引进国外甘蔗种质资源检疫及田间抗病和农艺性状观察_韦金菊.pdf
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1、热带作物学报 2023,44(2):365-374 Chinese Journal of Tropical Crops 收稿日期 2022-06-20;修回日期 2022-08-08 基金项目 国家自然科学基金项目(No.32101696);中央引导地方科技发展资金项目(桂科 ZY20198005);广西农业科学院基本科研业务专项(桂农科 2021YT006)。作者简介 韦金菊(1981),女,硕士,副研究员,研究方向:甘蔗引种检疫检验与抗逆育种;*同等贡献作者:李海碧(1990),女,硕士,助理研究员,研究方向:甘蔗抗逆育种。*通信作者(Corresponding author):李杨瑞(L
2、I Yangrui),E-mail:;刘昔辉(LIU Xihui),E-mail:。引进国外甘蔗种质资源检疫及田间抗病和农艺性状观察 韦金菊1,李海碧2*,周 会1,桂意云1,祝 开1,宋修鹏1,周 珊1,经 艳1,李杨瑞1*,刘昔辉1*1.中国农业科学院甘蔗研究中心/广西农业科学院甘蔗研究所/农业农村部广西甘蔗生物技术与遗传改良重点实验室/广西甘蔗遗传改良重点实验室,广西南宁 530007;2.广西南亚热带农业科学研究所,广西龙州 532415 摘 要:为筛选健康优良的引进甘蔗新种质,丰富甘蔗杂交亲本资源及获得具有直接推广应用价值的优良甘蔗品种,本研究通过法国农业国际合作研究发展中心(CIR
3、AD)下属负责不同国家甘蔗种质资源引进、提供和检疫的机构Visacane 引进法国、美国、巴巴多斯、伯利兹、牙买加、罗马尼亚、圭亚那等国家的甘蔗种质资源 41 份,在广西甘蔗引种检疫室进行 2 个甘蔗生长周期的隔离种植检疫,期间对甘蔗白条病、斐济病和流胶病等检疫性病害进行监测,确定无检疫性有害生物发生后出圃,通过大田试验进行田间自然发病、农艺性状、产量、锤度等调查。结果表明,引进的 41 份国外甘蔗种质均无检疫性病虫害;大田自然发病试验筛选出抗病优良甘蔗种质 B03-224、B03-876、FG08-057、FG08-757、FG09-128、FG09-331、FG09-367、FG09-53
4、8 和 FR89-746 共 9 份,可考虑作为抗病亲本;筛选出高糖甘蔗种质 B03-224、BBZ88-343、BJ99-32、BR08-004、CP04-1844、CP05-1526、FG06-691 和 FG09-367 共 8 份,锤度评价为 1 等级,可作为高糖亲本;筛选出高产甘蔗种质 BZ93-855、CP00-1446、FG09-124、FG09-346 和 FR90-881 共 5 份,产量评价为 1 等级,可用作高产亲本;筛选出农艺性状整体评价优良种质 B03-224、BBZ93-855、BJ99-106、CP00-1446、CP05-1526、FG04-333、FG06-6
5、91、FG07-338、FG09-124、FG09-128 和 FG09-367 共 11 份,其综合性状较好,产量潜力较大,拟进入下一轮比较试验继续筛选;并综合抗病性、高产、高糖等农艺性状评价,从中筛选出 B03-224、FG09-128、FG09-367 和 CP05-1526 综合表现优良的 4 份甘蔗种质进入下一步品种比较试验,以期筛选出能适应广西生态环境的高产、高糖、抗病的甘蔗种质进行推广种植。以上甘蔗种质已全部进入广西南宁甘蔗种质资源圃和广西农业科学院三亚甘蔗杂交育种基地保存,将进一步开展抗旱性和抗寒性等评价及后续杂交利用研究。本研究可为引进国外甘蔗种质的利用提供参考依据。关键词:
6、甘蔗;种质资源;隔离检疫;病害;分子检测;农艺性状 中图分类号:S566.1 文献标识码:A Quarantine and Field Resistance Disease and Agronomic Trait Ob-servation of Introduced Foreign Sugarcane Germplasm WEI Jinju1,LI Haibi2*,ZHOU Hui1,GUI Yiyun1,ZHU Kai1,SONG Xiupeng1,ZHOU Shan1,JING Yan1,LI Yangrui1*,LIU Xihui1*1.Sugarcane Research Center
7、,Chinese Academy of Agricultural Sciences/Sugarcane Research Institute,Guangxi Academy of Ag-ricultural Sciences/Key Laboratory of Sugarcane Biotechnology and Genetic Improvement(Guangxi),Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Guangxi Key Laboratory of Sugarcane Genetic Improvement,Nanning,Guangx
8、i 530007,China;2.Guangxi South Subtropical Agricultural Science Research Institute,Longzhou,Guangxi 532415,China 366 热带作物学报 第 44 卷 Abstract:In order to screen healthy and excellent introduced sugarcane germplasm,enrich sugarcane hybrid parent re-sources and obtain excellent sugarcane varieties with
9、direct popularization and application value,41 foreign sugarcane germplasm materials from France,United States,Barbados,Belize,Jamaica,Romania,Guyana and other countries in-troduced through Visacane,CIRAD,France,responsible for introduction,export and quarantine of sugarcane germ-plasm from differen
10、t countries,were planted in quarantine house for two sugarcane growth cycles.During the period,the quarantine disease such as sugarcane white stripe disease,Fiji disease and gummosis disease were monitored.After qualified quarantine,the natural disease occurrence,agronomic traits,cane yield and suga
11、r content were investigated in field experiment.The 41 introduced foreign sugarcane germplasm entries had quarantine diseases and pests.In the field natural disease test,there were nine sugarcane germplasms B03-224,B03-876,FG08-057,FG08-757,FG09-128,FG09-331,FG09-367,FG09-538 and FR89-746 with good
12、disease resistance,which could be used as disease resistant parents.Eight high sugar germplasms with high sugar content,B03-224,BBZ88-343,BJ99-32,BR08-004,CP04-1844,CP05-1526,FG06-691 and FG09-367,were evaluated as 1 grade,which could be used as high sugar parent.Five high-yield germplasms with high
13、 yield,BZ93-855,CP00-1446,FG09-124,FG09-346 and FR90-881,were evaluated as grade 1 and could be used as high-yield parents.Eleven germplasms,B03-224,BBZ93-855,BJ99-106,CP00-1446,CP05-1526,FG04-333,FG06-691,FG07-338,FG09-124,FG09-128 and FG09-367,with high-yield and excellent ag-ronomic characters,en
14、tered the next round of comparative test to continue screening.In order to select sugarcane germ-plasms with high yield,high sugar and disease resistance that can adapt to the ecological environment of Guangxi for direct planting,four with excellent comprehensive performance,B03-224,FG09-128,FG09-36
15、7 and CP05-1526,were selected for the further variety comparison test.All sugarcane germplasms were kept in Nanning Sugarcane Germplasm Resources Nursery and Sanya Sugarcane Cross Breeding Base of Guangxi Academy of Agricultural Sciences for further evaluation of drought resistance,cold resistance,a
16、nd subsequent cross utilization.This study could provide reference for the utilization of sugarcane germplasms introduced from abroad.Keywords:sugarcane;germplasm;quarantine;disease;molecular detection;agronomic trait DOI:10.3969/j.issn.1000-2561.2023.02.016 广西是我国主要的糖料蔗生产基地,2021 年甘蔗种植面积约 77.48 万 hm2
17、,蔗糖产量约占我国食糖总产量的 90%1-3。广西目前的主栽品种为桂糖 42 号和桂柳 05136,均易感黑穗病,加上多年连作,导致黑穗病发病率居高不下1,急需选育和推广抗病性强、高糖、高产的优良甘蔗品种。选育糖分、产量、抗逆性、宿根性和适应性等表现更优的甘蔗新品种是我国甘蔗育种努力的目标,然而常规杂交育种要获得突破,引进和利用国外丰富的甘蔗亲本资源极为重要。近 40 a来,广西在甘蔗种质资源引进及利用方面取得较大成绩,利用引进的甘蔗品种新台糖 22 号等作为亲本育成的桂糖 42 号桂柳 05136等优良甘蔗品种为我国蔗糖业做出了巨大贡献4。检验检疫是甘蔗引种的重要环节,主要是进行检疫性有害生
18、物监测,特别是针对我国尚未发生的病虫害,避免随种茎引入而传播和蔓延。在甘蔗种植史中,曾有因引种带来新病害爆发而造成当地甘蔗产业重大损失的先例,比如美国夏威夷引种带来的浮尘子危害,中国台湾引种带入的甘蔗霜霉病危害5。由国家质检总局、农业农村部发布并实施的中华人民共和国进境植物检疫性有害生物名录更新至 2021 年,进境检疫性有害生物 446 种,其中与甘蔗相关的检疫性有害生物种类对外有 45 种,对内有 4 种,因此我国甘蔗检疫性有害生物种类共 49 种,包括甘蔗检疫性害虫 12 种、检疫性病害 19 种和甘蔗检疫性杂草 18种6。中国农业科学院甘蔗研究中心与法国农业国际合作研究发展中心(Int
19、ernational Center for Cooperation in Agronomic Research for Develop-ment,CIRAD)建立了多年的交流合作关系,在农业农村部、广西农业农村厅、广西植保总站和邕州海关等部门的审批和监测下,广西农业科学院甘蔗研究所通过 CIRAD 下属负责不同国家甘蔗种质资源引进、提供和检疫的机构 Visacane 引进了多批次甘蔗种质材料。为了解引进的国外甘蔗种质的检疫情况及在广西生态环境条件下的大田农艺性状表现,本研究对 41 份引进国外甘蔗种质材料进行检疫性病害白条病与斐济病 PCR 检测,以及黑穗病、黄叶病、锈病等病害的大田自然发病情
20、况调查,并结合农艺性状进行综合评价,为第 2 期 韦金菊等:引进国外甘蔗种质资源检疫及田间抗病和农艺性状观察 367 引进国外甘蔗种质的利用提供参考依据。1 材料与方法 1.1 材料 20152017 年,广西农业科学院甘蔗研究所通过 Visacane 引进 3 个批次合计 48 份不同国家 的甘蔗种质(表 1)。引进的国外种质在引种检 疫温室进行隔离种植检疫,其中 2016 年引进的FR92-394 和 FR90-881 种植后不发芽并于 2017 年再申请补发;CPCL99-4455、FG08-533、FG09-060、FG09-314 和 FR90-881 5 份甘蔗种质种植后不发芽,后
21、续未申请补发。表 1 20152017 年引进的国外甘蔗种质 Tab.1 Foreign sugarcane germplasms introduced from 2015 to 2017 批次 Batch 引进时间 Introduced date 原产地 Country of origin 数量 Number种质 Germplasm 美国 4 CP00-1446,CP04-1844,CP05-1526,CPCL99-4455 第一批次 2015-02-26 法国 7 FG04-333,FG06-691,FG07-338,FG08-057,FG08-061,FG08-159,FG08-533
22、法国 9 FG09-060,FG09-124,FG09-199,FG09-255,FG09-317,FG09-331,FR90-881,FR92-394,FR94-129 巴巴多斯 1 B03-224 伯利兹/巴巴多斯 3 BBZ86-170,BBZ88-343,BBZ93-855 牙买加/巴巴多斯 1 BJ99-106 第二批次 2016-02-22 罗马尼亚/巴巴多斯 1 BR08-004 法国 13 FG08-757,FG09-109,FG09-128,FG09-314,FG09-346,FG09-367,FG09-368,FG09-380,FG09-492,FG09-496,FG09-
23、501,FG09-538,FG09-531 巴巴多斯 3 B03-572,B03-876,B03-1193 伯利兹/巴巴多斯 1 BBZ92-118 伯利兹/巴巴多斯 1 BJ99-32 圭亚那/巴巴多斯 1 DB70-121 第三批次 2017-05-22 法国 3 FR89-746,FR90-881,FR92-394 合计 48 1.2 方法 1.2.1 隔离检疫监测 对引进甘蔗种质在检疫隔离室进行隔离种植监测,监测时间为 2 个生长周期或者 2 a,隔离种植检疫期间接受海关及广西区植保总站的监督检查。具体的检疫程序主要为:邮寄进境的包裹需存放于检疫室内的预处理室,在海关监管部门的监督下开
24、箱检验,检查蔗茎及包装是否携带检疫性有害生物,包装材料等进境废弃物需在检疫室焚烧炉内焚烧。外观检查合格的蔗茎进行隔离种植前脱菌处理:(520.5)热水浸泡 30 min,捞出,待冷却至常温后,再用 50%多菌灵可湿性粉剂浸泡 5 min,最后按不同批次或不同引进国家在玻璃检疫温室内进行隔离种植。生长隔离周期内需定期进行监测观察,发现病虫害及时鉴定,在第一个生长周期第 46 个月时进行检疫性病害斐济病的 RT-PCR 检测,第 1012个月进行白条病分子检测,其他检疫性病虫害采取定期观察的方式,对甘蔗生长全过程进行监测。第一个生长周期结束后,把蔗茎砍成单芽节,经流动水浸泡 24 h,再置于(52
25、0.5)热水浸泡30 min,然后进行第二个生长周期的新植和宿根隔离种植检疫,与第一个生长周期方法相同再次对引进甘蔗进行斐济病和白条病分子检测7。1.2.2 甘蔗斐济病和白条病分子检测 本研究主要对检疫性病害斐济病和白条病进行分子检测,斐济病 RT-PCR 分子检测主要参照卢文洁等8和韦金菊等9的方法,检测引物使用 FDV7F 和FDV7R,目的片段大小约为 450 bp。白条病 PCR检测参照韦金菊等10的方法,PCR 扩增体系中采用 2Easy Taq PCR 反应预混液,检测引物使用XaA1b2-f3 和 XaA1b2-r3,目的片段大小约为400 bp。1.2.3 田间自然发病观察 隔
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