙，臨蠶二號(hào)，長(zhǎng)莢長(zhǎng)粒型的葡萄牙144、西班牙266-8、土耳其212及較抗赤斑病的加拿大321-1等類型十分豐富的各種種植資源。2.3.2選配雜交組合選配雜交組合是品種選育成功的重要前提，配制雜交組合首先要考慮雙親優(yōu)缺點(diǎn)互補(bǔ)，盡量避免采用不良性狀的親本，使其優(yōu)良性狀結(jié)合起來，例如豐產(chǎn)性雖好，但品質(zhì)欠佳的品種（系）與品質(zhì)好，但豐產(chǎn)性較差的品種（系）雜交，很可能出現(xiàn)品質(zhì)有良，豐產(chǎn)性好的雙優(yōu)品系，達(dá)到二者互補(bǔ)的目的，尤其選擇生態(tài)類型差異較大的兩親本雜交，以產(chǎn)生雜種優(yōu)勢(shì)。臨蠶6號(hào)是以優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)品種英175作母本，優(yōu)質(zhì)抗病品種荷蘭168作父本，經(jīng)雜交選育而成的優(yōu)質(zhì)、豐產(chǎn)、抗病、廣適的春蠶豆新品種。2006-2008年該品種參加國(guó)家蠶豆區(qū)域試驗(yàn)，在參試品種中名列首位，并在寧夏大面積推廣種植，2008年甘肅省種植10萬多畝。2.3.3采用輪回選擇兩個(gè)或多個(gè)品種通過有性雜交，由于基因重組，雜種后代就會(huì)出現(xiàn)多種多樣的類型材料，作為一個(gè)原始群體進(jìn)行輪回選拔易獲得成功。2.3.4雜種后代的選擇培育雜種后代的選擇方法是育種成敗的關(guān)鍵，雜種后代的選擇首先要看F1是否有明顯的雜種優(yōu)勢(shì)，對(duì)假雜種和不具雜種優(yōu)勢(shì)的組合應(yīng)及早淘汰或適當(dāng)選拔其中的最優(yōu)株，對(duì)具有雜種優(yōu)勢(shì)的組合要作為重點(diǎn)選拔，將選拔的F1種子混合收獲。F2和 F3是瘋狂分離的世代，選擇的重點(diǎn)應(yīng)放在分離世代，因好的優(yōu)良品系往往集中在少數(shù)組合里，應(yīng)對(duì)好的組合多選留，對(duì)低代的材料按組合采用混合選擇法。F4以后的高世代分離基本接近穩(wěn)定，進(jìn)行單株選擇，按株系進(jìn)行種植選拔。一般熟性、株高、抗病等性狀在早世代就能表現(xiàn)出來，將這些易識(shí)別的性狀在早世代選拔，而粒數(shù)、百粒重等與產(chǎn)量相關(guān)的性狀受環(huán)境條件和遺傳性影響較大，可進(jìn)行多代選拔培育才能穩(wěn)定下來，所以這些農(nóng)藝性狀在較穩(wěn)定的高世代選擇。蠶豆雜交改良品種最佳的選擇方法是輪回選擇法，以一次或多次輪回選擇效果最好。3.蠶豆良種繁育特點(diǎn)蠶豆良種繁育和其他作物有所不同，由于受天然異交率高、繁殖系數(shù)低等因素的影響，因而蠶豆良種繁育顯得更為重要，經(jīng)過多年的觀察與研究，認(rèn)為蠶豆良種繁育區(qū)，必須有隔離條件，防止自然異交的隔離技術(shù)有：一是網(wǎng)室隔離；二是采用“陷井”作物隔離，即在小區(qū)外種植比蠶豆更吸引蜜蜂的作物隔離，如種植油菜，通過調(diào)節(jié)播種期使其花期相遇，以油菜花吸引蜜蜂；三是采用屏障作物隔離，即將比蠶豆高大的作物，如玉米等種植于株行或小區(qū)間，防止開花期蜜蜂在株行或小區(qū)間飛行傳粉。良種繁育是育種工作的繼續(xù)，育種單位必須搞好原原種隔離繁殖工作，一二級(jí)良種必須要建立良種繁育基地，良種基地選擇自然隔離條件好，繁殖田周圍300m內(nèi)種植其他品種，要搞好統(tǒng)一管理，做到統(tǒng)收、統(tǒng)貯、統(tǒng)調(diào)。4.結(jié)語 蠶豆是常異花授粉作物，品種易混雜退化，而且蠶豆品種適應(yīng)性較窄。因此，我們育種工作者當(dāng)前的任務(wù)是繼續(xù)征集、鑒定、篩選、利用與保存品種資源，同時(shí)針對(duì)各地的生態(tài)條件及生產(chǎn)需要不斷進(jìn)行品種改良研究，將傳統(tǒng)育種技術(shù)與現(xiàn)代育種技術(shù)進(jìn)一步整合，在抗逆育種中應(yīng)用分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)（MAS）以及對(duì)育成的新品種進(jìn)行指紋圖譜鑒定等，搞好良種基地建設(shè)。參考文獻(xiàn)：1葉茵.中國(guó)蠶豆學(xué)M.中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,20032郭興蓮，劉玉皎，蠶豆育種研究進(jìn)展及展望J北方園藝，2008（11）：61-633柴巖，萬富世.中國(guó)小雜糧產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告M.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社,20074林汝法，柴巖，廖琴，等.中國(guó)小雜糧M，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)出版社，2002,301-316作者簡(jiǎn)介：楊生華，女， 1971年11月生， 1996年6月畢業(yè)于甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)系，取得農(nóng)學(xué)學(xué)士學(xué)位，同年7月分配到臨夏州農(nóng)科所工作至今。2008年12月取得副研究員任職資格。楊生華同志自參加工作以來，一直從事春蠶豆新品種選育及示范推廣工作，先后參加“中澳蠶豆國(guó)際合作研究”，農(nóng)業(yè)部、省科技廳、省農(nóng)牧廳和州科技局列項(xiàng)的“優(yōu)質(zhì)春蠶豆新品種選育與推廣”項(xiàng)目10項(xiàng)，獲省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)3項(xiàng)，州科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)3項(xiàng)。其中作為第一完成人選育的優(yōu)質(zhì)、豐產(chǎn)、抗病、廣適的春蠶豆新品種臨蠶6號(hào)、高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)春蠶豆新品種臨蠶7號(hào)分別獲2006年、2009年州科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，選育的旱地高蛋白新品種臨蠶8號(hào)、優(yōu)質(zhì)、豐產(chǎn)、耐根腐病、適應(yīng)性廣的春蠶豆新品系9317-1-7，通過省州專家技術(shù)鑒定，成果水平分別達(dá)國(guó)內(nèi)同類研究的先進(jìn)和領(lǐng)先水平，參加選育的臨蠶4號(hào)、5號(hào)分別獲省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)，這些品種先后成為我省主栽品種，推廣面積占全省蠶豆播種面積的8