优质高配合力糯质高粱不育系 45A 的选育与应用

倪先林，赵甘霖，刘天朋，胡炯凌，李元，陈国民，汪小楷，丁国祥

（四川省农科院水稻高粱研究所，四川泸州 646000）

优质高配合力糯质高粱不育系 45A 的选育与应用

倪先林，赵甘霖，刘天朋，胡炯凌，李元，陈国民，汪小楷，丁国祥*

（四川省农科院水稻高粱研究所，四川泸州 646000）

[目的]从介绍糯高粱三系不育系45A选育过程及特征特性出发，阐述其在育种中的应用情况，并对应用前景及生产应用进行讨论，以期对高粱品种选育提供理论依据。

优质；高配合力；糯高粱；不育系；45A；选育

高粱是重要的旱粮作物，集粮食、饲料、工艺原料、能源于一体，是世界5大粮食作物之一。高粱是酿酒的主要原料，酒用高粱占全国高粱总产的80.0%以上，高粱籽粒中总淀粉含量、支链淀粉含量和单宁含量是影响高粱酿酒品质和出酒率的主要因素[1-5]。多年来，我国酿酒业以常规糯高粱和粳高粱为主要原料，但常规糯高粱品种产量低，粳性杂交高粱酿酒品质较差。因此，优质与高产结合是酿酒高粱产业发展的必由之路。不育系的品质是影响杂交高粱品质的主要因素，高粱不育系的选育是组配优质高产杂交种的关键。迄今，我国生产上主要利用的三系杂交高粱有晋杂、辽杂、吉杂、龙杂等系列组合，但还没有一个三系杂交糯高粱组合在生产上大面积推广应用。

针对南方的生态条件、耕作制度、生产条件、酿酒工艺等，四川省农业科学院水稻高粱研究所广泛开展了高粱粳糯间杂种优势研究[7-10]，深入研究了南北方高粱的酿酒工艺、酿造品质差异等[6，11-14]；根据酿造高粱的需求，充分利用优异的种质资源，在传统回交育种技术的基础上，采用边稳定边回交边测配的方法，将北方粳高粱的产量、抗性与南方糯高粱的品质进行聚合，经过多年努力，选育出了高淀粉高配合力的糯质三系不育系45A。目前，利用45A已育成10个国家及省级审定品种，并在生产上广泛应用。该不育系的成功选育，丰富和发展了杂交高粱优质育种科学，提升了我国酿造高粱育种水平，促进了酿酒高粱产业持续稳定的发展。

1 选育过程

1991年，四川省农业科学院水稻高粱研究所从辽宁、河北等地引进了一批高粱资源，经鉴定，辽宁省铁岭市农科所的TL169-239B表现千粒重大、长穗、粳质、红粒、中散穗、单宁含量高等特点，但是植株较高、生育期偏长。由四川省农业科学院水稻高粱研究所育成的72A千粒重较小、穗短、糯质、白粒、单穗重轻、单宁含量低、生育期短，两个亲本之间性状互补性好，遗传基础和地理来源广泛，因此，将两者杂交组成基础选育材料。从TL169-239B/72B杂交F2代起，采用碘-碘化钾液显色反应对籽粒进行糯质检测；F2代分离选择抗病、糯质、大穗、红粒等农艺性状优良的单株。F3代开始选择优良单株以72A为母本进行连续回交转育，采用边自交稳定、边回交、边测配的方法，提高选择效率，在海南和泸州两地穿梭种植，进行籽粒外观和品质选择，同时结合株叶形态、穗型、抗性筛选，多方面加大定向选择压力，控制变异方向，聚合优良基因，回交中世代开始对入选单株或株系的可恢力、配合力进行跟踪测定。经过多年的自交、回交、测配和严格选择，选育出了品质、产量、抗性、外观四者协调的优质高配合力糯不育系，于1998年定名为45A。该不育系于2002年通过四川省技术鉴定，并于2009年申请国家植物新品种权（品种权号：CNA20090576.1），其选育方法“一种杂交糯高粱的选育方法”获得国家发明专利（专利号：ZL 2012 1 0129155.6）。

2 特征特性

2.1 植物学特征

45A在四川泸州春播全生育期120 d左右，芽鞘绿色，幼苗叶片深绿色，叶脉蜡质，叶片数20～21片，株高125～135 cm，穗长32～38 cm，穗中散型，长纺锤形，单穗粒重45～50 g，红粒，软褐壳，千粒重22～24 g。

2.2 不育性稳定、柱头生活力强

45A可恢性好，雄性不育性稳定，花药白色干瘪，不育率100%，雄性不育彻底，自交不结实；雌蕊柱头呈羽毛状，乳白色、外露好，亲合力高，柱头生命力强，接受花粉能力强，研究表明，45A在滇南开花后第9天仍具有60.0%以上的授粉结实率[15]。

2.3 抗性强

45A根系发达，茎秆粗壮，抗倒伏能力强，抗旱，经接种鉴定，45A高抗四川丝黑穗病生理小种[16]，抗叶斑病，活秆成熟。45A所配组合一般穗型偏散，较耐穗螟。

2.4 品质好

部分酱香型酿酒企业认为，小粒常规糯红高粱酿酒品质好。45A具有特别优异的综合品质特性（表1）。经测定，45A籽粒含粗蛋白8.23%，粗脂肪3.22%，单宁0.41%，总淀粉含量75.56%（山西高粱所测定为76.82%），支链淀粉含量占总淀粉的98.12%，糯性强。与国内育成的其他不育系相比，45A在外观和籽粒品质性状上取得了极为显著的遗传改良。45A千粒重较大、品质好，较好地协调了粒重与籽粒品质的矛盾。

2.5 配合力高

45A综合性状的一般配合力高，已组配出10个杂交种，所配杂交高粱实现了高产、优质和广适的有机结合。45A产量性状的一般配合力高，不完全双列杂交试验结果表明，45A千粒重、穗粒重、穗长的一般配合力尤为突出[17]。45A胚乳糯质，品质优良，总淀粉和支链淀粉含量的一般配合力高，所配杂交高粱酿酒品质好、出酒率高[18-19]（表2）。45A组配审定的杂交高粱品种总淀粉含量达73.09%以上，最高达78.69%，糯质组合支链淀粉含量占总淀粉的96.20%～97.99%，有的研究甚至未能检测出直链淀粉含量[20]，糯粳型组合支链淀粉含量占总淀粉的85%左右。表明45A是品质改良的优异亲本。

2.6 再生力强

45A所配组合泸糯3、泸糯8、泸糯9、泸糯10等生育期较短，再生力强，发苗多，再生季亩产可达360 kg以上，可安全成熟，丰产性好，比常规高粱增产显著。在川南等地实现了一种两收。

2.7 繁殖制种产量高

45A为大穗型，长穗，千粒重大，穗粒重高，易于繁殖制种，繁、制种产量一般能达到2 500～4 000 kg/hm2。45A开花最适温度为25～30℃，湿度80.0%以上，在其繁制种生产中，应针对45A柱头外露率较高、柱头活力较强、开花历期较长、花期较分散的特点，通过栽培技术和加强田间管理，获得高产。

表1 45A与部份不育系的籽粒品质比较

表2 45A所配杂交高粱组合的籽粒酿酒品质比较

表3 45A配组审定的杂交高粱组合的产量表现

3 应用情况

3.1 直接利用

2001—2013年，以45A为亲本组配了一系列品质优良、产量高、丰产性好、适应性广、抗逆性强的优质杂交高粱品种，其中，国家鉴定组合6个，省（市）级审定4个。有4个组合被各级农业部门推荐为主推品种。

45A所配组合的产量优势强，在已审定的品种中，泸糯3号、8号、9号、10号区试平均产量5 850.0 kg/hm2以上，比对照常规糯高粱品种青壳洋增产35.0%以上（表3）；晋糯1号区试产量6 840.0 kg/hm2，比对照两系糯高粱品种两糯1号增产25.6%；晋杂23、晋杂104、晋杂106区试平均产量8 250.0 kg/hm2以上，比对照晋杂12增产12.1～15.1%，其中晋杂23产量高达9 832.5 kg/hm2。区域试验中有6个组合产量位列第1，其余组合位列2～3位，丰产性突出。纵向比较，1993年审定的泸糯1号（72A/35R）区试产量4 405.5 kg/hm2，45A系列杂交糯高粱组合产量提升了1 500.0 kg/hm2以上。45A系列品种适应性广，华北及南方皆适宜种植。

3.2 间接利用

45A配合力高、综合性状好，是优质的糯质基因供体和新不育系选育的骨干亲本材料。迄今，山西省农业科学院高粱所、四川省农业科学院水稻高粱研究所等育种单位利用45B（45A对应的保持系）作为亲本已成功选育出了糯不育系46A、10480A，并成功组配出一系列的优质酿酒高粱品种（泸糯12、国窖红2号、晋糯3号等），此外，一批以45B为亲本（吉1B/45B、3401B/45B、407B/45B、1037B/45B等）的苗头不育系也即将投入应用。

4 讨论

四川省农业科学院水稻高粱研究所高粱课题组根据优质杂交高粱育种理论，把具有广泛遗传基础和地理远源的粳糯高粱进行杂交，通过创新和改进育种方法，经过多年研究，选育出了产量和品质双高的糯质三系雄性不育系45A，该不育系的选育方法和理论对优质杂交高粱亲本系的选育有重要的指导和促进作用，同时也丰富和发展了杂交高粱优质育种科学。

45A是国内育成的第一个红粒糯质高粱三系不育系，所配组合较好地协调了粒色（外观）与籽粒品质的矛盾，在红高粱组合选育中扩大了恢复系的利用范围，更有利于组配出外形美观的优质红高粱品种。45A在选育过程中，综合了双亲的遗传优点，优势互补，剔除了不良基因，将南北高粱的产量、品质、抗性、配合力和外观等优良性状有机集于一体，使其成为具有突破性的糯质三系不育系和酿酒杂交高粱选育的骨干亲本。45A的成功选育与应用，全面提升了我国高粱不育系的产量和品质配合力育种水平，改变了我国酿造高粱杂交种的利用现状，促进了酿酒高粱产业持续稳定的发展。

[1]曾庆曦，丁国祥，曾富言，等.我所酿酒高粱研究十年回顾[A].全国高粱学术研讨会论文选编[C]，1995，89-98.

[2]宋高友，苏益民，陆伟，等.酒用高粱育种方向探讨[A].全国高粱学术研讨会论文选编[C]，1995，98-101.

[3]张文毅．我国高粱生产的发展趋势[J].辽宁农业科学，1985（5）：56-58.

[4]宋高友，张纯慎，苏益民，等.高粱籽粒品质对出酒率影响的初步探讨[J].辽宁农业科学，1986（5）：6-8.

[5]孔令旗，张文毅，李振武.高粱籽粒淀粉含量的配合力与杂种优势分析[J].辽宁农业科学，1992（1）：18-20.

[6]唐玉明.高粱籽粒的酿酒品质研究[J].杂粮作物，2000，139（4）：45-47．

[7]丁国祥，曾庆羲，陈国民，等.高粱粳糯间杂种优势的初步研究[J].辽宁农业科学，1991（3）：29-33.

[8]冯宗云，曾庆曦，叶少平.粳（非糯）糯高粱间杂种一代的优势表现[J].辽宁农业科学，1991，9（3）：371-376.

[9]刘兴全，曾富言.高粱粳糯品种间杂交F1代主要农艺性状的遗传研究[J].辽宁农业科学，1992（2）：18-22.

[10]丁国祥，曾庆羲，陈国民，等.粳糯型高粱杂交种几个数理性状的配合力分析[J].绵阳农专学报，1993，10（2）：13-16.

[11]丁国祥，戴清炳，曾庆曦，等.不同淀粉结构高粱籽粒的酿酒工艺参数研究[J].绵阳农专学报，1996，13（4）：4-5.

[12]丁国祥，曾庆羲，陈国民，等.糯高粱杂1代酿酒品质性状的研究[J].西南农业大学学报，1997，19（1）：62-65.

[13]丁国祥，曾庆羲，陈国民，等.四川糯高粱品种的酿酒品质及育种目标[J].绵阳经济技术高等专科学校学报，1994，22（2）：14-16.

[14]杨乾华，丁国祥，曾富言.南北方不同类型高粱的酿酒品质差异[J].作物品种资源，1994（4）：32-33.

[15]倪先林，赵甘霖，刘天朋，等.4个糯高粱雄性不育系柱头生活力的研究[J].湖南农业科学，2014（2）：23-26.

[16]张长伟，丁国祥，倪先林，等.酿酒高粱品种、组合及亲本的丝黑穗病抗性鉴定[J].植物保护学报，2013（3）：219-224.

[17]倪先林，赵甘霖，刘天朋，等.杂交糯高粱主要农艺性状的配合力和遗传力研究[J].江苏农业科学，2011，39（3）：90-93.

[18]丁国祥，赵甘霖，张长伟，等.酿酒糯高粱亲本系籽粒淀粉含量及其组份的配合力分析[J].种子，2011（12）：10-11.

[19]赵婧，张福耀，詹鹏杰，等.高粱酿造品质性状配合力分析[J].中国农学通报，2011，27（33）：44-47.

[20]蒋兰.酿酒高粱淀粉含量测定及性质研究[D].重庆大学，2013.

（责任编辑戚佳妮）

Breeding and Application of High Quality and High Combining Ability Glutinous Sorghum Sterile Line 45 A

NI Xian-linet al.(Rice and Sorghum Research Institute,Sichuan Academy of Agricultural Sciences, Luzhou,Sichuan 646000)

Starting from introducing the breeding process and characteristics of high quality and combining ability glutinous sorghum sterile line 45A,the application in breeding and the application prospect and production were discussed.The results would provide guidance for the sorghum variety selection.

High quality;High combining ability;Glutinous sorghum;Sterile line;45A;Breeding

S514

A

2095-0896（2014）11-011-04

国家高粱产业技术体系酿酒（糯）高粱新品种选育项目（CARS-06-01-05）；四川省财政育种基因工程项目（2011JYGC11-031）；四川省农作物育种攻关（2011NZ0098-6）；"十二五"国家科技支撑计划（2014BAD07B02-2-2）。

倪先林（1981-），男，四川沐川人，助理研究员，硕士，主要从事高粱相关研究工作。*通讯作者：丁国祥（1962-），男，四川泸州人，副研究员，主要从事高粱相关研究工作，E-mail：dgx6132@163.com。

2014-10-29