青贮型饲草高粱晋牧4号的选育及其特性研究

    吕鑫 平俊爱 李慧明 牛皓 王玉斌 王瑞 楚建强 詹鹏杰

    

    

    

    摘要 ? ?为提高饲草高粱生物产量及其适口性，2013年以新型A3细胞质雄性不育系A3SX14A为母本，以含光敏基因的SCR2247为父本组配而成青贮型高粱/苏丹草杂交种，2014—2017年分别开展了品种比较试验、不同生态区区域试验和生产试验，2020年通过国家农业农村部登记，定名为晋牧4号。晋牧4号平均生物产量达到97 834.4 kg/hm2，较对照海牛增产14.04%，适宜种植推广地区为甘肃、辽宁、新疆、内蒙古、山西等地。

    关键词 ? ?青贮型饲草高粱;晋牧4号;选育;产草量;特性

    中图分类号 ? ?S514.035 ? ? ? ?文献标识码 ? ?A

    文章编号 ? 1007-5739（2020）20-0188-04 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?开放科学（资源服务）标识码（OSID）

    Abstract ? ?In order to improve forage yield and palatability， using A3 cytoplasmic male sterile line A3SX14A as female parent and SCR2247 as male parent， the sorghum bicolor/Sorghum. sudanense variety Jinmu 4 was developed in 2013. Variety comparison trial， regional and field trials were conducted from 2014 to 2017. Jinmu 4 was selected and registered by Ministry of Agriculture and Rural Affairs in 2020. The average yields of Jinmu 4 reached 97 834.4 kg/hm2， which were 14.04% higher than the control Hainiu. It was adapted to plant in regions of Gansu， Liaoning， Xinjiang， Inner Mongolia Shanxi， etc.

    Keywords ? ?silage forage sorghum; Jinmu 4; breeding; yield; characteristic

    飼草高粱（Silage Forage Sorghum）是高粱（Sorghum bicolor （L.） Moench）与苏丹草（Sorghum sudanense （Pi-per） Stapf）的杂交种，其生物产量高、适口性好、抗逆性强、适用地区广，是饲喂牛、羊等牲畜的优质饲料[1-2]。

    在国外，美国、印度、澳大利亚等国早已选育出多种类型的牧草品种并应用于生产[3]。在国内，20世纪90年代以后，为了缓解畜牧业迅猛发展带来的牧草短缺压力，我国从国外引进了一批牧草品种，如健宝、大力士等。国外牧草品种适应性和丰产性差，国内牧草品种选育工作滞后导致品种比较短缺。这些因素成为制约我国畜牧业发展的瓶颈[4]。为了增加我国牧草品种的数量和类型，国内高粱育种专家开始对饲草高粱品种进行选育工作。

    目前，在国内市场上也出现许多不同类型的饲草高粱品种。从国外进口的各类饲草高粱品种有海牛、大卡等。其中海牛为光敏型品种，大卡是高消化率型品种。国内选育的饲草高粱品种有辽草系列、皖草系列、冀草系列和晋草系列等青刈型品种[2]。

    近年来，山西省农业科学院高粱研究所从美国引进了一批含光敏型基因（PS基因）的材料，将光敏基因导入饲草高粱亲本中，选育出光敏型青贮饲草高粱品种——晋牧4号[5]。在北方生长环境的光照时长超过12 h 20 min则不抽穗，其F1代一直处于营养生长阶段，而不再进入生殖生长阶段，可以做到根据需要随时刈割鲜草，也可在刈割后茎秆切碎直接青贮，减少茎秆中养分的流失[6-9];而且光敏型饲草高粱的茎秆坚韧，抗倒伏性能也明显优于普通饲草高粱。晋牧4号的成功选育为畜牧业增加了更多的高产优质饲草高粱品种类型，对我国畜牧业发展有很大的促进作用[10-12]。

    1 ? ?材料与方法

    1.1 ? ?选育过程

    青贮型饲草高粱晋牧4号（Silage Forage Sorghum Jinmu 4）的母本是山西农业大学高粱研究所选育的A3细胞质雄性不育系A3SX14A，其父本是含光敏基因的SCR2247，并于2013年冬季在海南组配而成。

    1.1.1 ? ?母本A3SX14A选育。1996年，山西省农业科学院高粱研究所利用从美国引进的A1保持系TX623B（配合力高，抗丝黑穗病能力较差）和CSAGRAINB（抗病性强，分蘖好）通过杂交连续后代选育，1998年育成A1保持系（TX623×CSAGRAIN）B，该保持系具有2个亲本高配合力、抗病性强、分蘖性好等优点，但存在一定的败育现象，1999年又以A3TX398A为母本，利用杂交选育成的保持系（TX623×CSAGRAIN）B为回交父本，开始回交转育，经过连续6代回交转育而成稳定的不育系，定名为A3SX14A。该母本具有（TX623×CS-AGRAIN）B高配合力、抗病性强、分蘖性好等优点。母本A3SX14A选育系谱如图1所示。

    1.1.2 ? ?父本SCR2247选育。父本SCR2247是2005年利用BMRC与外引光敏材料MaMaMaMa杂交，F1自交后代在苗期经过暗棚中每天日照时间低于12 h的短光照处理后，在北方长日照条件下选择含光敏特征、抗逆性强、分蘖多、茎秆多汁的单株，经过连续6代选育而成，定名为SCR2247。父本SCR2247选育系谱如图2所示。

    1.1.3 ? ?晋牧4号饲草高粱选育。晋牧4号是2013年以不育系A3SX14A为母本，以含光敏基因的SCR2247为父本，在高粱研究所东白试验基地组配而成。2014年在高粱研究所东白试验基地进行品种鉴定试验，表现突出，较相邻对照增产11.2%。2015年在品种比较试验中，生物产量超过对照品种海牛及其他6个光敏型高粱/苏丹草杂交种，表现最好。2016—2017年连续2年参加多年多点区域试验及小面积生产试验。晋牧4号选育系谱如图3所示。

    1.2 ? ?品种比较试验

    2015年进行高粱品种比较试验，地点在高粱所东白试验基地。3次重复，采用随机区组排列，小区面积为15.6 m2（2.6 m×6.0 m），6行区种植。收获时刈割中间4行计产。参试组合有8个，对照品种为海牛，留苗27.0万～30.0万株/hm2，记载分蘖数、茎粗、株高等农艺性状，一次性刈割后测产。

    1.3 ? ?區域试验

    2016—2017年在甘肃武威、甘肃平凉、辽宁锦州、辽宁朝阳、内蒙古赤峰等地2年多点区域试验，对照品种为海牛，随机区组排列，观察记载分蘖数、茎粗、株高等农艺性状，收获小区面积折算公顷产量，并分析丰产性和稳产性。

    1.4 ? ?生产试验

    2016—2017年在新疆乌鲁木齐、陕西榆林、山西榆次、汾阳、山阴进行2年多点生产试验，对照品种为海牛，3次重复，留苗30.0万株/hm2，记载分蘖数、茎粗、株高等农艺性状，一次性刈割后测产。

    1.5 ? ?数据处理

    数据采用Excel 2013和DPS 7.52统计软件处理，对试验数据进行方差分析及Duncan多重比较分析。

    2 ? ?结果与分析

    2.1 ? ?形态学特征

    晋牧4号为一年生禾本科牧草，株高平均380 cm，幼苗为紫色叶片，紫色叶鞘，红色籽粒，20～21片叶，根系发达，叶脉为蜡脉，分蘖性强，分蘖数1.55个，茎粗1.73 cm。茎秆为多汁类型，茎秆含糖锤度10.5%，抗旱性强。在夏季我国北方长日照条件下可一直处于营养生长阶段，生长速度快，一次性刈割进行青贮或直接鲜喂，茎叶鲜嫩适口性好。

    2.2 ? ?产量表现

    2.2.1 ? ?品种比较试验。从表1可以看出，晋牧4号饲草高粱生物产量均显著高于对照海牛（CK）（P<0.01），鲜草平均产量101 929.5 kg/hm2，居第1位，较对照海牛（CK）增产11.6%。

    2.2.2 ? ?区域试验。2016—2017年参加品种区域试验结果见表2。2016年试验，甘肃武威、辽宁锦州、山西晋中3个试验点较对照海牛（CK）增产均达极显著水平。2017年试验，甘肃平凉、辽宁锦州、山西晋中3个试验点较对照海牛（CK）增产达显著水平;甘肃张掖、辽宁朝阳、内蒙古赤峰3个试验点均达极显著水平。

    晋牧4号丰产性及稳产性分析结果见表3，晋牧4号与对照海牛均适宜在参加区域试验的7个试验省区推广种植，晋牧4号的丰产性和稳产性均优于对照海牛（CK），而且晋牧4号的综合评价是“很好”。

    2.2.3 ? ?生产试验。2017年同时进行多点生产试验。青贮型饲草高粱晋牧4号在长日照条件下前期发苗快、抗逆性强、生育期长、养分积累多、生物产量高，其在5个试验点鲜草平均产量为103 479.9 kg/hm2，较对照海牛（CK）平均增产17.81%。方差分析结果表明，晋牧4号产量极显著高于对照海牛（CK）（表4）。

    2.3 ? ?营养成分

    由表5可知，晋牧4号木质素含量6.93%，粗蛋白含量6.9%，粗灰分含量7.98%，粗脂肪含量1.70%，中性洗涤纤维含量65.4%，酸性洗涤纤维含量43.8%，钙含量0.33%，磷含量0.19%。总体来说，晋牧4号营养价值较高。其中粗蛋白、粗灰分、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、木质素和钙的含量略高于对照海牛（CK），磷的含量与对照海牛（CK）持平，粗脂肪含量低于对照海牛（CK）。

    3 ? ?结论与讨论

    晋牧4号是利用含光敏基因（PS基因）的材料与主干饲草高粱恢复系的杂交选育后代与饲草高粱主干不育系组配而成，其在北方长日照条件下处于营养生长阶段而不会进入生殖生长阶段，因而其茎粗较普通饲草高粱粗，抗倒伏性增强，生物产量也较普通饲草高粱提高[12]。2年多点区域试验结果表明，生物产量与对照海牛相比平均增产14.04%。通过改良亲本选育的晋牧4号由于含有光敏基因，在北方长日照地区可以一次性刈割后青贮。晋牧4号的选育成功，丰富了我国青贮型饲草高粱品种，推进了我国奶业持续健康发展，为促进养殖业发展起到了不可替代的作用[13]。

    2020年1月青贮型饲草高粱晋牧4号通过农业农村部登记，为一年生禾本科牧草，耐旱，生长速度快，分蘖性强，分蘖数1.55个，茎粗1.73 cm，20～21片叶，根系发达，抗倒伏，株高达380.0 cm左右，生物产量高。经品种比较试验、区域试验和生产试验表明，晋牧4号饲草高粱在生物产量及品质等方面较对照海牛表现优异[14]。在区域试验 7个试点的表现均好，而且丰产性和稳产性较对照海牛优异，适宜在内蒙古赤峰、甘肃平凉、武威、张掖、辽宁朝阳、锦州、新疆乌鲁木齐、陕西榆林、山西榆次、汾阳、山阴等省（区）种植推广。

    4 ? ?参考文献

    [1] 李源，刘贵波.BMR（褐色中脉）基因型饲草高粱茎秆特征与抗倒性研究进展[J].草学，2020（1）：1-7.

    [2] 詹秋文，林平，李军，等.高粱—苏丹草杂交种研究与利用前景[J].草业学报，2001，10（2）：56-61.

    [3] 平俊爱，张福耀，杜志宏，等.晋牧1号高丹草的选育及其特征特性研究[J].草地学报，2015（6）：1233-1238.

    [4] 吕鑫，平俊爱，张福耀，等.新型饲草高粱晋草4号的选育[J].种子，2009（9）：93-94.

    [5] 张阳，卜华虎，赵威军，等.光敏不育在甜高粱遗传育种中的运用[J].山西農业科学，2018，46（10）：1737-1740.

    [6] 杜志宏，平俊爱，吕鑫，等.饲草高粱杂交种晋草9号的选育及栽培技术[J].中国种业，2019（1）：72-74.

    [7] 王玉斌，平俊爱，杜志宏，等.新型饲草高粱晋草8号的选育及栽培技术要点[J].中国种业，2018（1）：72-73.

    [8] VAKSMAN M，TRAO S，NIANGADO O.Le photopériodisme des sorghos africa[J].Agriculture et dévélopment，1996，9：13-18.

    [9] CLERGET B，DINGKUHN M，GOZ E，et al.Variability of ph-yllochron，plastochron and rate of increase in height in photo-period-sensitive sorghum varieties[J].Ann Bot，2008，101（4）：579-594.

    [10] HAUSSMANN BIG，BOU REIMA S S，KASSARI I A，et al.Mechanisms of adaptation to climate variability in West Af-rican pearl millet landraces：a preliminary assessment[J].Journal of SAT Agricultural Research，2007，3（1）：1-3.

    [11] SEARLE I，COUPLAND G.Induction of flowering by seaso-nal changes in photoperio[J].EMBO J，2004，23（6）：1217-1222.

    [12] 牛皓，平俊爱，张福耀，等.基于SSR的高粱光敏特性分析[J].安徽农业科学，2018，46（35）：97-99.

    [13] 平俊爱，张福耀，杜志宏，等.饲草高粱杂交种晋草2号的选育[J].作物杂志，2007（1）：66-67.

    [14] 杨恒山，王国君，郭志明.健宝、牧特利、科多4号草产量及品质比较[J].草业科学，2003，20（10）：37-38.