浅谈蚕豆育种的几点体会.doc

浅谈蚕豆育种的几点体会 杨生华 （临夏州农科所，甘肃 临夏 731100）摘要：蚕豆是常异花授粉作物，品种易混杂退化，而且蚕豆品种适应性较窄。征集、鉴定、筛选、利用及保存品种资源，不断选育新品种及品种改良，搞好良种基地建设。关键词：蚕豆，育种，体会蚕豆（Vicia faba L.）在植物学分类上属豆科Leguminosae，蝶形花亚科Papilionoideae，野豌豆族，野豌豆属（巢菜属Vicia L.），起源于亚洲西南部和非洲北部，蚕豆是这个属各个种隔离最好的一个种。世界蚕豆种植面积为235.1104 hm2，平均单产18062kghm2，总产量为424.7 104 t，全世界约78.7%的蚕豆集中在发展中国家，发达国家仅占21.3%，主要分布在中国、埃及、摩洛哥、法国等。中国蚕豆，按生态类型分为秋蚕豆和春蚕豆，种植面积为80.0104 hm2，产量约180.0104 t，主要分布在云南、四川、湖北等秋播区（约占全国蚕豆播种面积的90%）和甘肃、青海、宁夏等省、区春播区（占全国蚕豆播种面积的10%）。甘肃地处黄土高原、青藏高原和内蒙古三大高原交汇处，气候复杂，素以干旱著称，但在青藏高原交汇处海拔1800米以上的高寒阴湿区，温度低（年平均气温在6以下），降雨较多（年降雨量在500毫米以上），适宜春蚕豆生长发育，这里生产的蚕豆粒大饱满、种皮乳白、产量高、品质优、商品性好，在国内外市场上具有很强的竞争力，是我国春蚕豆的主产区，播种面积约占全国春蚕豆的一半以上。为此，我所从70年代初就开始了春蚕豆新品种选育研究，采用系统选育和有性杂交的方法，先后育成了临夏大蚕豆，临蚕2号、3号、4号、5号、6号、7号、8号等新品种，在生产中推广面积约占甘肃省蚕豆播种面积的85%左右，对我省的蚕豆生产起到了积极的推动作用。通过多年的试验研究，浅谈几点体会：1.育种目标蚕豆的用途比较广泛，不同国家不同地区因当地的气候特点、生态类型以及蚕豆的发展方向不同而使蚕豆的育种目标有所不同。国际干旱地区农业研究中心（ICARDA）蚕豆育种目标包括产量育种、抗性（抗赤斑、抗锈病、抗茎线虫、抗除草剂等）育种、理想株型（有限生长型、独立维管束供给型、闭花型）育种、籽粒特性育种（包括籽粒大小、颜色、品质）等。在澳大利亚北方地区气候转暖时蚕豆会迅速成熟，同时蚕豆锈病发生普遍严重，品种选育时，育种家设法将蚕豆开花期提前，延长籽粒灌浆期，注重高产、抗病、早熟及耐霜冻品种培育。中国蚕豆分布比较广，根据各地区的气候特点、生态类型、耕作方式差异，将蚕豆分为秋蚕豆和春蚕豆，其育种目标各有侧重，但总体目标是根据不同生态区的生产、生态条件及现有种质资源为基础，结合不同时期经济发展水平和市场需求，培育多类型、多用途的高产稳产、优质高效、适应性广的蚕豆新品种。近年来，蚕豆育种目标更加突出和趋于多样化，更能适应市场和生产发展需求，1980年以后的具体育种目标是秋蚕豆产量3000-4500kghm2，优质（蛋白质30%以上），百粒重80g以上，抗锈病等主要真菌病害，抗（耐）湿，生育期180-200d等。春蚕豆产量3750-6000kghm2，优质（蛋白质28%以上），百粒重150g以上，抗主要病害，矮秆，中早熟品种（生育期130d左右）及特殊株型等。临夏州农科所蚕豆育种紧紧围绕市场对蚕豆多元化需求开展，育种目标以优质、抗（耐）根腐病、高产稳产为主，辅助于特殊株型选育和鲜食蚕豆品种选育。育种方式多以杂交育种为主，辅助于回交。选择方法多采用轮回选择法，以一次或多次轮回选择法效果较好。2.育种方法2.1蚕豆授粉特点根据蚕豆繁殖生物学特点，在自然条件下既能自花授粉结实，也能异花授粉结实，由于它的花器构造适于蜂类的传粉，尽管10枚雄蕊的花药紧贴柱头，但由于柱头的成熟稍早于花药的开裂，加之柱头的伸长速度比花丝伸长的快，更由于蜂类的频繁访问，传带外来花粉，使异株或异品种花粉授粉成为蚕豆异交的特点，据临夏州农科所多年测定结果，在临夏地区蚕豆平均异交率为32.5%，与国内外前人研究结果相近。因此，根据蚕豆天然异交的特点，选择正确的育种方法，能加快品种选育进程。2.2系统选择 由于蚕豆是常异花授粉作物，常引起品种质的变化，尤其在多品种、近距离、蜂源足的条件下种植，易形成丰富多彩的变异类型，这些变异的个体遗传性比较稳定，给蚕豆系统选育提供了重要的物质基础。因此系统选育是多、快、好、省的育种方法，其实质是优中选优，此法在蚕豆育种中具有十分重要的实践意义，应用系统选育的方法目前育成的春蚕豆品种有胜利1号、临蚕二号、临蚕三号、临蚕四号、拉萨1号等品种，在农业生产中发挥了显著的增产作用。我所选育的临蚕二号，因优质高产、商品性好，目前在全省累计示范推广种植158.9万亩，平均亩产217.2公斤，亩增28公斤，新增蚕豆4449.5万公斤，增值6896.7万元。临蚕四号矮杆（比对照矮20cm）、早熟（比对照早熟15天左右），开花结荚早，鼓粒速度快，结荚部位低而集中，在较低生产条件下相对比其他品种易获高产，适宜于在高海拔地区种植或川水地区间套带种植。2.3有性杂交轮回选择法 有性杂交育种是利用二个或多个优良品种，通过有性杂交使优良性状的基因重新组合创造丰富的新类型。因杂交后代的变异量大，采用轮回选择的方法，育成品种的可能性大。例如成胡10号、11号、12号、临夏大蚕豆、临蚕5号、6号、7号、8号、青海3号、崇礼1号等品种都是采用有性杂交选育出的。2.3.1筛选优异品种资源品种资源是育种工作的物质基础，只有掌握了类型丰富的品种资源，才能培育出符合育种目标的新品种。为此，我所自开展蚕豆育种工作以来，就非常重视品种资源的征集，经过多年的征集，鉴定，筛选出了一批优良的种质资源，如综合农艺性状好的临夏马牙、和政尕蚕、岷县羊眼豆、积石大白蚕、百脐红、青海3号、法娃长荚、英175、土耳其22等品种。大粒型的日本寸蚕，特矮杆的荷兰181选，多荚多粒型和饲用蚕豆加拿大577，较抗病的渭源马牙，临蚕二号，长荚长粒型的葡萄牙144、西班牙266-8、土耳其212及较抗赤斑病的加拿大321-1等类型十分丰富的各种种植资源。2.3.2选配杂交组合选配杂交组合是品种选育成功的重要前提，配制杂交组合首先要考虑双亲优缺点互补，尽量避免采用不良性状的亲本，使其优良性状结合起来，例如丰产性虽好，但品质欠佳的品种（系）与品质好，但丰产性较差的品种（系）杂交，很可能出现品质有良，丰产性好的双优品系，达到二者互补的目的，尤其选择生态类型差异较大的两亲本杂交，以产生杂种优势。临蚕6号是以优质丰产品种英175作母本，优质抗病品种荷兰168作父本，经杂交选育而成的优质、丰产、抗病、广适的春蚕豆新品种。2006-2008年该品种参加国家蚕豆区域试验，在参试品种中名列首位，并在宁夏大面积推广种植，2008年甘肃省种植10万多亩。2.3.3采用轮回选择两个或多个品种通过有性杂交，由于基因重组，杂种后代就会出现多种多样的类型材料，作为一个原始群体进行轮回选拔易获得成功。2.3.4杂种后代的选择培育杂种后代的选择方法是育种成败的关键，杂种后代的选择首先要看F1是否有明显的杂种优势，对假杂种和不具杂种优势的组合应及早淘汰或适当选拔其中的最优株，对具有杂种优势的组合要作为重点选拔，将选拔的F1种子混合收获。F2和 F3是疯狂分离的世代，选择的重点应放在分离世代，因好的优良品系往往集中在少数组合里，应对好的组合多选留，对低代的材料按组合采用混合选择法。F4以后的高世代分离基本接近稳定，进行单株选择，按株系进行种植选拔。一般熟性、株高、抗病等性状在早世代就能表现出来，将这些易识别的性状在早世代选拔，而粒数、百粒重等与产量相关的性状受环境条件和遗传性影响较大，可进行多代选拔培育才能稳定下来，所以这些农艺性状在较稳定的高世代选择。蚕豆杂交改良品种最佳的选择方法是轮回选择法，以一次或多次轮回选择效果最好。3.蚕豆良种繁育特点蚕豆良种繁育和其他作物有所不同，由于受天然异交率高、繁殖系数低等因素的影响，因而蚕豆良种繁育显得更为重要，经过多年的观察与研究，认为蚕豆良种繁育区，必须有隔离条件，防止自然异交的隔离技术有：一是网室隔离；二是采用“陷井”作物隔离，即在小区外种植比蚕豆更吸引蜜蜂的作物隔离，如种植油菜，通过调节播种期使其花期相遇，以油菜花吸引蜜蜂；三是采用屏障作物隔离，即将比蚕豆高大的作物，如玉米等种植于株行或小区间，防止开花期蜜蜂在株行或小区间飞行传粉。良种繁育是育种工作的继续，育种单位必须搞好原原种隔离繁殖工作，一二级良种必须要建立良种繁育基地，良种基地选择自然隔离条件好，繁殖田周围300m内种植其他品种，要搞好统一管理，做到统收、统贮、统调。4.结语 蚕豆是常异花授粉作物，品种易混杂退化，而且蚕豆品种适应性较窄。因此，我们育种工作者当前的任务是继续征集、鉴定、筛选、利用与保存品种资源，同时针对各地的生态条件及生产需要不断进行品种改良研究，将传统育种技术与现代育种技术进一步整合，在抗逆育种中应用分子标记辅助选择技术（MAS）以及对育成的新品种进行指纹图谱鉴定等，搞好良种基地建设。参考文献：1叶茵.中国蚕豆学M.中国农业出版社,20032郭兴莲，刘玉皎，蚕豆育种研究进展及展望J北方园艺，2008（11）：61-633柴岩，万富世.中国小杂粮产业发展报告M.中国农业科学技术出版社,20074林汝法，柴岩，廖琴，等.中国小杂粮M，中国农业科学出版社，2002,301-316作者简介：杨生华，女， 1971年11月生， 1996年6月毕业于甘肃农业大学农学系，取得农学学士学位，同年7月分配到临夏州农科所工作至今。2008年12月取得副研究员任职资格。杨生华同志自参加工作以来，一直从事春蚕豆新品种选育及示范推广工作，先后参加“中澳蚕豆国际合作研究”，农业部、省科技厅、省农牧厅和州科技局列项的“优质春蚕豆新品种选育与推广”项目10项，获省科技进步三等奖3项，州科技进步一等奖3项。其中作为第一完成人选育的优质、丰产、抗病、广适的春蚕豆新品种临蚕6号、高产优质春蚕豆新品种临蚕7号分别获2006年、2009年州科技进步一等奖，选育的旱地高蛋白新品种临蚕8号、优质、丰产、耐根腐病、适应性广的春蚕豆新品系9317-1-7，通过省州专家技术鉴定，成果水平分别达国内同类研究的先进和领先水平，参加选育的临蚕4号、5号分别获省科技进步三等奖，这些品种先后成为我省主栽品种，推广面积占全省蚕豆播种面积的8