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经艳芬等
, 2011,
中国利用甘蔗细茎野生种培育创新亲本的主要进展
,
分子植物育种
Vol.9 No.36 (doi: 10.5376/mpb.cn.2011.09.0036)
1275
甘蔗细茎野生种培育创新亲本的研究始于爪哇、印
度甘蔗细茎野生种的杂交利用,分别育成了具划时
代意义的
POJ2878
Co281
Co290
等甘蔗品种和亲
(
骆君肃
, 1992;
李奇伟等
, 2000;
陈如凯等
, 2003)
推动了世界甘蔗杂交育种的发展;至
20
世纪中期,
全球甘蔗品种依赖少数种质的事实成为甘蔗进一步
改良的限制因素,于是开始了世界范围的搜集、评
价、利用甘蔗种质资源的热潮,经过半个多世纪的
研究,世界各国均各有建树,美国、印度、巴西等
已从这些甘蔗资源中选取优良无性系,并同本国商
业栽培种或热带种杂交获得了高糖分、高产量、抗
逆性强或生物量、乙醇发酵量和纤维量较突出的回
交一、二代
(BC
1
, BC
2
)
材料,为甘蔗育种进一步利
用打下良好的基础
(
张木清等
, 2006)
。美国路州利用
耐寒性强的细茎野生种育出
CP65
-
357
等早熟高糖耐
寒性强的品种
(
李奇伟等
, 2000)
;澳大亚利用甘蔗细
茎野生种血缘的创新亲本
QN66
-
2008
LCP85
-
384
杂交,育成了许多甘蔗新品种
(Wang et al., 2008)
我国海南甘蔗育种场,成功利用崖城、陵水和云南
的三个甘蔗细茎野生种无性系,并通过全国的甘蔗
研究所育成了
23
个含中国本土甘蔗细茎野生种血
缘的甘蔗品种
(
张琼等
, 2009;
邓海华等
, 2004)
;云
南省农业科学院甘蔗研究所瑞丽站
2006
年审定了
一个含云南蛮耗燥热气候生态型的甘蔗细茎野生
种血缘新品种
(
安汝东等
, 2007)
。但是,突破性的甘
蔗新品种并没有出现
(Wang et al., 2008)
。近年来,
随着分子辅助育种技术的发展,有关甘蔗细茎野生
种的评价、以及杂交利用研究时有报道
(Pan, 2004;
2006;
王丽萍等
, 2006;
张革民等
, 2007; Wang, 2008;
齐永文等
, 2009;
刘洪博等
, 2010)
,这些研究能否给
甘蔗新品种选育带来新的突破,关键在于能否坚持
实现从种质材料创新到新型亲本培育,进而育成甘
蔗新品种。本文就中国利用甘蔗细茎野生种培育创
新亲本的研究进行评述,把中国利用甘蔗细茎野生
种创新种质、培育的崖城、云瑞系列部分创新亲本
及其相关研究做简要介绍,展望新一轮的中国甘蔗
细茎野生种质资源创新利用研究,必将为丰富创新
亲本遗传基础,改良甘蔗品种抗逆性,增强其适应
性,进而提高中国甘蔗品种自主创新能力,起到积
极的推动作用。
1
甘蔗细茎野生种的起源
甘蔗细茎野生种
(
Saccharum Spontaneum
L.)
单 子 叶 植 物 纲
(
Monocotyledoneae
)
, 颖 花 目
(
Glumiflorae
)
, 禾 本 科
(
Gramineae
)
, 甘 蔗 属
(
Saccharum
)
的一个野生种,又叫割手密或甜根子
草,具有种类繁多,地理分布广泛,耐旱、耐寒、
抗逆性和适应性强等特点。无论是干旱的沙漠、淹
水的沼泽,还是海边的盐碱地均可见到它的身影,
是现代栽培甘蔗的抗逆基因种源
(
张木清等
, 2006)
其起源有不同的说法,有些学者认为起源于印度半
岛东南沿海孟加拉湾至锡金一带
(
骆君肃
, 1992)
,而
有些学者则认为除印度外,还存在一个起源中心,
即中国——越南——缅甸一带
(
周可涌
, 1984;
彭绍
, 1990)
。何顺长
(1997)
、范源洪等
(2001)
、陈辉等
(2001)
的研究,支持了中国是甘蔗细茎野生种起源
演化中心之一的观点。
2
甘蔗细茎野生种的遗传多样性
甘蔗种质资源多样性一是指种质数量的多样
性,二是指种质类型的多样性。目前拥有甘蔗种质
资源较多的国家有:美国
5 020
份、巴西
4 506
份、
印度
3 979
份、中国
2 000
多份
(
张木清等
, 2006)
。中
国的甘蔗种质资源保存于云南省农业科学院甘蔗
研究所的国家甘蔗种质资源圃,这些种质分属于甘
蔗及其近缘属的
5
个属
15
个种,其中甘蔗细茎野生
种有几百个无性系,这是甘蔗创新亲本培育的一级
基因库。
甘蔗细茎野生种生长于南纬
至北纬
40°
的热
带亚热带蔗区。它的分布范围从日本和印尼
/
新几内
亚经印度次大陆一直延伸到地中海的非洲。植株从
矮小、无茎、丛生到大茎,茎径变化范围从
0.3 cm
-
1.5 cm
,体细胞染色体数
2n
40
-
128
,共
29
种类型
(
张木清等
, 2006;
杨清辉等
, 1996;
蔡青等
, 2002)
细茎野生种在我国从低纬度的海南黄流
(
北纬
18°20')
到高纬度的四川阆中
(
北纬
30°30')
,从海拔
5 m
的福
建东山到云南的高黎贡山
(2 380 m)
都有广泛的分
(
蔡青等
, 2002)
我国的研究者对细茎野生种的染色体进行了
大量的研究
(
杨清辉等
, 1996;
蔡青等
, 2002; Chen,
1982;
文建成等
, 2001;
王子琳
, 2002)
,从细胞水平
上证明了我国的甘蔗细茎野生种具有丰富的遗传
多样性。其中,蔡青等
(2002)
鉴定了来自我国
9
个省