四倍体杂交冰草新品种——蒙杂冰草1号的选育

于肖夏，姜志艳，于 卓，马艳红，云锦凤，苏 和，张志成(内蒙古农业大学农学院，内蒙古 呼和浩特 010019)

四倍体杂交冰草新品种
——蒙杂冰草1号的选育

于肖夏，姜志艳，于 卓，马艳红，云锦凤，苏 和，张志成
(内蒙古农业大学农学院，内蒙古 呼和浩特 010019)

将二倍体航道冰草(Agropyroncristatumcv. Fairway)与蒙古冰草(Agropyronmongolicum)进行种间远缘杂交获得的杂交种F1代种子，利用秋水仙碱诱导染色体加倍，通过选育得到四倍体杂交冰草优良新品系SZB-02，经品比、区域和生产试验，历时13年育成四倍体蒙杂冰草1号新品种。该品种为多年生疏丛型禾本科草本植物，须根系、植株生长整齐、叶长披针形、穗型较宽大。蒙杂冰草1号产量较高，年刈割两次的鲜草总产量平均为25 938.35 kg·hm-2，干草产量平均为9 552.33 kg·hm-2，种子产量平均为802.37 kg·hm-2。其开花期粗蛋白质含量高达16.13%，并富含粗脂肪、无氮浸出物、钙和磷等营养成分，营养价值高；草质柔软、叶量大、适口性好，可青饲、放牧、调制干草等；发育前期耐低温能力强，生态适应性广，适宜于在≥10 ℃有效积温≥2 200 ℃·d的地区推广种植。

航道冰草；蒙古冰草；四倍体蒙杂冰草1号；选育；产量；营养品质

冰草(Agropyroncristatum)是放牧和刈割兼用的多年生禾本科牧草。国内外学者研究表明，冰草饲用价值高，在干旱、半干旱地区的栽培草地建植中有巨大的利用潜力[1-5]。美国是世界上冰草种植面积最大的国家，但其本土并没有冰草属植物的分布，20世纪初，美国从前苏联引种冰草成功，30年代开始进行大面积推广，现已育成冰草品种12个，主要用于美国中、西部干旱地区低产退化蒿属及灌木丛草地的改良[6-9]。目前，我国育成的冰草新品种较少，远不能满足生产发展的需要，选育适合于我国干旱半干旱地区种植的优质、高产、抗逆性强的冰草新品种实属必要。

为培育冰草新品种，近年来将引自美国的具有优质高产特性的二倍体航道冰草(Agropyroncristatumcv. Fairway，2n=2x=14，染色体组P1P1)与产自内蒙古的抗旱、抗寒性强的蒙古冰草(A.mongolicum，2n=2x=14，染色体组PP)相组配，进行种间远缘杂交，成功获得了种间杂种F1代[10-11]。观察发现，该种间杂种F1的染色体数目均为14条，开放授粉条件下其花粉可育率和自然结实率很低，分别为26.73%和5.30%，杂种优势很明显，具有重要的育种利用价值[12-13]。为克服杂种F1育性低、创造四倍体杂交冰草新种质，利用秋水仙碱溶液处理航道冰草×蒙古冰草二倍体杂种F1萌发的种子，获得了杂交冰草染色体加倍植株(四倍体，2n=4x=28，P1P1PP)，并套袋自交得到了加倍植株的后代群体(F1～F3)[14]。研究表明，加倍植株及其后代育性高，其花粉可育率和自然结实率分别在78%和62%以上，超亲优势明显(HP=35.72%)[15-18]。通过多年选育试验，得到了一个利用价值高的四倍体杂交冰草新品系SZB-02[19-20]，经品比试验、区域试验及生产试验，于2012年2月通过了内蒙古草品种审定委员会审定，命名为“蒙杂冰草1号”新品种(登记号：N001)。本研究重点分析“蒙杂冰草1号”的选育方法与过程、营养成分、主要生产性能以及栽培技术要点，旨在为该新品种的推广利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 育种材料来源及其主要特性

蒙杂冰草1号(Agropyroncristatumcv. Fairway×Agropyronmongolicumcv. Mengza No.1)，是航道冰草与蒙古冰草种间远缘杂交F1经染色体加倍育成的四倍体冰草新品种，株高99.80～100.09 cm ，原品系代号SZB-02。其母本航道冰草引自美国，是一个经济价值较高的栽培种，株高约71.40 cm，根系发达，穗型小、扁穗花序、较紧密，茎叶鲜草蛋白质含量较高，分蘖性和再生性强，叶量丰富，产草和产籽量高，具抗倒伏特性[14]；父本是产于内蒙古草原的野生草种蒙古冰草，其茎秆直立、疏丛型，基部稍弯曲，株高75～90 cm，叶片窄披针形，穗状花序，小穗稀疏斜上排列穗轴两侧，分蘖数多，青绿期长，茎叶柔软，适口性好，具有强的抗旱、抗寒、耐风沙、耐瘠薄等特性，但其叶量少、产草量较低、种子成熟期不一致[15]。二倍体种间杂种F1杂种优势明显，但结实率极低，仅为5.3%。利用秋水仙碱诱导F1萌发种子获得的染色体加倍植株及其后代育性高，超亲优势明显。

1.2 试验地自然概况

1.2.1 呼和浩特试验点 呼和浩特市位于40°49′ N、111°41′ E，海拔1 063 m，年平均气温5.4 ℃，≥10 ℃年有效积温2 915 ℃·d，年均降水量400 mm左右，无霜期135～145 d，沙壤质暗栗钙土，pH 7.8～8.2，肥力适中，地下水灌溉[21-23]。

1.2.2 通辽市科左中旗试验点 通辽市科左中旗位于43°32′-44°32′ N，121°08′-123°32′ E，海拔高259.3 m，全年最高气温35.8 ℃，最低气温-25.1 ℃，年平均气温7.1 ℃，无霜期202 d，全年日照2 891.7 h，降水量269.7 mm，土壤为壤质土，pH 7.5～8.2，肥力中等，地下水灌溉。

1.2.3 鄂尔多斯市达旗真金种业试验点

鄂尔多斯市达旗真金种业科技园位于40°24′N、110°01′ E，海拔1 110 m，年均降水量300 mm，该区≥10 ℃有效积温2 900～3 200 ℃·d，无霜期130～146 d，土壤为壤质土，pH 7.3～8.3，肥力中等，地下水灌溉[21-23]。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 试验设计及其产量测定 在各试验点选择地势平坦、肥力均匀、排水良好的土地，小区布局采用随机区组设计，6次重复，其中3个小区用于种子产量测试，3个小区用于鲜草和干草产量测试，收草每年刈割两次[21-23]。品比试验、区域试验及生产试验的小区面积分别为40、120和360 m2。对照品种均为亲本航道冰草(CK1)和蒙古冰草(CK2)。刈割留茬5～7 cm，每次刈割后灌水，并施尿素7 kg·667 m-2。

1.3.2 营养成分测定 随机取各供试材料开花期的整株鲜样，60 ℃恒温箱中烘干、粉碎，委托内蒙古农牧渔业生物实验研究中心测定常规营养成分[21-23]。粗蛋白含量根据GB/T6432-1994标准测定，粗脂肪含量根据GB/T6433-2006标准测定，粗纤维根据GB/T6434-2006标准测定，酸性洗涤纤维根据NY/T1459-2007标准测定，中性洗涤纤维根据GB/T20806-2006标准测定，无氮浸出物根据GB/T6435-2006标准测定，粗灰分根据GB/T6438-2006标准测定，钙根据GB/T6437-2006标准测定，磷根据GB/T6437-2002标准测定，各指标均重复3次。

2 结果与分析

2.1 蒙杂冰草1号生产性能

2.1.1 品比试验 蒙杂冰草1号刈割两次的平均鲜草总产量为25 938.35 kg·hm-2，分别较对照航道冰草和蒙古冰草平均增产24.99%和36.16%，差异极显著(P<0.01)；干草产量平均为9 552.33 kg·hm-2，分别较对照航道冰草和蒙古冰草平均增产25.81%和36.28%，差异极显著(P<0.01)；种子产量平均为802.37 kg·hm-2，分别较对照对照航道冰草和蒙古冰草平均增产16.12%和18.74%，差异极显著(P<0.01)(表1)。

2.1.2 区域试验 区域试验于2009和2010年分别在3个不同地区进行，与参试的其他两个材料相比，蒙杂冰草1号的两次刈割鲜草总产量最高，平均为24 690.97 kg·hm-2，分别较对照航道冰草和蒙古冰草平均增产25.09%和34.97%，差异极显著(P<0.01)(表2)。另外，田间观察可知，蒙杂冰草1号能适应3个地区的气候条件，能正常生长发育，其青绿期可持续到深秋下霜前，且生长季内在各试验区均未发现病虫危害症状及倒伏现象。

2.1.3 生产试验 生产试验结果表明，2010-2011年蒙杂冰草1号的平均鲜草产量、干草产量和种子产量分别为24 902.06、9 258.22和771.33 kg·hm-2，较对照航道冰草和蒙古冰草增产值均达到了极显著水平(P<0.01)(表3)，显示出很高的生产性能。

2.2 蒙杂冰草1号的营养品质

营养品质是衡量牧草饲用价值高低的重要指标，一般饲草营养品质高，其饲用价值就高[24]。在开花期四倍体蒙杂冰草1号的粗蛋白和粗脂肪含量分别为16.13%和3.21%，明显高于亲本蒙古冰草，而略低于亲本航道冰草(表4)。蒙杂冰草1号粗纤维含量为31.32%，略低于亲本蒙古冰草，而高于航道冰草。蒙杂冰草1号的无氮浸出物、钙和磷的含量均较高，分别为38.16%、0.27%和0.27%。

2.3 栽培利用技术要点

2009-2011年，在对蒙杂冰草1号进行区域试验和生产试验过程中，确立了该品种的栽培利用技术，其要点如下：

适宜播种期 蒙杂冰草1号可在春季、夏秋季播种。春季白天气温在10 ℃左右即可播种，内蒙古中西部地区，一般3月底至4月初播种，适当早播有利于促进分蘖和提高抗寒性。夏秋季播种应在7月15日至8月10日完成，以利于幼苗越冬。

播种方法和适宜播种量 蒙杂冰草1号收草用最好采取条播方式，行距35～40 cm，播种量30 kg·hm-2；制种用可采取条播或育苗移栽两种方式，行距60～70cm，播种量22.5kg·hm-2，播深2～3 cm，播后及时镇压。

表1 品种比较试验产量Table 1 Yield in variety comparison test

注：T测验，* 显著差异(P<0.05)，** 极显著差异(P<0.01)。下同。

Note: * and ** mean significant difference byTtest at 0.05 and 0.01 level, respectively. The same below.

表2 区域试验鲜草产量Table 2 Fresh grass yield in regional test kg·hm-2

表3 生产试验产草量及种子产量Table 3 Grass and seed yield in production test kg·hm-2

表4 供试材料开花期的常规营养成分Table 4 Conventional nutritional composition of the tested materials in anthesis %

管理与利用 蒙杂冰草1号在苗期生长较为缓慢，容易受杂草危害，需特别注意除草。施肥根据土壤肥力状况，可施化肥和有机肥，化肥应以N肥为主，适当配施P、K肥。种肥施二铵225～300 kg·hm-2，追肥施尿素150～225 kg·hm-2，基肥施有机肥30～45 t·hm-2，刈割后应灌水和施肥。

蒙杂冰草1号自栽培第2年开始年可刈割利用两次，第1次青刈在盛花期为宜，此时刈割再生草产量高，且鲜草营养丰富，适口性好，刈割利用适宜留茬高度5～7 cm。第2次刈割，应在深秋下霜前完成，可作青饲或晒制优质干草。放牧利用应在拔节期进行。

种子收获与贮藏 在内蒙古地区，新品种蒙杂冰草1号的种子在7月底至8月初成熟，注意及时收获，防止种子落粒，可采用人工收割或联合收割机直接收获。收获后，晾晒2～3 d，进行脱粒与清选。种子贮存安全水分应保持在14%以下。 3 结论

蒙杂冰草1号产量较高，年刈割两次的鲜草总产量平均为25 938.35 kg·hm-2，干草产量平均为9 552.33 kg·hm-2，种子产量平均为802.37 kg·hm-2，可大面积推广利用。

蒙杂冰草1号开花期粗蛋白质含量高达16.13%，并富含粗脂肪、无氮浸出物、钙和磷等营养成分，营养价值高；草质柔软、叶量大、适口性好，可青饲、放牧、调制干草、加工草粉等，是饲养牛、羊等家畜的优等饲草。

田间观察蒙杂冰草1号发育前期耐低温能力强，生态适应性广，能在沙土、壤土、沙壤土、黑钙土等不同土质的土壤中良好地生长。该品种适宜种植于≥10 ℃有效积温2 200 ℃·d以上的地区，因而在内蒙古及其毗邻省区均可种植。可在我国北方年降水量≥250 mm的地区旱作栽培利用。

致谢：该论文是第二届全国草业生物技术大会评选出的优秀论文，并得到中国草业生物技术专业委员会提供的版面费支持。

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(责任编辑 张瑾)

The new variety breeding of tetraploid hybrid wheatgrass——Mengza No.1

YU Xiao-xia, JIANG Zhi-yan, YU Zhuo, MA Yan-hong, YUN Jin-feng, SU He, ZHANG Zhi-cheng
(Agronomy College, Inner Mongolia Agriculture University, Huhhot 010019, China)

The superior tetraploid hybrid wheatgrass variety SZB-02 was selected from colchicine induced chromosome doubling F1hybrids after widely crossing ofAgropyroncristatumcv. Fairway andAgropyronmongolicum. And then, the new variety of tetraploid hybrid wheatgrass-Mengza No.1 was obtained after a series of tests including varieties comparison, regional and production which lasted 13 years. Mengza No.1 is a perennial gramineous herb with fibrous root system, regular plant growth, lanceolate leaf length, and wide panicle type. The fresh grass yield, dry grass yield and seed yield of Mengza No.1 with twice mowing per year was 25 938.35 kg·hm-2, 9 552.33 kg·hm-2and 802.37 kg·hm-2, respectively, which suggest that this variety has relatively high grass yield. Mengza No.1 has crude protein content of 16.13 % in anthesis, and is rich in nutritional composition such as crude fat, nitrogen free extract, calcium and phosphorus. It also has characteristics of soft texture, high leaf yield and good palatability which can be used for green fodder, graze and hay. It has strong resistance to low temperature in earlier development stage and wide ecological adaptability, which is suitable to be applied in the areas with the effective accumulated temperature more than 2 200 ℃·d (≥10 ℃).

A.cristatumcv. Fairway;A.mongolicum; tetraploid Mengza No.1 wheatgrass; breeding; yield; nutritional quality

YU Zhuo E-mail: yuzhuo58@sina.com

10.11829j.issn.1001-0629.2014-0378

2014-08-13 接受日期：2015-01-29

国家自然科学基金面上项目(31172254)

于肖夏(1985-)，女，内蒙古呼和浩特人，讲师，博士，主要从事饲用作物及马铃薯遗传育种研究。E-mail:yuxiaoxia1985@sina.com

于卓(1958-)，男，内蒙古托克托县人，教授，博士，主要从事饲用作物及马铃薯遗传育种研究。E-mail:yuzhuo58@sina.com

S543+.903

A

1001-0629(2015)05-0738-07*

于肖夏，姜志艳，于卓,马艳红，云锦凤，苏和，张志成.四倍体杂交冰草新品种——蒙杂冰草1号的选育[J].草业科学,2015,32(5):738-744.

YU Xiao-xia,JIANG Zhi-yan,YU Zhuo,MA Yan-hong,YUN Jin-feng,SU He,ZHANG Zhi-cheng.The new variety breeding of tetraploid hybrid wheatgrass——Mengza No.1[J].Pratacultural Science，2015,32(5)：738-744.