芝麻是重要的油料作物，芝麻新品種選育是芝麻產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵一步。芝麻新品種選育的方法有很多，如系統(tǒng)選育、雜交育種、雜種優(yōu)勢育種、輻射誘變育種、激光照射育種、化學(xué)誘變育種、航天育種，其中雜交育種選育出的芝麻品種最多。

      雜交育種仍是當(dāng)前和今后一段時(shí)間芝麻品種主流的育種技術(shù)。

      雜交育種是將兩個(gè)或多個(gè)品種優(yōu)良性狀通過交配聚合在一起，再經(jīng)過選擇和培育，獲得新品種的方法。雜交育種可獲得遺傳基礎(chǔ)更豐富的組合體，創(chuàng)造出更優(yōu)異的新品種，親本挑選配對(duì)是否得當(dāng)是雜交育種成敗的關(guān)鍵。

      雖然

      芝麻在我國有2200年種植歷史

      但進(jìn)行雜交育種和品種應(yīng)用的時(shí)間較短

      一、農(nóng)家種收集時(shí)期

      1949年以前，各地農(nóng)民自行選用地方農(nóng)家種種植。20世紀(jì)50年代，國家開始收集地方芝麻品種，并篩選出一批優(yōu)良的農(nóng)家種在生產(chǎn)上利用，如東北的四棱糙、八筒白，河北的霸王鞭、保定緊口黃，河南的上蔡紫花葉二三、南陽八大杈，湖北的武昌九根頭、沔陽八股杈、襄陽犀牛角、襄陽老紅芝麻，安徽的阜陽四棱糙，江西的佛座、武寧黑，華南地區(qū)的平遠(yuǎn)壩頭、大肚芝麻等。優(yōu)良農(nóng)家種經(jīng)長期自然選擇和人工選擇，適應(yīng)性較強(qiáng)，具有一定的抗逆能力。這一時(shí)期，國家有關(guān)科研單位還從國外引進(jìn)了一些芝麻品種作為種質(zhì)資源。

      20世紀(jì)70年代和90年代又進(jìn)行了兩次全國范圍內(nèi)的地方芝麻品種收集行動(dòng)；進(jìn)入21世紀(jì)，在國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系平臺(tái)的支持下再次進(jìn)行了全國范圍內(nèi)地方芝麻品種的收集，為芝麻雜交育種奠定了基礎(chǔ)。

      二、高產(chǎn)育種目標(biāo)時(shí)期

      20世紀(jì)60年代，芝麻育種開始進(jìn)行系統(tǒng)選育，并逐步轉(zhuǎn)向雜交育種，選育目標(biāo)以高產(chǎn)為主。這一時(shí)期通過雜交育種選出的優(yōu)良芝麻品種有駐芝1號(hào)、駐芝2號(hào)、中芝1號(hào)、冀芝2號(hào)等。僅以高產(chǎn)為目標(biāo)的雜交育種，耐漬抗病能力較低，不能滿足農(nóng)民生產(chǎn)的需要。

      三、抗性育種目標(biāo)時(shí)期

      20世紀(jì)70年代，芝麻雜交育種廣泛開展，選育高產(chǎn)品種的同時(shí)兼顧抗性，開始抗性育種時(shí)期，選育出的品種有河南1號(hào)、駐芝4號(hào)、豫芝1號(hào)、豫芝2號(hào)、鄂芝1號(hào)、襄芝1號(hào)等。

      四、綜合性狀優(yōu)良育種目標(biāo)時(shí)期

      進(jìn)入20世紀(jì)80年代，芝麻雜交育種技術(shù)已漸趨成熟，選育芝麻品種的目標(biāo)也上升為高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、抗病、耐漬、優(yōu)質(zhì)、綜合性狀優(yōu)良，這一綜合性狀優(yōu)良的育種目標(biāo)持續(xù)到21世紀(jì)初，推廣面積較大的品種有豫芝4號(hào)、豫芝8號(hào)、中芝10號(hào)、鄂芝1號(hào)、冀芝2號(hào)、贛芝3號(hào)等。這些綜合性狀優(yōu)良的品種基本上能滿足一家一戶芝麻種植的需要。

      五、開始探索綜合性狀優(yōu)良并適宜機(jī)械化收獲育種目標(biāo)時(shí)期

      進(jìn)入21世紀(jì)，大量農(nóng)村勞動(dòng)力向城市轉(zhuǎn)移，農(nóng)村一家一戶使用的土地因沒有勞動(dòng)力種植開始流轉(zhuǎn)集中，農(nóng)業(yè)機(jī)械化管理的優(yōu)勢越來越明顯，對(duì)芝麻產(chǎn)業(yè)來說不能實(shí)行機(jī)械化管理將無法進(jìn)行大面積種植。2010年后，芝麻機(jī)械化生產(chǎn)已成為擺在科研人員面前一個(gè)急待解決的課題，所以，選育綜合性狀好，高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病，并適宜機(jī)械化收獲的育種目標(biāo)成為芝麻雜交育種的新方向。

▲機(jī)械收獲芝麻

      為探尋父母本的選配規(guī)律

      對(duì)12個(gè)不同時(shí)期

      代表性芝麻雜交育成品種及其父母本的

      農(nóng)藝性狀進(jìn)行比較分析

      分析發(fā)現(xiàn)

      育成品種多數(shù)是 三花四棱芝麻品種

      芝麻開花和結(jié)蒴類型多樣，每個(gè)葉腋有開單花、三花、多花的，結(jié)蒴類型有四、六、八棱及混生的。經(jīng)過國內(nèi)幾十年的雜交選育，目前育成品種中基本上都是三花四棱型。這些育成品種的父母本至少有一個(gè)是三花四棱性狀。從生產(chǎn)實(shí)踐觀察，芝麻的三花四棱性狀可以保持芝麻單蒴較大，蒴排列緊湊，充分利用植株的空間，從而使芝麻籽粒較大，結(jié)蒴較多，容易達(dá)到高產(chǎn)效應(yīng)。

      育成品種多數(shù)是 綠莖芝麻品種

      芝麻成熟期莖稈色有綠莖成熟、紫莖成熟、黃莖成熟。目前國內(nèi)育成品種中基本上都是綠莖成熟。這些育成品種的父母本基本上也都是綠莖成熟。觀察到綠莖成熟的品種在整個(gè)生育期莖稈都是綠色的，這些綠色的莖不僅可以代替部分葉片進(jìn)行光合作用，而且無限生長性和莖稈韌性好，可以增加植株有機(jī)物的合成，增強(qiáng)抗倒伏能力，提高產(chǎn)量。

      育成品種多數(shù)是 單稈高大芝麻品種

      芝麻有單稈型、少分枝型、多分枝型。芝麻從雜交選育初期就選單稈性狀的，目前依然這樣，所以雜交選育出的品種是以單稈型芝麻品種為主的。這些育成的單稈型芝麻品種的父母本至少有一個(gè)是單稈型的。在生產(chǎn)上單稈型芝麻品種植株高大，莖稈粗壯，適宜密植，容易實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)目標(biāo)。

      育成品種多數(shù)是 葉片濃綠芝麻品種

      芝麻的葉色有濃綠色、綠色、黃綠色。目前雜交選育出的芝麻品種的葉色基本都是綠色到濃綠色，其父母本至少有一個(gè)葉色是綠色到濃綠色。眾所周知，葉色越綠，葉綠素含量越高，光合作用能力越強(qiáng)，制造的有機(jī)營養(yǎng)就越多，轉(zhuǎn)移到籽粒的營養(yǎng)也越多，所以葉色濃綠的品種產(chǎn)量也會(huì)高。

      育成品種 抗倒性較差

      芝麻為無限生長花序，有開花時(shí)間長、結(jié)蒴多的特性，但是芝麻由于上部不斷結(jié)蒴，造成“頭重腳輕”，遇到大風(fēng)天氣就容易倒伏。芝麻在后期倒伏，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重減產(chǎn)，并且增加了收獲的難度。目前育成品種的抗倒性比以前稍有提高；父母本的抗倒性強(qiáng)，其雜交選育成的品種抗倒性也強(qiáng)。在生產(chǎn)實(shí)踐上發(fā)現(xiàn)高產(chǎn)和抗倒性相互矛盾，高產(chǎn)時(shí)芝麻植株高大結(jié)蒴多，遇風(fēng)易倒伏。目前育成品種中抗倒伏品種較少。

      育成品種 耐漬性不高，抗病性不足

      芝麻本身就怕水淹，在雨水較多的年份，芝麻短時(shí)間內(nèi)被水淹后出現(xiàn)漬害，接著青枯病、莖點(diǎn)枯病就大發(fā)生，造成芝麻嚴(yán)重減產(chǎn)，甚至絕收。雜交選育的品種耐漬性、抗病性較好的，其父母本中至少有一個(gè)耐漬、抗病性較好。據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐觀察，目前育成品種在成熟期遇少雨年份，芝麻不受漬害影響，病害較輕；在多雨年份，漬害嚴(yán)重影響芝麻生長，造成病害大面積發(fā)生。總體來看，育成品種耐漬性不高，抗病性有待提高。

      育成品種 不適宜機(jī)械化收粒

      芝麻為無限生長花序，下部開花早、結(jié)蒴早，越往上越晚，這樣蒴果灌漿就不同期，導(dǎo)致下部蒴果成熟早，上部蒴果成熟晚，芝麻植株上下籽粒成熟不一致，一次性收獲籽粒比較難。選育適合機(jī)械化收獲的品種就要選育成熟時(shí)不裂蒴的芝麻品種。目前雜交選育的芝麻品種成熟時(shí)基本都裂蒴，不適合機(jī)械化收獲籽粒。要想選育成熟時(shí)不裂蒴的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病品種，就需要選擇父母本都不裂蒴的品種，成功的概率會(huì)大些。

      如何通過芝麻雜交育種實(shí)現(xiàn)芝麻產(chǎn)業(yè)的發(fā)展？

      1. 加強(qiáng)芝麻分子生物學(xué)研究

      通過芝麻遺傳多樣性分析、基因定位、基因組、基因圖譜在分子水平上對(duì)芝麻進(jìn)行認(rèn)識(shí)，利用遺傳解析發(fā)現(xiàn)芝麻的優(yōu)良基因，如有限生長基因、閉蒴基因，為芝麻雜交育種提供有力的基因支持。

      2. 創(chuàng)新芝麻種質(zhì)資源，選育特異種質(zhì)材料

      對(duì)芝麻種質(zhì)資源利用輻射、EMS誘變、太空照射等方式進(jìn)行處理，引起芝麻基因發(fā)生改變，從而創(chuàng)造一些特異的種質(zhì)材料，如利用EMS化學(xué)誘變選育出有限生長型豫芝DS899和矮化密蒴型豫芝DW607，然后再利用雜交育種技術(shù)將特異種質(zhì)基因?qū)胗卸鄠€(gè)優(yōu)良性狀的品種中，選育出一些適合生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用的芝麻品種。

      3. 篩選有單一或多數(shù)優(yōu)良性狀的父母本材料　

      從上述芝麻雜交育成品種農(nóng)藝性狀與父母本農(nóng)藝性狀關(guān)系分析可以看出，要想選育出符合育種目標(biāo)的品種，首先要選擇有目標(biāo)性狀的父母本，其次通過簡單雜交或多次復(fù)合雜交對(duì)目標(biāo)性狀進(jìn)行聚合。這就要求對(duì)目前收集到的芝麻種質(zhì)資源進(jìn)行篩選分類，把具有高產(chǎn)、抗病、成熟時(shí)不裂蒴、適合密植性狀及綜合性狀優(yōu)良的種質(zhì)資源進(jìn)行分類利用，根據(jù)育種目標(biāo)進(jìn)行選配雜交。

      4. 通過優(yōu)良基因聚合選育適宜機(jī)械化管理的芝麻品種

      株高適中、莖稈韌性好、抗逆性強(qiáng)、抗病、耐密性好、產(chǎn)量高、品質(zhì)好、成熟時(shí)不裂蒴、機(jī)械錘打或摩擦易脫粒是適宜機(jī)械化收獲的芝麻品種的特點(diǎn)。根據(jù)這些特點(diǎn)，對(duì)優(yōu)良性狀的父母本材料或者特異材料進(jìn)行雜交選育，讓優(yōu)良性狀進(jìn)行聚合，選育出適宜機(jī)械化管理的芝麻品種。

      ● 本文選自《芝麻雜交育種中父母本選配分析》

      ● 作者：謝富欣, 劉焱, 李成煥, 張文菁, 王飛雪, 馬文才

      ● 單位：河南省南陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院

      ● 刊于《中國種業(yè)》2020年第9期13-16頁 轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明