内蒙古科技重大专项甜菜生物技术育种体系研究与应用取得阶段性成果

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近年来，内蒙古甜菜产业通过产区转移，研发推广机械化滴灌丰产高糖综合栽培技术模式，减轻了农民劳动强度，解决了多年来春旱出全苗难的问题，甜菜平均单产和含糖率均有较大提升。但是，目前甜菜生产中丸粒化品种95%以上为国外品种。如何尽快育出能与国外抗衡的品种，提高我国甜菜种子的话语权，着力推进甜菜育种技术体系的构建与应用成为甜菜产业发展的关键。

种子是农业科技的载体、是产业发展的核心。针对目前我区农业生物技术研发资金投入不足，人才紧缺；农业生物技术研究分散，可利用、可转化的研究成果缺乏；作物育种技术与方法滞后、育种效率低等问题，2018年，自治区科技厅启动实施科技重大专项——甜菜生物技术育种体系研究与应用，旨在快速培育新品种，提质增效，为甜菜种业与生产可持续发展提供科技支撑，同时形成可复制的育种技术体系，为我区作物育种提供可借鉴的现代生物育种技术模式。

该项目由内蒙古自治区农牧业科学院牵头，联合哈尔滨工业大学和中国农业大学共同实施。项目依托国家糖料产业技术体系首席科学家白晨及其研究团队，重点对甜菜大数据云计算，双单倍体技术，转基因技术及基因组编辑等相关现代生物技术方法进行研发，同时与常规育种进行有效结合，通过相关技术方法的有机结合，逐步实现传统作物育种向精准育种的转变。目前，各项科研工作按预期进展顺利。

构建甜菜核心种质资源数据库

针对我国甜菜种业面临的优异种质不足和重要利用价值的基因匮乏，基因资源挖掘广度深度不够；全基因组选择和基因组编辑等新技术创新滞后等问题，科研团队开展了甜菜核心种质资源数据库构建及甜菜自交系全基因组测序。科研团队通过选择有代表性的甜菜种质资源材料及品种和田间抗性、产值量鉴定及农艺性状调查，筛选处有代表性的核心种质资源，结合高通量测序技术建立了基因型及表达水平之间的关联数据库，为创新甜菜现代育种技术和方法，加快甜菜新品种选育及甜菜种业与生产可持续发展提供科技支撑。

近两年，科研团队收集鉴定甜菜核心种质资源324份，完成了抗病性、产质量等20多个农艺性状的采集工作，利用高通量测序技术完成了306分甜菜核心种质资源材料的重测序，以根产量、含糖率、抗病性等重要育种性状开展了全基因组关联分析。

分子辅助标记加快育种进程

甜菜是典型的异花授粉作物，杂种优势显著，但其花器较小、且为无限花序，人工去雄几乎不可能，利用雄性不育系配制杂交种是目前甜菜育种唯一的有效途径。

为了加快甜菜品种选育速度，特别是甜菜单芽雄性不育系及保持系选育，课题组研究开发了可用于鉴定甜菜细胞质分子标记引物，在实验室用凝胶电泳的方法，使甜菜细胞质鉴定时间从常规三代(6年)缩短到一天就可以完成。目前，课题组已完成3000多株甜菜细胞质类型鉴定工作，为甜菜单芽雄性不育系及保持系选育提供了指导，大大提高了单芽雄性不育系及保持系选育速度和效率。

利用基因组编辑技术创制甜菜单倍体诱导系 解决甜菜自交纯系 提高育种效率

自交系选育是杂种优势利用的基础，由于甜菜属于异花授粉作物，高度自交不亲和导致甜菜自交结实率低，很难产生纯系，一般情况下稳定一个杂交后代需要12-16年的时间，单倍体诱导系是解决自交纯系的有效途径，因自然界中甜菜没有单倍体诱导系，课题组期望利用基因组编辑的方法创制甜菜单倍体诱导系，进而有效解决甜菜自交纯系和提高育种效率。

目前，课题组已构建了用于甜菜单倍体诱导系创制的甜菜基因组编辑载体4个，3个载体已在烟草上得到了功能验证，获得转基因烟草T0代种子。

利用转基因技术 开展抗除草剂甜菜新种质创制

针对我国甜菜机械化种植后草害问题，课题组以建立甜菜高效遗传转化体系和完善甜菜高效遗传转化方法为目标，重点开展抗除草剂甜菜新种质的创制研究。目前，课题组已经开展了甜菜不同基因型等的比较分析，从48份甜菜资源材料中筛选出高分化率材料7份，建立了高效的甜菜转化体系。筛选出转化率较高的基因型甜菜材料2份，优化农杆菌介导甜菜高效转基因技术1套，为未来甜菜转基因品种的产业化生产奠定基础。

单芽抗丛根病雄性不育  杂交种选育

上世纪90年代，因甜菜丛根病泛滥，甜菜单产和含糖率大幅下降；因没有单芽种、农机具和配套农艺技术限制了机械化作业，加之农民劳动强度大、成本高、效益差，人们不愿种甜菜，导致全国范围内，特别是我区整个甜菜产业失去优势，产业整体萎缩。

课题组从上世纪90年代针对抗丛根病和遗传单芽进行抗病育种，育成了我国第一个在丛根病地块含糖率达16%以上甜菜抗丛根病新品种“内甜抗201”，解决了我国甜菜丛根病的抗原基因问题；育成我国第一个甜菜单芽雄性不育杂交种“内甜单1”，突破了我国自育品种由多芽种向单种转变的资源技术瓶颈。到目前审定抗丛根病品种4个，单芽抗丛根病雄性不育杂交种6个，2019年国家登记单芽抗丛根病雄性不育杂交种1个“NT39106”。

甜菜新品种示范

2019年，课题组对选育出的适宜机械化种植的甜菜单芽杂交种在内蒙古包头市达茂旗、呼和浩特市土左旗进行了400亩的示范推广，示范区亩产量达4394.8kg，比国外对照种KWS2314单产提高4.19%；含糖率17.01%，比对照提高1.08度，选育出的品种表现出良好的产质量和抗病性水平。（内蒙古农村科技处）