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    基金课题取得红麻杂交育种新突破

    日期 2007-12-17   来源:科学时报   作者:张双虎  【 】   【打印】   【关闭

      今年11月17日,广西壮族自治区科学技术厅组织专家对广西大学农学院教授周瑞阳主持的国家自然科学基金项目——“红麻福3A等6个野败型细胞质雄性不育系的选育”进行了成果鉴定。专家组在听取了研究汇报,查阅有关技术资料并现场考察了试验田后一致认为,该项成果是红麻杂种优势利用研究的重大突破,已达到国际同类研究的领先水平。

      据了解,这是周瑞阳在5项国家自然科学基金课题的支持下取得的又一重要进展。就项目开展的有关情况,《科学时报》记者日前对周瑞阳进行了专访。

      “和袁隆平的工作有些类似……”

      “不同品种杂交产生的品种在产量、品质、抗病虫害和生长发育上体现其亲本优势的现象,称为杂种优势。我国杂交水稻的推广产生了显著的增产效果就是利用了杂种优势。袁隆平的最大贡献在于选育出水稻雄性不育系,继而组配出杂交种。从这个角度说,这项研究和袁先生的工作有些类似。”为更简洁地说明问题,周瑞阳用半调侃的类比作如上解释。

      “红麻是‘南种北引’作物,在长江流域及其以北地区不能自然结实,每年需从华南调种。因此,长期以来,红麻杂种优势利用研究是红麻育种的难点。”周瑞阳说,“多数植物是雌雄同花或雌雄同株的,自交容易,杂交困难。要获得不同品种的杂交种子,必须去除其中一个品种的雄蕊,再用另一品种雄蕊上的花粉授粉,才能得到杂交种子。但人工去除雄蕊非常费工,使种子生产难以大面积应用。”

      为解决红麻杂交制种问题,中国农业科学院麻类研究所发明了红麻化学杀雄杂交制种法。但由于红麻是无限花序,花期长达一个月以上,需多次施药;且植株高大,施药不便;施药后又影响昆虫传粉,需人工授粉,既污染环境,又增加成本。为节约成本,目前生产上只好利用F2代。世界各红麻生产国迄今尚未见在红麻生产上利用F1代杂交种。

      据介绍,雄性不育系是指雄性不育(因花药不能开裂或花粉败育)而雌性正常的株系。因其雄性不育不能自交,但雌性正常,可以接受外来花粉而结实。因此,从雄性不育系上获得的种子必然是杂交种子。如果将雄性不育系A与另一个雄性可育系R在一起种植,则从雄性不育系上收获的种子必然是A与R杂交的种子。目前,多数农作物杂交种子都是利用雄性不育系生产的。

      一项非常有意义的研究

      红麻的传统用途是编织麻袋、麻绳、地毯等。进入20世纪90年代,随着森林资源被大量砍伐,全球变暖及沙漠化问题日益突出,美国等发达国家又开发出了红麻全秆造纸、制作纤维板、纤维用于制作无纺布和可生物降解地膜等用途。

      红麻具有耐旱、耐渍、耐盐碱,而且速生、高产、适应范围极广的特点。同时,红麻还有极强的二氧化碳吸收能力,因此大力发展红麻生产,对于保护森林资源和发展国民经济具有重要意义。

      2001年3月,在国家自然科学基金的支持下,周瑞阳在海南冬繁的红麻野生种UG93后代中,发现了一株雄性不育突变体,其花药瘦瘪,不开裂。以该突变体为母本,周瑞阳转育出了系列雄性不育系。因其细胞质来源均为野生种UG93中的雄性不育突变体,遂定名为野败型细胞质雄性不育系。

      2004年至2006年,周瑞阳课题组培育的红麻细胞质雄性不育系K03A与福红992组配的杂交组合K03-2参加了全国红麻区域试验,在福建莆田和安徽六安3年平均纤维产量分别为5120公斤/公顷和3690公斤/公顷,比对照品种红麻10号分别增产19.55%和20.42%。2007年国庆节前夕,该杂交组合又通过国家鉴定,被定名为“红优1号”。这是我国第一个通过国家鉴定的红麻杂交种。据安徽省六安市农业科学研究所2006年对P3A组配的杂交组合的初步比较试验结果,K06-8、K06-3、K06-2分别比对照K03-2增产27.58%、27.44%和26.08%。

      我国红麻常年栽培面积约15万公顷,多的年份可达60多万公顷。按杂交种比常规种增产20%计算,在总产相同的情况下,每年可节约耕地面积3万~12万公顷;按每公顷每年增产熟麻900公斤(每亩60公斤)计算,每公顷增加收入3000元以上,经济效益十分显著。

      据介绍,红麻杂交种子不但可以推广到全国红麻产区,而且可利用WTO规则和中国—东南亚自由贸易区的建立向南亚和东南亚红麻产区出口。通过杂种优势利用大力发展红麻生产,对我国国民经济与社会发展具有重要意义。

      今年11月,历经7年研究,周瑞阳课题组选育出的红麻福3A、P3A、763A、917A、722A和L23A等6个野败型细胞质雄性不育系通过专家鉴定。在试验田里,评审专家发现其选育的不育系花药瘦瘪,均不开裂;花柱外露长度略长于保持系,开花期较长,有利于异花授粉。田间调查也未发现红麻炭疽病和立枯病。专家组一致认为该项成果是红麻杂种优势利用研究的重大突破。

      “一两个不育系可能培育不出优势明显的新品种,6个不育系可以有更多的排列组合,能培育出更多体现杂交优势的新品种。今年我又有一个项目得到国家自然科学基金的支持,明年正式启动,主要采用嫁接栽培的方法,把一年生的红麻改造成多年生的,这方面的研究还没有人进行过,当然,其中还有很多基础问题有待解决。”周瑞阳说。