马铃薯育种与新品种选育应用中国的马铃薯栽培可能始于16世纪末至17世纪初，最早由欧美传教士从南北两条路线传人，一条是从海路传人京津和华北地区，另一条是荷兰人从东南亚引种至台湾、后经福建传人大陆。现在中国是世界第一大马铃薯生产国，据统计2001年栽培面积为471.88万hm2总产量645.4亿kg，单产每hm213.7kg。马铃薯在中国各地均有栽培，分布极广。根据各地栽培耕作制度、品种类型及分布，中国马铃薯栽培区域划分为北方和西北一季作区、中原及中原二季作区、南方冬作区和西南一二季作垂直分布区等4个。其中北方和西北一季作区和西南一二作垂直分布区是主产区。在中国的各省（区）中，常年栽培面积在40万hm2以上的有内蒙古、贵州、和甘肃，30万hmz以上的有重庆、黑龙江、陕西、四川和云南。由于缺乏各类优质专用型品种，在消费中，鲜食占总产量的50%以上，淀粉等初加工占15%左右，出口及饲料占14%，种薯占10%，损耗10%以上。随着农业产业结构的调整和加工业的发展，尤其在加入WTO后，马铃薯作为加工原料、出口创汇产品，日见重要，播种面积有进一步扩大的趋势。中国的马铃薯育种研究经历了国外引种鉴定到品种间和种间杂交、生物技术育种的发展过程，据统计在过去的60多年中共育成了170多个品种，虽然取得了巨大的成就，但由于长期以来强调高产抗病育种，忽略品质育种，各种专用型品种尤其是加工品种奇缺，不能满足加工业发展、出口创汇和机械化操作的需要。因此，重视种质资源研究利用，加强育种技术和育种方法研究，选育鲜薯食用、食品加工用、淀粉加工用等专用型品种的是现阶段中国马铃薯育种的主要目标。1 中国马铃薯育种进程1.1早期的引种选育中国从20世纪30年代后期开始马铃薯品种改良工作，经历了引种到育种的过程。1934-1936年，管家骥教授搜集整理了全国马铃薯的地方品种，并从英国和美国引进14个品种，选出了Katahdin、Chippewa、Warba和Golden等4个优良品种在江苏、陕西等地进行示范推广。这时中国马铃薯种植面积为36万hm。1941-1942年间姜诚贯先生在贵州研究了天然授粉和人工杂交技术。1939- 1940年杨鸿祖先生从美国学成归来后，从美国、前苏联引进了马铃薯自交种子、杂交组合和野生种，在四川开展了马铃薯的杂交育种和种间杂交育种工作。1942年美国T.PDyksira博士因邀来华协助马铃薯改良，带来了52个品种，并从中选出了Houma、Sebago、Red Warba和Chippewa等4个品种进行推广示范。从1936 - 1945年，中国搜集了800多份地方材料，先后5次从英、美、苏等国引种74个品种（系），杂交种子62个组合，自交种子45份，野生种16个，先后鉴定出Triumph、Katahdin等6个品种在各地推广。1947年杨鸿祖从美国育种学家F.JStevenson引进了35个杂交组合，选育出巫峡、多子白等马铃薯品种，50年代曾在生产上发挥了很大作用。当时中国的马铃薯种植面积最大的品种是Sebago、 Houma、Red Warba和ChippewaO1.2杂交育种进程20世纪50年代，中国开展了全国的马铃薯科研协作，从搜集引进资源到开展育种工作取得了很大成果。1951年的马铃薯晚疫病大流行，使抗晚疫病成为1950- 1960年中国马铃薯引种和育种的主要目标。这期间共搜集了地方品种567份，筛选出36个优良品种，为后来的马铃薯杂交育种提供了优良亲本材料，如多子白作为亲本在以后的岁月里育成了20多个品种。并从苏联和东欧引进了马铃薯品种资源250多份并进行了保存评价和利用，Apta、Mira、北斗星、白头翁(Anemone)、Epoka、Everest等高抗晚疫病、高产品种，成为当时的主栽品种。马铃薯栽培面积达153.3万hm2。60 - 70年代的马铃薯栽培面积达到306.7万hm2。抗病毒病成为当时的主要育种目标。中国各育种单位陆续育出自己的品种，育成了克新系列、高原系列、坝薯系列品种及其他品种80多个，并在生产上大面积推广应用，马铃薯因病毒病引起的退化和种薯繁殖低等问题一直困扰马铃薯研究者，50年代中国开展了马铃薯实生种子利用研究，观察了80多个品种的天然结实后代表现，选出克疫(Kuannae)等8个农艺形状优良、后代分离小的品种作实生种子利用。到70年代，成立了全国马铃薯实生种子利用选育协作组，选育了后代分离小、一致性好的杂交实生薯在16个省区推广应用，1976年全国推广面积大1万多hm2。80年代初，国家科委和农业部组织全国的马铃薯研究单位进行种质资源创新和新品种重点课题攻关（即“六五”、“七五”、“八五”课题攻关），在新型栽培种、二倍体野生种和近缘种的利用上有了新的进展198l1989年全国共引进了国外品种300多个，育成优良品种50多个，马铃薯种植面积282.25万hm2。到1995年，全国共育成优良品种150多个，马铃薯栽培面积达到343.41万hm2。1995年后，随着国际交流的增加、马铃薯加工业的发展，从荷兰、美国、加拿大、俄罗斯、白俄罗斯等国家和马铃薯中心引进了食品、淀粉加工和抗病等各类专用型品种资源，在进行品质、抗性鉴定、适应性评价和利用的同时作为种质资源许多引进的和育成的材料已应用于国内的品种选育中。“九五”攻关在各种专用型育种材料的选育尤其是加工品质等方面有了显著的改善。育成了中薯、晋薯、鄂薯、春薯、郑薯、陇薯、青薯、宁薯等系列品种，引进的早熟出口用品种Favorita和加工用品种Atlantic和Shepo- dy等随着高效优质农业的建立和加工业的发展也有一定的种植面积。到2000年，马铃薯栽培面积达472.3万hm2。在特异材料的创新和新品种选育取得巨大成就的同时，马铃薯遗传理论和高效育种技术的研究也取得重大进展，尤其是在利用2n配子的倍性育种研究领域取得了重大突破，对孤雌生殖诱导和2n配子形成机理遗传上有了较深入的研究，并已获得了一大批二倍体、四倍体和二倍体后代中间材料，为加工型材料筛选、耐盐碱高淀粉材料筛选、抗青枯病材料等筛选和利用奠定了基础。在第十个国家五年计划中，“马铃薯高效育种技术及优质、高产、多抗专用型新品种选育”和“优质抗病马铃薯倍性育种技术研究”列入了国家高新技术计划即863计划。2 中国马铃薯种质资源的研究与利用2.1种质资源的搜集和引进中国马铃薯育种起始于国外品种资源的引进，种质资源的引进、整理、评价、鉴定、创新和应用一直为中国马铃薯育种者所重视。1956年在全国范围内征集了600多份地方品种，经研究归类合并后，保存了100余份具有独特性状的地方品种资源。自1934年开始中国就开始从国外引种，50年代和70年代均从国外引进了大批的品种、近缘种和野生种。1981-1985年期间，国家成立马铃薯科研攻关协作组，加强了马铃薯种质资源的研究，整理了国内地方品种，从国外引进优良栽培种和野生种，分别在黑龙江、河北和湖北的马铃薯种质库中保存。1983年编写出版了，收录了全国保存的种质资源832份，其中中国筛选和育成的品种93份，引进品系302份，优良品系171份，地方品种123份，野生近缘种116份，这些资源极大地丰富了马铃薯基因库，为杂交育种提供了丰富的遗传资源。90年代以来，随着中国经济的发展，在优质、抗病和高产等方面对马铃薯作物的要求越来越高。通过增加国际交往，引进了各类专用型品种、育种中间材料和杂交组合实生种子丰富了遗传资源。如中国农科院蔬菜花卉所通过执行国际合作项目，分别从美国、荷兰、加拿大、意大利和国际马铃薯中心引进各类专用型品种70多个、育种中间材料40多个、杂交组合600多个以及2n配子材料、野生种和近缘栽培种材料、优良孤雌生殖诱导者、双单倍体与野生种杂种等共200多份。国际马铃薯中心在中国的马铃薯种质资源改良和育种中扮演了极其重要的角色，中国从CIP共引进了马铃薯抗病毒、抗干旱、抗晚疫病、抗青枯病和加工品质优良等种质资源3900多份，利用这些资源作亲本，已在中国育成了中薯2号等多个品种。据估计，目前黑龙江省克山马铃薯研究所、河北坝上和湖北共保存了马铃薯资源1500余份，中国农科院蔬菜花卉所保存了各类国内外资源500余份。保存的材料包括：国内育成和国外引进的品种和优良无性系、2n配子材料、新型栽培种、优良加工亲本材料、野生种和近缘栽培种材料、优良孤雌生殖诱导者、双单倍体与野生种杂种、耐旱高淀粉材料等。2.2种质资源的创新和利用利用引进和育成的品种（系），通过大量的杂交组合后代分析，选出了配合力强的亲本如多子白、卡它丁、疫不加、米拉、白头翁、小叶子等，用这些亲本育成了80多个品种。几十年来，利用各种育种技术和方法，创造了几百份具有不同特性优良品系亲本，包括高淀粉、抗PVX、PVY和晚疫病、青枯病，高Vc、高蛋白、低还原糖含量的材料。中国在1974 - 1978年间从国外引进了一批经初步改良的安第斯亚种（S. - Tuberosum ssp. andigena）种子，通过轮回选择方法进行群体改良，选育出了一批高淀粉(19% -20%)、高维生素C（2030 mg/100g鲜重）、高蛋白(2.5%)、低还原糖(0.2%)的新型栽培种（Neo-tuberosum）新材料育种亲本：NS12-156-I、NS79-12-1、NS78-7等，拓宽了中国马铃薯育种的遗传基础。利用新型栽培种无性系为亲本，选育出11个马铃薯新品种：东农304、内薯7号、中薯4号、晋薯8号、南中552等；以新型栽培种为父本，选育出15个杂交组合，如东农H1、呼H3、呼H4、乌H2等，新型栽培种使中国马铃薯实生种子的利用步人种间杂交实生种子阶段。自然界中存在200多种马铃薯野生种和原始栽培种，具有许多普通栽培种中难以发现的优良基因，如抗病（晚疫病、青枯病和马铃薯主要病毒病PVX、PVY和PLRV）、抗线虫、抗霜冻、耐旱、早熟、高干物质、低还原糖含量和低温贮藏直接加工等。通过二倍体特性研究，应用种间杂交技术诱导普通栽培品种孤雌生殖，并进行杂交、回交和轮回选择等，筛选了优良的诱导双单倍体产生的授粉者NEAP- 16，NEAP-19，D-2-1，13-5-1等，鉴定出孤雌生殖诱导频率高的四倍体栽培品种亲本东农303、中薯2号等，获得了大量的四倍体栽培种的双单倍体，筛选了一大批高频率产生2n花粉、抗晚疫病或青枯病、高淀粉的二倍体杂种材料，其中农艺、加工性状优良、稳定地高频率产生2n花粉（20%以上）的材料有HS225、HS196，R22，QCE51 - 51 -l、DY10 -5等20多份，2n花粉频率最高达35.5%。3 中国的马铃薯品种选育技术3.1 中国马铃薯的育种目标3.1.1 不同栽培区域育种目标不同就全国范围而言，高产、稳产、抗病、耐贮和优质是最重要的育种目标，品种的专用品质好、薯形好、芽眼浅、早熟、高产、抗晚疫病、青枯病、PVX、PVY和PLRV是重点。但不同的马铃薯栽培区育种目标各不相同。北方一作区：无霜期短，只能种一季马铃薯，以中熟、中晚熟和晚熟品种为主。东北地区尤其注重抗晚疫病、病毒病和黑腐病，华北和西北地区注重耐旱、抗疮痂病、环腐病、晚疫病和病毒病。中原二季作区：春秋二季栽培，但无论春作或秋作马铃薯的生育季节都很短，以早熟或薯块膨大快的、对日照长度不敏感的品种为主。针对二季作区的特点，早熟、高产、休眠期短、抗病毒病、疮痂病和青枯病是主要的育种目标。西南一二季作垂直分布区：这一区域海拔高度变化大，气候垂直变化。高海拔地区为马铃薯一季栽培但雨量充沛，晚疫病严重，育种目标主要是高抗晚疫病、癌肿病和粉痂病的中晚熟和晚熟品种；而中低海拔地区可春秋二季栽培，育种目标为抗晚疫病、青枯病的中熟和早熟品种。南方冬作区：马铃薯利用水稻冬季休闲田栽培。育种目标为抗晚疫病、青枯病和耐高温贮藏的中、早熟品种。3.1.2应市场对品种的需求确立的