公关10余年！贵州师范大学研究团队突破育种瓶颈，选育出苦荞与金荞麦远缘杂交“金苦荞”新品种及薄壳苦荞和自交可育甜荞新品种

植物科学最前沿 · 公众号 · · 2024-06-28 22:43

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近日，由贵州师范大学陈庆富教授领衔的荞麦研究团队选育的苦荞与金荞麦种间远缘杂交新品种“贵金苦荞1号”（黔认粮20230005）通过了贵州省2023年非主要农作物新品种认定。同时，该品种也于2023年获得了国家植物新品种权保护（授权号：CNA20191006365）。 “该品种是世界上首个苦荞与金荞麦种间远缘杂交新品种，也是人工合成的荞麦属新种，实现了荞麦种质创制0至1的突破，具有开创性意义”。 “贵金苦荞1号”平均亩产164.76千克，比对照“九江苦荞”平均增产15.13%。该品种最突出的特点是（1）半多年生且籽粒不落粒，春季播种可连续在夏天和冬天收获两季；（2）种子黄酮含量高达3.99%，比绝大多数苦荞的种子黄酮含量高60%以上，是目前审定的荞麦品种中种子黄酮含量最高的品种；（3）种子平均千粒重38克，比苦荞种子平均千粒重（20克）高近90%。“贵金苦荞1号”优异的保健特性将使其在“健康中国”和“全民健康”中具有较大的发展潜力，同时也为健康属性突出的高黄酮荞麦育种开辟了新的方向。

图1. “贵金苦荞1号”植株和种子

贵州师范大学荞麦研究团队于2012年开始苦荞与金荞麦的种间远缘杂交工作。早期通过大规模种质资源筛选，选出了性状优异的二倍体苦荞种质并利用秋水仙素进行染色体加倍，获得了四倍体苦荞亲本，同时利用杂交技术和诱变技术创制了轻度落粒的四倍体金荞麦亲本。通过优异的四倍体苦荞亲本与轻度落粒的四倍体金荞麦亲本杂交，获得了可育的且不落粒的F1杂种，有效的克服了杂交后代落粒性和光周期敏感性问题，同时也有效的克服了二倍体苦荞与二倍体金荞麦直接种间远缘杂交杂交后代不育的问题。截止目前，团队通过不同优异四倍体苦荞亲本与轻度落粒四倍体金荞麦亲本杂交，获得 7 个产量和生育期得到进一步改良的早熟优质高产“金苦荞”新品系（贵金苦荞 2 号-贵金苦荞 8 号），均已申请植物新品种权保护。其中，“贵金苦荞 7 号”为薄壳易脱壳型新品系；“贵金苦荞 8 号”为早熟丰产新品系，该品系的果穗长，果穗含 3-4 个穗分枝，平均穗粒数 75 粒，远超于苦荞平均穗粒数 30-40 粒，千粒重 35 克左右，连续多个区试点亩产量超 230 公斤。

图2. 第2代金苦荞新品种“贵金苦荞7号”和“贵金苦荞8号”

注：A, 2023年秋季 “贵金苦荞7号”和“贵金苦荞8号”在贵州省安顺市西秀区秋季栽培示范测产; B, 薄壳易脱壳“贵金苦荞7号”种子; C, 早熟丰产“贵金苦荞8号”果穗; D, 早熟丰产“贵金苦荞8号”种子

贵州师范大学荞麦研究团队长期从事荞麦种质资源搜集、评价、利用及新种质创制与新品种选育，先后从全国各地收集和保存荞麦种子资源1500余份，其中苦荞种质资源900余份，甜荞种质资源200余份，金荞麦种质资源300余份。截止目前，团队通过杂交技术和诱变技术，创制荞麦新种质8000余份。其中，团队于2010年通过杂交和回交将自交可育野生甜荞的自交可育基因导入自交不育的栽培甜荞中，培育了世界首个自交可育的栽培甜荞新品种“贵甜2号”。同时选育和认定了观赏性突出的红花甜荞新品种2个（“贵红花甜荞1号”和“贵红甜荞2号”）。

图3. 自交可育观赏性红花甜荞“贵红花甜荞2号”

团队于2014年开始通过杂交技术，利用常规栽培苦荞对发现于云南的低产、晚熟、稀有的易脱壳苦荞种质“西盟米荞”进行遗传改良，截止目前已选育出早熟、高产、优质的易脱壳米苦荞优良品系23个，其中“贵米苦荞18号”（黔认粮20220001）和“贵黑米苦荞2号”（黔认粮20230007）已通过贵州省新品种认定和国家植物新品种权保护，该系列品种是世界上首次通过杂交技术培育的易脱壳苦荞品种，其有效的解决了常规栽培苦荞难脱壳、不能直接生产生米的世界性难题。此外，团队近两年已开发出多个高黄酮和高蛋白的CAPS分子标记，目前正在利用相关分子标记结合杂交技术开展高黄酮、高蛋白苦荞分子标记辅助育种工作，这将极大的推动荞麦育种技术的进步。

图4. 常规厚壳苦荞“晋荞麦2号”（A）和易脱壳薄壳苦荞“贵黑米苦荞2号”（B）与“贵米苦荞18号”（C）种子比较

上述成果获得了国内外著名专家的高度评价：

国家燕麦荞麦产业技术体系首席科学家、俄罗斯外籍院士任长忠研究员给出如下高度评价:“ …培育出“高蛋白、高黄酮”双优荞麦新品种贵金苦荞1号、贵米苦荞18号等品种。其中，贵金苦荞1号不仅是最高双优品种，更是世界上第一个种间杂交选育的荞麦品种。贵米苦荞18号是世界上第一个杂交育种选育的双优薄壳苦荞品种。……本成果为原创性重大科技成果，在所在领域达到国际领先水平”。

成都中医药大学首席教授中国工程院院士陈士林研究员高度评价如下：“…随着人类发展，人类健康问题凸显，三高人群比例高而且年轻化，暗示人类健康生活存在极大问题。其中饮食问题是主要原因之一。如何让粮食既营养又保健，是目前人类的共同追求。项目组在这方面做出了成功尝试，将中药材和保健植物目录中的金荞麦与粮食作物苦荞进行远缘杂交形成一个双优品质极佳的新作物新品种金苦荞，并认定了世界上第1个金苦荞品种贵金苦荞1号，成功用于生产和企业转化，是目前作物遗传育种领域取得的最为显著的原始创新。…本成果为原创性重大科技成果，在所在领域达到国际领先水平”。

加拿大圣玛丽大学终身教授麦类作物遗传育种家孙根楼也给出高度评价如下:“ …培育出“高蛋白、高黄酮”双优荞麦新品种贵金苦荞1 号等品种。其中，贵金苦荞 1 号不仅是最高双优品种，更是世界上第一个种间杂交选育的荞麦品种。人类粮食作物遗传育种历史上，种间远缘杂交从未间断，但是所培育品种几乎从未超出已有粮食种类，而本项目组将苦荞和金荞麦通过远缘杂交方式组合形成异源四倍体新粮食作物种类金苦荞，并认定贵金苦荞 1 号品种，特别是其双优品质极佳，具有极强的保健价值潜力，是目前作物遗传育种领域取得的最为显著的原始创新。…本成果为原创性重大科技成果，在所在领域达到国际领先水平”。

美国加利福尼亚大学植物遗传、基因组和生物信息学家罗明诚教授（Nature论文主要作者）的评价为：“…

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