国外引进豌豆特色种质资源的初步筛选及应用前景

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摘要：摘要：对国外引进的234份豌豆种质资源进行适应性种植，并对其生长习性、生育期、粒色、鲜荚色、耐寒性等性状进行调查研究。结果表明：234份豌豆种质中的大部分生长习性为直立型(152份)，占总种质的64.96%;全生育期变幅为68～125天，平均96天;筛选出生育期75

　　摘要：对国外引进的234份豌豆种质资源进行适应性种植，并对其生长习性、生育期、粒色、鲜荚色、耐寒性等性状进行调查研究。结果表明：234份豌豆种质中的大部分生长习性为直立型(152份)，占总种质的64.96%;全生育期变幅为68～125天，平均96天;筛选出生育期≤75天的早熟种质5份、紫黑色籽粒种质4份、紫色鲜荚种质2份、耐寒性高抗(HR)种质28份、综合性状良好种质8份。

　　关键词：豌豆;种质资源;国外引进;筛选;应用前景

 

　　《植物遗传资源学报》(季刊)创刊于1982年，前身是中国农业科学院作物品种资源研究所和中国农学会遗传资源分会主办的《作物品种资源》。

　　豌豆(Pisum sativum L.)是豆科豌豆屬的一个种，春播一年生或秋播越年生攀缘性草本植物[1]。豌豆属冷季豆，具有很强的适应性，地理分布广泛，全世界有90多个国家种植，是世界第三大豆类作物，是人类食品和动物饲料的主要来源之一[2]。中国豌豆栽培已有2 000多年历史，但其栽培品种类型单一、退化严重，产量低、品质差，远不能满足人们生活提高及饮食结构调整后对豌豆品质的新要求[2，3]。

　　种质资源是作物遗传改良和相关基础研究的物质基础，直接影响着现代种业的可持续发展[4]。世界上主要豌豆生产国，如加拿大、印度、澳大利亚等，十分重视豌豆种质资源的收集和保存[2]。我国20世纪80年代开始豌豆种质资源的搜集引进工作。但至今国内豌豆育种中优良亲本有限、遗传基础狭窄，无法满足当前育种需求，急需引进国外优异资源、拓宽遗传基础，促进优异种质资源的挖掘与创新，进而促进国内豌豆育种和生产的快速发展[2，5，6]。本团队从美国农业部西部地区引种中心引进234份来源于54个国家和地区的豌豆种质资源，并对其进行适应性种植及初步评价，以期为这些材料的进一步开发利用提供有益参考。

　　1 材料与方法

　　1.1 试验材料

　　234份豌豆资源中来源于欧洲98份、亚洲81份、美洲28份、非洲16份和大洋洲11份。

　　1.2 方法

　　试验于2017年3月在山东省农作物种质资源中心饮马泉试验基地进行。采用随机区组设计，每份资源播种2行。小区面积16 m2(8 m × 2 m)。行距50 cm，株距8 cm，点播。播前灭茬除草，深耕细耙，施复合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)300 kg/hm2。适时进行田间管理。4—6月进行田间数据采集与整理。参照《豌豆种质资源描述规范和数据标准》[7]对豌豆的生长习性、生育期、粒色、鲜荚色、耐寒性等性状进行调查。

　　耐寒筛选试验于2017年在山东省农业科学院济阳试验基地进行。10月25日播种，栽培管理方法同饮马泉基地。山东每年最低气温一般在12月和1月。2017年12月济阳平均最高气温为7℃、最低气温-5℃，极端气温-10℃;2018年1月平均最高气温3℃、最低气温-8℃，极端气温-13℃，为历年来较低气温年份(http：//sd.cma.gov.cn)。根据zhang等[8]建立的豌豆苗期耐寒性评价方法，将豌豆耐寒性分为3个等级，其中，高抗(HR)：冬季植株茎秆和叶片无任何损伤，翌年可收获籽粒;中抗(MR)：冬季植株地上部死亡，春季返青有新的分枝生成，可收获籽粒;敏感(S)：冬季植株全部死亡，春季无新分枝生成，无籽粒产量。

　　2 结果与分析

　　2.1 生长习性表现

　　豌豆的生长习性分为直立、半蔓生、蔓生三种类型。对234份种质进行调查后显示，直立种质152份，占总种质的64.96%;半蔓生59份，占2521%;蔓生23份，占9.83%。由此可见，国外引进的豌豆种质绝大多数为直立型种质。

　　2.2 生育期特性表现

　　外引豌豆种质全生育期变幅为68～125天，平均96天。其中生育期在68～75天的种质5份，占2.14%;生育期在76～100天的种质168份，占71.79%;101～125天的种质61份，占26.07%。可见，外引豌豆种质中中熟的占比较大，早熟和晚熟的占比较小。5份早熟种质分别来自英国、也门、瑞典、巴基斯坦和印度(表2)。

　　2.3 籽粒颜色

　　豌豆籽粒颜色一般分为淡黄、粉红、绿、褐、斑纹和紫黑。234份豌豆种质资源中，淡黄色122个，占52.14%;绿色100个，占42.74%;褐色5个，占2.14%;斑纹色3个，占1.28%;紫黑色4个，占比为1.71%。4份紫黑色籽粒种质中有3份来自瑞典，1份来自德国，分别是ABYSSINICUM(瑞典)、L805(瑞典)、ASIATICUM(瑞典)、EDELPERLE(德国)。紫黑色食品具有较高的营养价值和市场需求。紫黑色籽粒种质可以作为特色亲本，用于培育特色籽粒颜色品种，满足市场对该类豌豆的需求。

　　2.4 鲜荚颜色

　　豌豆鲜荚颜色分为黄色、绿色、紫色和紫斑纹。234份豌豆种质资源中有2份种质鲜荚颜色为紫色，其余均为绿色。2份紫色鲜荚种质为MANGETOUT CAROUBY(法国)和Aa112(英国)。

　　2.5 耐寒种质资源筛选

　　于2018年2月7日调查豌豆种质资源冻害情况。根据1.2中的标准判定：高抗(HR)寒种质28份，占11.97%;中抗(MR)寒种质62份，占26.50%;敏感(S)种质144份，占61.54%。表明，外引豌豆种质中敏感(S)种质占大多数，中抗(MR)寒种质次之，高抗(HR)种质最少。28份高抗(HR)材料主要来源于英国、墨西哥、厄瓜多尔、希腊等国(表3)。

　　2.6 产量高、综合性状好的种质资源筛选

　　试验结果表明，有8份种质适应性较好、综合性状好、丰产、抗病性强，包括PLP196(印度)、PANIA(新西兰)、ERVILHA TORTA FLOR ROXA(巴西)、CPI15248(澳大利亚)、LINCOLN-FREEGE(波蘭)、COL.NO.22074(墨西哥)、Col.6946(乌干达)和ARVEJON(厄瓜多尔)。

　　3 豌豆特色种质资源的应用前景

　　3.1 特色耐寒种质

　　豌豆在北方种植一般为春播，采用露地或覆膜种植方式，但是到5月底温度升至30℃左右就基本停止生长。生长期间，植株基本不分蘖，开花期较短，开花数量少，导致结荚也少，灌浆时间短，籽粒不饱满，产量普遍较低。本团队将筛选出的耐寒优异资源在大田作物秋收后直播，幼苗经过越冬，早春开始分蘖，整个生长周期大幅度延长，通过秋、冬季缓慢发育，根系逐渐发育完善，待春季温度回升到15℃以上时植株迅速生长，分蘖一般为2～3个，开花数量和结荚数也大幅度提高，籽粒灌浆时间充足，百粒重提高，产量明显提高。本团队经试验表明，秋季播种越冬比正常春季播种增产幅度为41.1%[9]。耐寒材料的培育对于提高北方地区豌豆产量具有重要意义。

　　3.2 特色性状种质

　　筛选出的紫鲜荚、紫黑色籽粒、极早熟材料可作为亲本材料，在育种中加以应用。随着市场和社会需求的变革，豌豆已由单一的粮食作物逐步转为经济作物，豌豆的市场需求也越发的多样化，尤其表现出对于紫色食品的喜爱。紫色作物中含有一种特殊的物质——花青素，它具有很强的抗氧化作用，可以清除体内的自由基，具有抗变异、抗肿瘤、抗过敏和预防高血压、心脑血管疾病等作用[10]，因此开发一批紫色品种满足市场需求是推动产业发展的必经之路。这些特色种质都普遍表现出综合农艺性状差、籽粒产量低、鲜荚窄短等缺点，可作为亲本材料与市场上应用的农艺性状优良、产量高的品种杂交，继而培育出紫色长荚鲜食品种或紫色籽粒的干豌豆品种，丰富豌豆产品种类，满足市场需求。极早熟种质可作为亲本，改良产量高、品质好但生育期长的材料，缩短其生育期，培育出适合北方种植的早熟品种。

　　参 考 文 献：

　　[1]林汝法，柴岩，廖琴，等. 中国小杂粮[M]. 北京：中国农业科学技术出版社，2005：317-319.

　　[2]万述伟，宋凤景，郝俊杰，等. 271 份豌豆种质资源农艺性状遗传多样性分析[J]. 植物遗传资源学报，2017，18(1)：10-18.

　　[3]龙珏臣，张继君，龚万灼，等. 重庆地区豌豆(Pisum sativum L.)种质资源收集与多样性分析[J]. 植物遗传资源学报，2019，20(1)：137-145.

　　[4]黎裕，李英慧，杨庆文，等. 基于基因组学的作物种质资源研究：现状与展望[J]. 中国农业科学，2015，48(17)：3333-3353.

　　[5]李莉，万正煌，焦春海，等. 外引豌豆资源的鉴定及主要数量性状的主成分分析[J]. 湖北农业科学，2014，53(23)：5643-5648.

　　[6]郭瑞，彭昭欣，陈禅友. 引进豌豆品种的比较与评价[J]. 江汉大学学报(自然科学版)，2015，43(5)：393-397.

　　[7]宗绪晓，王志刚，关建平. 豌豆种质资源描述规范和数据标准[M]. 北京：中国农业出版社，2005：19-30.

　　[8]Zhang X Y，Wan S W，Hao J J，et al. Large-scale evaluation of pea (Pisum sativum L.)germplasm for cold tolerance in the field during winter in Qingdao[J]. The Crop Journal，2016，4(5)：377-383.

　　[9]颜廷进，戴双，邓翠霞，等. 不同播种时期、栽培模式对豌豆产量的影响[J]. 山东农业科学，2019，51(1)：72-74.

　　[10]刘庞源，张宝海，何伟明，等. 紫色蔬菜资源的收集与优异种质的筛选[J]. 中国蔬菜，2010(23)：51-52.

　　收稿日期：2019-05-08

　　基金项目：山东省现代农业产业技术体系杂粮产业创新团队建设项目(SDARS-16-01);山东省自然科学基金项目(ZR2017PC002);山东省农业科学院农业科技创新工程新品种测试与检测公共服务平台(CXGC2017A02)

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