英国红芸豆提纯复壮技术的应用研究

张广峰 陈喜明 韩云丽 李晓峰 白 洁

（山西农业大学玉米研究所，忻州 034000）

红芸 豆，属豆科（Fabaceae）、蝶形花亚科（Papilionoideae）、菜豆属（PhaseolusL.）普通菜豆（Phaseolus vulgarisL.）中的一类硬荚型资源，即粒用普通菜豆（Grain common beans）品种[1]。因其具有高钾、高镁、低钠且含有皂苷、尿素酶和多种球蛋白等特点[2]，被人们称为高蛋白、低脂肪、多矿物的现代营养保健食品，具有较高的营养、保健和美容、药用价值，深受消费者欢迎[3]。

英国红芸豆是由国外引进的品种，优点是生育期短、籽粒饱满、产量高、色泽艳，现已成为山西省的主要杂粮作物之一。山西晋北地区大部为无污染、无公害的高寒山区，非常适宜红芸豆的种植，生产出的红芸豆品质优，是天然的绿色食品，具有不褪色、利用率高的特点，享誉国际市场[4]。但是经过近30年的连续种植，由于粗放管理、自然变异以及随种植代数增加而产生的分离等原因[5]，造成了英国红芸豆出现了群体混杂、纯度下降、种性退化等一系列的问题，由此导致品种的商品性变差、市场竞争力减弱，严重制约了红芸豆产业的发展。为此针对以上问题，应用“三圃法”对英国红芸豆进行了提纯复壮技术的应用研究。

1 品种特征特性与试验基地概况

英国红芸豆属早熟品种，生育期90～100d，株型矮生直立，叶片菱卵圆形、绿色，株高45～50cm，主茎分枝数4 个，花白色，有限结荚习性，豆荚弯扁条形，荚长12～15cm，单株荚数15～20个，单荚粒数4～6粒，籽粒肾形、红色，百粒重45g，产量2250kg/hm2。

试验基地位于山西省忻州市五寨县，毗邻“中华红芸豆之乡”山西省岢岚县，五寨县境内气候凉爽、降雨集中、光照充足、昼夜温差大，独特的气候条件非常适合红芸豆的生长发育。2018 年2 月12 日，经原中华人民共和国农业部正式批准对“五寨红芸豆”实施了农产品地理标志登记保护。

2 提纯复壮过程

在山西农业大学玉米研究所五寨试验站建立了英国红芸豆提纯复壮试验基地，在单株选择的基础上，按照“三圃法”逐年开展株行圃、株系圃、原种圃的比较鉴定试验，最后在主栽地区开展品种示范工作[6]。

2.1 单株选择

2.1.1 单株来源以五寨县汇丰贸易有限公司提供的当年精选英国红芸豆种子为材料种于选种圃。为使品种的特征特性充分表现，便于鉴定选择、去杂去劣，播种采用人工单粒点播的方式。在英国红芸豆的整个生育期内通过观察并记载单株的典型性状进行单株选择，包括物候期、株高、主茎节数、主茎分枝数、荚粒数、叶形、开花习性等特征，一旦发现杂株立即整株去除，最终田间选择200 个优良单株。

2.1.2 决选田间选择的200 个单株再经过室内考种选择，包括粒色、粒形、脐色、百粒重等籽粒性状，严格淘汰掉与原品种籽粒典型性状不符的单株。按照典型性、丰产性、抗病性的目标要求并结合记载的田间植株性状，最终决选出100 个优良单株，剔除病虫粒、破损粒、小粒、秕粒后按单株种子保存作为株行圃用种材料。

2.2 株行圃鉴定

2.2.1 设计与评鉴以决选出的100 个单株作为株行圃的播种材料，采用顺序排列法，不设重复，单粒点播。每单株种子种1 行，形成株行，每隔10 株行设1 个原种对照行，所有株行均隔行播种，以防止行间混杂，也便于后期观察记载、比较鉴定和田间评选。在整个生育期内随时对比对照行，去除有杂株、劣株、异株及不良分离株的株行，选择株行性状稳定一致、无病害或病害发生较轻、生长表现优于对照的株行，再拔除拟入选株行中的个别病株、劣株，并详细记载每行的物候期、农艺性状及病株、劣株的株数作为决选参考，成熟时将入选株行按行单独收获、脱粒、保存。

2.2.2 决选室内考种时从种皮颜色、粒形、大小、均匀性等籽粒性状，百粒重、总重等经济性状，并结合物候期、农艺性状等进行筛选，选择种皮颜色一致、大小均匀、籽粒饱满、百粒重高、生育期短的株行准备进入株系圃。按照典型性、丰产性和一致性的决选目标最终决选出50 个优良株行进入株系圃继续鉴定试验，将决选出的株行种子单独装袋保存，防止混杂。

2.3 株系圃鉴定

2.3.1 设计与评鉴田间排列采用顺序排列法，不设重复，每个株系为一小区，小区面积67m2。采用起垄覆膜种植，垄宽1.2m、垄深30cm，株行距35cm×50cm，每穴2 粒，人工点播，每2 个株系设1个对照系，对照种（CK）为原种。详细记载各株系和对照系的物候期、农艺性状、经济性状及收获后的考种结果。

株系圃田间评鉴方法与株行圃鉴定基本相同，主要调查各株系的典型性、稳定性、整齐度情况，与原种对照典型性状不一致的、有分离现象的、生长不整齐的以及杂株较多的株系予以全部割除淘汰；剩余拟保留株系中割除个别混杂的病劣单株，植株成熟时按株系全部收获，另每株系取30 株有代表性的且长势均匀的单株收获、考种。

2.3.2 决选经室内考种综合分析，对比各株系的主要经济性状、数量性状、抗病性、抗倒性、产量及农艺性状等方面，最终从50 个株系中决选出10 个最优株系。将决选出的10 个株系种子精选后混合均匀，作为下一年原种繁殖的种子。

2.4 原种圃繁殖基地内选择近2 年没有种植过豆科作物的中等以上肥力田块作原种圃，原种圃与同类作物田块保持相对隔离，将上一年决选出的混系种子进行播种，在整个生育期内随时严格去除杂株、病株、劣株，以保证种子纯性，待植株成熟时及时收获，防止霉变，单独收获、脱粒，严防机械混杂。

原种圃当年生产的种子即为提纯复壮后的原种，精选后一部分置于低温种子库作为原原种，准备多年保存，以备不时之需；其余即可作为大田生产用原种。

2.5 品种示范为了进一步验证提纯、复壮后种子的纯度及适应性、稳定性、丰产性等性状，特将混系繁殖后的原种在红芸豆主栽地区山西省岢岚县、神池县、五寨县进行了多点示范试验，每个试验点在同一地块设置等面积示范田与对照田，对照田种植未经提纯复壮的种子，播种、施肥等田间管理参照当地种植户。示范田红芸豆群体表现整齐一致，纯度≥99%，植株健壮，抗病性、抗倒性强，籽粒均匀、饱满、色泽鲜亮。经过测产，示范田每667m2平均产量为163.2kg，对照田产量为141.6kg，比对照田增产15.3%。

3 小结与讨论

3.1 困难与弊端英国红芸豆品种的提纯复壮试验经过了单株选择、株行圃鉴定、株系圃鉴定、原种圃繁殖4 个步骤，历时4 年，投入了大量的时间、精力和物力；此外，提纯复壮后的英国红芸豆与上代原种相比，一些优良基因会丢失，所以一般情况下非必要不进行提纯复壮[7]。因此，在第1 年单株选择时应尽量多地选择符合原品种典型性状的单株最终进入株系圃，同时，选择一些具有优良抗性基因的变异单株保留下来，以期增加英国红芸豆的群体抗性。另外，用作原种圃的基地应尽量固定，以保证产出种子的纯性和稳定性，如因连作、机械混杂等原因导致种子纯度降低和品质变差，则可利用种子库中的备用原原种进行原种繁殖。

3.2 一繁三用随着种植世代的增加，品种退化速度会越来越快，加之红芸豆相比其他作物而言繁殖系数较低，因此提纯复壮后的原种可以一年繁殖三年种植，最大限度保持种性、降低种植成本。

3.3 防止机械混杂要想保证英国红芸豆种子的纯度，必须同时重视田间的去杂除劣和成熟后的收获、运输、晾晒、脱粒、储存过程，不可重前轻后，以免前功尽弃，严格预防各个环节中由于机械交叉和人为因素造成的混杂[8]。

3.4 保纯度防减产英国红芸豆由于混杂退化造成的减产首要因素是品种纯度的降低，因为物候期、品种特征特性的不一致加之病劣种混杂在良种里，就会拉低良种的产量。因此，勤于选种、去杂除劣，保证品种的高纯度和种性，结合高效的栽培技术，是解决因混杂退化而减产问题的有效手段。