劉紅光 王光明 張寶賢等

作者簡介：劉紅光（1973-），男，農(nóng)藝師，從事蓖麻育種及栽培技術(shù)研究。

通訊作者：王光明（1964-），男，研究員，從事蓖麻育種及栽培技術(shù)研究。

摘要：論述了利用野生蓖麻資源培育抗病自交系的可行性，以及應(yīng)用常規(guī)技術(shù)進(jìn)行群體改良和利用生物工程技術(shù)進(jìn)行種質(zhì)創(chuàng)新的重要性。根據(jù)我國蓖麻栽培的區(qū)域性特點(diǎn)，提出了高產(chǎn)高油、適應(yīng)機(jī)械化栽培、高抗病性和較強(qiáng)抗逆性等四個(gè)主要育種目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：蓖麻；種質(zhì)資源；雜交種選育

中圖分類號：S565.603.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號：A 文章編號：1001-4942（2013）06-0030-04

蓖麻為大戟科蓖麻屬（Ricinus communis L）雙子葉一年生或多年生木質(zhì)草本植物，原產(chǎn)于非洲東部。Vavilov提出原始起源中心是埃塞俄比亞（Abyssinia），次生多樣性中心是近東，先后傳入亞洲、美洲和歐洲[1]。因其根系特別發(fā)達(dá)且龐大，適應(yīng)性廣、耐旱、耐鹽堿，廣泛生長在熱帶、亞熱帶和溫帶國家，是世界十大重要油料作物之一[2，3]。蓖麻油具有凝固點(diǎn)低、耐高溫等化學(xué)特性，其應(yīng)用范圍十分廣泛。優(yōu)質(zhì)蓖麻油可作醫(yī)用，也可生產(chǎn)生物柴油，其綜合開發(fā)利用的經(jīng)濟(jì)價(jià)值極高，為眾多的化學(xué)家、生物學(xué)家、醫(yī)學(xué)家、企業(yè)家所矚目。但是，目前國際上蓖麻籽缺口嚴(yán)重，這不僅影響了大多數(shù)化工企業(yè)的生產(chǎn)，也使得蓖麻產(chǎn)業(yè)的開發(fā)利用受到限制[4，5]。

我國蓖麻育種研究始于20世紀(jì)50年代初，70年代末跌入低潮，80年代初重新恢復(fù)。目前，我國蓖麻育種技術(shù)及產(chǎn)量水平已達(dá)國際先進(jìn)水平，雜交種產(chǎn)量由原來的3 000 kg/hm2提高到4 500 kg/hm2[6～8]。雖然我國蓖麻育種水平取得了極大進(jìn)步，但在許多方面尚有努力空間。本文根據(jù)長期的育種實(shí)踐和生產(chǎn)需要對蓖麻種質(zhì)資源的利用、創(chuàng)新以及蓖麻育種目標(biāo)提出粗淺的看法。

1 野生種質(zhì)資源的利用

蓖麻的種質(zhì)資源主要包括農(nóng)家品種、改良品種、國外引進(jìn)品種、重要的育種品系和遺傳材料，以及蓖麻野生種和野生近緣種等。但是，并非所有種質(zhì)資源都能直接用于蓖麻育種。多數(shù)種質(zhì)材料，特別是野生種，農(nóng)藝性狀極差，不可能直接加以利用，必須通過改良才能夠作為資源材料利用。為了探索野生蓖麻資源的利用價(jià)值和途徑，筆者自1996年以來試圖改良引自印度及法國的野生蓖麻資源的不良農(nóng)藝性狀，即使其與育成的高產(chǎn)、高油蓖麻品種雜交，再進(jìn)行多年回交及自交篩選，但改良效果并不理想，說明野生種質(zhì)資源的利用需要相當(dāng)長的培育過程。同時(shí)，在改良過程中發(fā)現(xiàn)，不是所有的栽培種與野生種雜交均具有明顯的雜種優(yōu)勢，這與張錫順等（2006）[9]的研究結(jié)果一樣，并非遺傳距離越大雜種優(yōu)勢越強(qiáng)。但是，研究中我們發(fā)現(xiàn)，這類雜種在多雨積水的秋季，或多濕、通氣性差的溫室中栽培，與一些普通材料相比，后代的抗病性顯著增強(qiáng)，特別是對蓖麻根腐病、枯萎病、疫病。由此說明，利用野生資源培育抗病自交系具有較強(qiáng)的可行性。

2 種質(zhì)資源的創(chuàng)新與改良

目前，國內(nèi)外蓖麻雜交種所用自交系多來自“二環(huán)系”育種，遺傳基礎(chǔ)相對較窄，生產(chǎn)上所用品種遺傳多樣性較低。在此遺傳背景下，年際間如遇某種災(zāi)害可能會(huì)造成較大損失。因此，搭配種植不同遺傳血緣的品種是蓖麻生產(chǎn)上不容忽視的問題。為達(dá)此目的，必須進(jìn)行群體改良以及種質(zhì)資源創(chuàng)新，豐富蓖麻品種的遺傳基礎(chǔ)。

21 利用常規(guī)技術(shù)進(jìn)行群體改良

蓖麻在我國已有1 400余年的栽培歷史，在漫長、闊域的自然選擇過程中，形成了豐富的蓖麻種質(zhì)資源，雖然多數(shù)具有適應(yīng)性強(qiáng)、抗病、遺傳基礎(chǔ)豐富的特點(diǎn)，但是，其產(chǎn)量較低的缺點(diǎn)使其已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代科技發(fā)展的需要。因此，應(yīng)認(rèn)真地挖掘利用現(xiàn)有的地方資源培育優(yōu)質(zhì)、抗病、豐產(chǎn)的蓖麻雜交種。

早在20世紀(jì)80～90年代，我國已經(jīng)利用群體改良的育種方法，通過系統(tǒng)選育、雜交育種等手段育成一批高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)抗病的品種，如內(nèi)蒙古的“哲蓖3號”、“哲蓖4號”，吉林的“白131”，遼寧的“遼蓖73-1”，山西的“紅稈塔穗”和“塔早”，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料研究所的“油蓖4號”、“油蓖5號”，淄博市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院利用地方資源選育的雜交種“淄蓖麻1號”、“淄蓖麻2號”，這批品種在發(fā)展蓖麻生產(chǎn)中起到積極作用。

我國蓖麻品種資源與其它作物相比還很貧乏，因此需要進(jìn)一步加強(qiáng)品種資源的搜集與研究工作，以豐富蓖麻基因庫，加速優(yōu)良基因的鑒定與篩選，促進(jìn)高產(chǎn)、高油、抗逆性強(qiáng)的新品種選育工作。在地方種質(zhì)資源中，農(nóng)家品種是較容易改良利用的一個(gè)類群。但是，農(nóng)家品種也是一個(gè)比較復(fù)雜的群體，是我國農(nóng)民在生產(chǎn)實(shí)踐中，通過對一些具有某些特殊性狀的蓖麻進(jìn)行長期選擇而育成的適應(yīng)該地區(qū)氣候和環(huán)境的地方品種。所以必須綜合運(yùn)用各種交配測驗(yàn)和選擇來逐輪提高其有利基因和基因組合的頻率，以便集多個(gè)優(yōu)良性狀于一體，育出優(yōu)良自交系。

22 利用生物工程技術(shù)進(jìn)行種質(zhì)創(chuàng)新

Sujatha等人于2005年首次報(bào)道獲得了轉(zhuǎn)基因蓖麻植株，Malathi等人于2006年通過遺傳轉(zhuǎn)化方法獲得了抗蟲的蓖麻轉(zhuǎn)基因植株[10]。張慶瀅等（2001）[11]利用單性雌株的頂芽、腋芽、帶節(jié)的莖段，研究蓖麻單雌系組培快繁技術(shù)，并獲得大量幼苗。張慧英等（2001）[12]以蓖麻的根、莖、葉作外植體，對蓖麻組培技術(shù)也進(jìn)行了研究。王以紅等（2003）[13]對蓖麻營養(yǎng)芽進(jìn)行了離體培養(yǎng)，成功繁殖出再生植株。但是，我國在利用組織培養(yǎng)等生物工程技術(shù)獲得創(chuàng)新種質(zhì)方面尚未取得有效成果，因此，在今后的蓖麻育種中，應(yīng)積極利用生物工程技術(shù)進(jìn)行蓖麻種質(zhì)的創(chuàng)新和育種研究，逐步建立起符合蓖麻生物工程技術(shù)發(fā)展需要的種質(zhì)資源研究體系，育出更多更好的種質(zhì)。

3 蓖麻的育種目標(biāo)

蓖麻的適應(yīng)范圍廣泛，我國各地均有種植，因此其育種目標(biāo)也有多樣性。概括起來有高產(chǎn)高油、適應(yīng)機(jī)械化操作、高度抗病和較強(qiáng)的抗逆性四個(gè)主要目標(biāo)。

31 高產(chǎn)高油

高產(chǎn)、高油是蓖麻育種的一個(gè)永恒主題。資料報(bào)道，泰國的蓖麻品種單產(chǎn)高達(dá)6 000 kg/hm2以上[15]，這一產(chǎn)量雖是周年生產(chǎn)的結(jié)果，但其水平也已很高。然而，引進(jìn)的泰國優(yōu)良品種在我國廣西進(jìn)行區(qū)域性試驗(yàn)，其最高產(chǎn)量僅為2 503～2 932kg/hm2[16，17]，說明蓖麻具有一定的地域性。我國近年在高產(chǎn)、高油蓖麻雜交種選育方面取得了顯著進(jìn)展，淄博市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院選育的“淄蓖麻7號”雜交種，在2008～2009年山東省蓖麻品種區(qū)域試驗(yàn)中，平均產(chǎn)量為4 986 kg/hm2[18，19]，在新疆進(jìn)行高產(chǎn)栽培產(chǎn)量達(dá)到6 750 kg/hm2，單株產(chǎn)量具有1 kg的生產(chǎn)潛力，含油率達(dá)5238%。國內(nèi)外品種的產(chǎn)量表現(xiàn)均說明蓖麻具有高產(chǎn)的遺傳基礎(chǔ)和生理特性，因此可以通過雜交優(yōu)勢利用培育高產(chǎn)高油蓖麻雜交種。

32 適應(yīng)機(jī)械化操作

機(jī)械化栽培是蓖麻種植業(yè)發(fā)展的方向。近年來，蓖麻播種、脫殼已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，極大地提高了工作效率。但是我國現(xiàn)已育成并大面積推廣應(yīng)用的蓖麻雜交種植株高大、晚熟，需多次收獲，不適宜機(jī)收。因此，培育株型小、成熟集中、適應(yīng)機(jī)械化收獲的品種成為重要育種目標(biāo)之一。國外蓖麻育種研究表明，通過化學(xué)誘變及γ-射線處理蓖麻種子可以獲得可育的矮稈及半矮稈突變體[20]，這為培育矮化品種奠定了理論基礎(chǔ)。目前，在適宜機(jī)收的矮化蓖麻品種選育方面我國已經(jīng)做了大量工作，已有少量的品種育成。但是，由于其株型矮小，產(chǎn)量較低，抗逆性也較弱，生產(chǎn)上的應(yīng)用價(jià)值還較低。隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，蓖麻機(jī)械化栽培是必然的發(fā)展趨勢，如果不能解決機(jī)械化栽培問題，蓖麻種植面積將會(huì)進(jìn)一步萎縮，也會(huì)進(jìn)一步加劇供需矛盾。因此，培育適合機(jī)械化種植的蓖麻品種并通過合理密植方式取得良好的肥水效應(yīng)及高的收獲指數(shù)，對推動(dòng)我國蓖麻雜交育種研究進(jìn)程、挖掘蓖麻的增產(chǎn)潛力、發(fā)展我國“再生能源”產(chǎn)業(yè)具有特別重要的意義。

33 高抗病性

我國蓖麻的病害種類總體表現(xiàn)偏多，限制了蓖麻優(yōu)良品種的推廣區(qū)域，也影響到蓖麻產(chǎn)量的進(jìn)一步提高。在高溫、高濕氣候條件下種植蓖麻，或在低凹、潮濕及連作地種植，或種植過密，通風(fēng)、透光性不好，都易發(fā)病害及流行。據(jù)沙洪林等[21]報(bào)道，我國吉林蓖麻主要產(chǎn)區(qū)，近年來枯萎病發(fā)生日趨嚴(yán)重，植株死亡率一般為20%～30%，嚴(yán)重者達(dá)50%以上，嚴(yán)重影響了蓖麻生產(chǎn)。但是，我國蓖麻的抗病育種相對落后，到目前為止還沒有成功的品種，因此需要加快抗病育種的步伐。

蓖麻的抗病育種應(yīng)針對不同地區(qū)的氣候條件和栽培狀況，有針對性地確定抗病目標(biāo)。目前，影響我國蓖麻的主要病害有根腐病、枯萎病、灰霉病等，特別是枯萎病和根腐病，苗期發(fā)病常造成絕產(chǎn)，成株期發(fā)病也往往成片枯死，對蓖麻生產(chǎn)威脅較大。因此選育高抗枯萎病及根腐病的雜交種應(yīng)該成為首選育種目標(biāo)。

34 較高抗逆性

我國現(xiàn)有鹽堿地面積約3 5133×104 hm2，其中鹽堿耕地5867×104 hm2；山坡、丘陵、地頭堰邊的土地資源更是豐富，充分利用這些土地進(jìn)行蓖麻生產(chǎn)能夠在較大程度上緩解我國蓖麻的供需矛盾。因此，選育抗旱、耐貧瘠、抗鹽堿，特別是抗鹽堿的品種將更具現(xiàn)實(shí)意義。目前，蓖麻生產(chǎn)上采用的品種抗鹽堿能力普遍較差。生產(chǎn)上存在的突出問題有兩個(gè)：一是在輕度鹽堿地上，雖能正常生長結(jié)果，但產(chǎn)量很低；二是在鹽堿稍重的土壤上栽培難以正常生長結(jié)果。如果這一問題不及時(shí)解決，將來大幅度提高蓖麻栽培面積只能與糧棉爭奪耕地。近年，盡管周桂生、王文芬、劉海鳳等人分別研究了鹽堿地蓖麻營養(yǎng)障礙和肥料損失機(jī)制、根系與葉面吸收利用養(yǎng)分的規(guī)律，創(chuàng)新和發(fā)展了鹽堿地蓖麻栽培技術(shù)及相關(guān)理論[22～25]，但是，多數(shù)中度鹽堿地區(qū)沒有淡水資源來實(shí)現(xiàn)灌溉壓堿。所以，僅從栽培角度探討鹽堿地蓖麻的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展是不夠的，只有在高抗鹽堿品種的支持下才能夠在中度鹽堿地上獲得豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，更大程度地提高鹽堿地的利用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。因此抗逆育種，特別是抗鹽堿育種是蓖麻今后育種的一個(gè)重要方向。參 考 文 獻(xiàn)：

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