各位專家上午好,我是“一麥眾承”的組員孫允超,,我們組的名稱是“麥田守望者”,,是一個溫暖融洽的大家庭,組長是陳曉杰老師,,組員有安調(diào)過老師,、陳鋒老師、陳杰老師,、馮春成老師,、高海濤老師、郭偉龍老師,、李維濤老師、李強老師,、陳現(xiàn)朝老師,、尚大虎老師、任自超老師,、李建彬老師,、郜峰老師、薛文俠老師,、劉正輝老師,、吳清烜老師、李曉麗老師,、武軍老師,、徐建永老師、張永鵬老師,、張媛文老師,、高翔老師,。非常感謝陳紅敏老師搭建的“一麥眾承”平臺,每天拜讀各位老師的文章,,讓我受益良多,,也非常感謝組長陳曉杰老師的精心安排。我工作單位是山東聊城市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,,現(xiàn)將我院近期育成的小麥品種聊麥191及一些思考向各位老師匯報,,望各位老師提出寶貴意見。 聊麥191是山東省聊城市農(nóng)業(yè)科學(xué)院采用系譜法選育而成的中大穗高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)中強筋小麥新品種,,母本為臨麥2號,,父本為自育品系06038-3-3-1-6-2。品種于2023年12月通過山東省審定,,審定編號為魯審麥20230008,,以下為該品種的選育情況及幾點不成熟的思考。
1 育種目標及親本選擇
1.1育種目標 “高產(chǎn),、更高產(chǎn)”是作物育種永恒的主題,。但隨著氣候變化的異常,對小麥品種的適應(yīng)性提出了更高要求,,播期推遲,、冬季凍害、春季倒春寒,、各種病害等不確定因素不斷威脅著小麥產(chǎn)量的進一步提高,,因此,我院小麥課題組將選育冬前生長發(fā)育快以適應(yīng)播期推遲,、后期抗病好以延長莖葉功能期為主要參考點,,同時結(jié)合株型葉相清秀、落黃好,、綜合性狀優(yōu)良等傳統(tǒng)性狀,,確定了育種方向。
1.2親本選擇 在選擇親本時依據(jù)育種目標,,采用優(yōu)優(yōu)組配的原則,,選擇親源關(guān)系盡可能遠、基因類型盡可能豐富的種質(zhì)材料作為雜交組配的親本,。聊城市農(nóng)業(yè)科學(xué)院過國際玉米小麥改良中心先后引入法國,、墨西哥種質(zhì)356份,通過試種淘汰抗寒性差,、成熟期晚的小麥種質(zhì)262份,,對剩余94份種質(zhì)的有效穗數(shù)、穗粒數(shù),、千粒重,、產(chǎn)量,、株高、不勻小穗數(shù),、容重等8個農(nóng)藝性狀進行了聚類分析,,篩選出第Ⅱ類群6份種質(zhì),并以其中的09a452為材料與SN055843組配出中間材料04072,。采用類似方,,從引入的51份美國小麥種質(zhì)的第Ⅰ類群中的SRK2453為材料與良星66組配出中間材料05113。以04072為母本,、05113為父本組配出中間材料06038-3-3-1-6-2,。通過優(yōu)優(yōu)組配,最終確定聊麥191的母本為后期綜合性狀優(yōu)良的臨麥2號,,父本為前期生長發(fā)育快,,后期綜合性狀優(yōu)良的中間材料06038-3-3-1-6-2。系譜圖見圖1,。
2 系譜法結(jié)合分子標記輔助選擇后代
2.1 后代選擇的方向 雜交后代選擇是個漫長的過程,,充滿了隨機性,是育種工作的主體和集大成的環(huán)節(jié),,但確定好基本方向是提高品種選出率的重要辦法,,選擇方向體現(xiàn)了育種者的主要意圖與審美。大家認可的育種材料包括很多優(yōu)秀性狀,,如株型葉相清秀,、落黃好、旗葉小短寬,、抗逆性好,、穗粒數(shù)多、穗數(shù)多,、粒重高等,,但一般不可能在一個世代兼顧所有優(yōu)異性狀,因此需要分清主要矛盾,,在不同時期側(cè)重點應(yīng)有所不同。程順河院士等指出“前期看長勢,、后期看熟相,、考種看籽粒”的“三看”方法,,曹新有所長等則提出“早代以劣汰為主,,高代以優(yōu)選為主、抓住抗凍抗倒主要矛盾,、平衡其他次要矛盾“的方法,。綜合諸多觀點并結(jié)合近年來的氣候變化特點,,小麥課題組認為應(yīng)使小麥在年前盡快確定較多的分蘗以及生物量,以應(yīng)對極端天氣的頻繁發(fā)生,,保證豐產(chǎn)的基礎(chǔ),;后期重視小麥葉片的功能期,以保證灌漿獲得足夠的粒重,。因此,,小麥課題組以 “前期多發(fā)快長、后期抗病防早衰”為重點對后代材料進行選擇淘汰,。
2.2 后代選擇的過程
2.2.1 F1 每個雜交組合組配3~4個穗,,收獲的雜交籽粒大約40~50粒。為了鑒定出更加接近大田密度下的雜種后代的超親優(yōu)勢,,提高了種植密度,,種植長度1.5m。選擇年前生長發(fā)育快,、群體分蘗較多,、產(chǎn)量潛力大的優(yōu)異組合全部收獲,劣質(zhì)組合直接淘汰,。
2.2.2 F2 為了給本世代提供充足的分離空間,,F(xiàn)2進行點播,行長4m,,株距0.05m,。后代選擇過程中,小麥起身期以前淘汰年前生長量小,、長勢弱,、分蘗少的組合。小麥落黃后田間選擇時,,優(yōu)先在小區(qū)中選擇麥穗大小均勻,、密度較大的區(qū)域,然后在這些區(qū)域中,,從根部往上依次捋出各單株,,從抗性、穗型,、粒數(shù),、不孕小穗等多方面對單株進行鑒定,選擇優(yōu)秀單株,,從單株中再選擇優(yōu)異的單穗,,單穗重不足1.5g、籽粒顏色不好,、黑胚嚴重,、飽滿度不好的單穗直接淘汰,。
2.2.3 F3~F5 育種材料在F3~F5中逐漸趨于穩(wěn)定,這幾個世代都是參照F2的選擇方式,,在選擇單株的基礎(chǔ)上進行單穗的選擇,。為了防止育種與大田實際脫鉤,進一步提高了種植密度,,每個單穗種植長度縮短至1.2m,。在相對較大的密度條件下,觀察各個穗行的整體表現(xiàn),,冬前生長緩慢的穗行直接掛牌淘汰,,堅持優(yōu)中選優(yōu)原則,有凍害大于3級,、病害大于3級,、群體明顯偏小、不孕小穗大于1個等指標不過關(guān)的,,即使其余性狀均表現(xiàn)良好,,也直接淘汰掉。
F4借助分子標記輔助選擇抗條銹病的小麥材料,。利用我國條銹菌優(yōu)秀生理小種CRY33和CRY34對F4穗行進行苗期接種抗性鑒定,,結(jié)合已知抗性基因 Yr5、Yr9,、Yr10,、Yr15、Yr17,、Yr18,、Yr26、Yr29 和 YrSP 等功能標記或緊密連鎖分子標記進行基因型檢測,,選擇抗條銹病較好的試驗材料進行掛牌標記,。
2.2.4 F6~F7 選擇表現(xiàn)優(yōu)異的穗行進行混收并測定穗行的產(chǎn)量,入選的穗行在下一年度按照山東省小麥區(qū)域試驗標準種植成面積為13.5m2的小區(qū),,進一步模擬大田試驗條件觀察品系的表現(xiàn),。通過觀察穗行,如果還存在兩色穗,、穗層不齊等輕度分離現(xiàn)象,,繼續(xù)種植1年穗行,從F7中選擇優(yōu)異穗行升入小區(qū)試驗,。
2.2.5 品種比較及異地鑒定試驗 按照山東省小麥區(qū)域試驗的調(diào)查標準及前期制定的育種目標,在小區(qū)試驗中表現(xiàn)較好的品系借助山東省小麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系平臺,,參加全省范圍內(nèi)的異地多點鑒定試驗,,進一步驗證其在山東省不同地區(qū)的適應(yīng)性,,同時在聊城市農(nóng)科院驗基地安排3個重復(fù)的品種比較試驗,以驗證各品系的產(chǎn)量及抗性表現(xiàn),。最終品種比較試驗結(jié)果結(jié)合異地鑒定試驗情況,,選擇出小麥品系1201-2-15-12-1-1-2,定名為聊麥191,,參加聊城市小麥新品種選拔試驗,。
2.2.6 區(qū)域試驗及生產(chǎn)試驗在2019~2020年聊城市小麥新品種選拔試驗中,聊麥191表現(xiàn)優(yōu)良,,被推薦參加2020~2021年山東省第一年區(qū)域試驗,,經(jīng)過兩年區(qū)域試驗后,2022~2023年參加山東省高肥組生產(chǎn)試驗,。
3 品種特征特性
3.1 生物學(xué)特性 聊麥191為半冬性品種,,幼苗半直立,株型半緊湊,,葉色深綠,,葉片上沖,穗層整齊,,分蘗能力較強,,抗冬季凍害、倒春寒能力較強,,抗倒性較好,,熟相較好。生育期222d,,與對照濟麥22相當(dāng),;株高74.3cm,最大分蘗數(shù)1680萬/hm2,,有效穗數(shù)720萬穗/hm2,,分蘗成穗率42.8%;穗長方形,,穗粒數(shù)37.8粒,;長芒、白殼,、白粒,,籽粒較飽滿,千粒重44.3g,。
3.2 品質(zhì)表現(xiàn) 2021年山東省區(qū)域試驗統(tǒng)一對試驗材料進行取樣,,經(jīng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部谷物品質(zhì)監(jiān)督檢驗測試中心(泰安)測試,聊麥191籽粒容重786g/L,蛋白質(zhì)含量 14.5%(超過優(yōu)質(zhì)強筋小麥標準),,濕面筋含量 30.55%(接近優(yōu)質(zhì)強筋小麥標準),,穩(wěn)定時間 6.35min(接近優(yōu)質(zhì)強筋小麥標準),吸水率 64.6%,,面粉白度 74.7,,沉淀值 37mL。該品種綜合品質(zhì)性狀優(yōu)良,,指標達到中強筋小麥標準,。
4 產(chǎn)量表現(xiàn)
2021、2022年連續(xù)兩年參加了山東省高產(chǎn)組區(qū)域試驗,,結(jié)果顯示:聊麥191兩年多點平均產(chǎn)量 9495kg/hm2,,較對照濟麥 22 增產(chǎn)4.90%;2023年參加山東省高產(chǎn)組生產(chǎn)試驗,,多點平均產(chǎn)量 8832 kg/hm2,, 較對照濟麥 22 增產(chǎn)4.60%。
5 栽培技術(shù)要點
適宜播期為10月5日~20日,,適宜播期內(nèi)基本苗為210萬~255萬/hm2,,晚于適宜播期或地力低水平較低或整地質(zhì)量較差的地塊應(yīng)適當(dāng)增加播量,但最高播量不能超過450萬/ hm2,,建議采用寬幅精量播種機播種,。在年前小麥“三葉一心”期進行田間雜草防治,墑情較差時推薦澆越冬水,;年后返青生長速度較快,,高肥水地塊,群體過大后建議在拔節(jié)前采取化學(xué)控旺措施,,建議春季肥水管理適當(dāng)推遲到拔節(jié)中后期進行,,推薦采用“一噴三防”進行病蟲害的防治。蠟熟末期進行收獲,。
6 育種體會
6.1 引入?yún)^(qū)域跨度較大的基因類型 研究發(fā)現(xiàn)中國半個多世紀的育種使小麥品種的遺傳基礎(chǔ)日趨狹隘,,應(yīng)當(dāng)及時拓寬遺傳基礎(chǔ),國外小麥種質(zhì)因氣候環(huán)境等巨大差異,,往往會含有豐富的外源基因,。聊麥191的父本06038-3-3-1-6-2中聚合了國外種質(zhì)09a452的優(yōu)良抗條銹病的優(yōu)點,其與落黃好,、抗倒力強,、豐產(chǎn)性好等綜合性狀優(yōu)良的臨麥2號雜交,最終選育出聊麥191,。
6.2 科學(xué)評估篩選種質(zhì)資源 小麥農(nóng)藝性狀眾多,,需要有一個較為客觀的評價方法,,以便篩選出適宜的種質(zhì)資源。課題組對145份國外小麥種質(zhì)資源進行了遺傳多樣性分析,,將所有農(nóng)藝性狀分為質(zhì)量性狀和數(shù)量性狀,,質(zhì)量性狀主要包含不便用數(shù)字描述的農(nóng)藝性狀,諸如株型,、穗型、芒性,、旗葉性狀等,,為了便于分析,分別予以賦值,。數(shù)量性狀主要包含不孕小穗數(shù),、千粒重、株高,、有效穗數(shù),、穗粒數(shù)、產(chǎn)量,、容重等,。采用SPSS 19.0軟件分析其變異系數(shù)以及遺傳多樣性指數(shù),以判斷本批次種質(zhì)資源的遺傳差異,,之后采用離差平方和法并對種質(zhì)資源進行聚類分析,,最終根據(jù)聚類分析結(jié)果篩選出不同性狀集合的種質(zhì)。聊麥191的基因來源之一SRK2453所在類群千粒重,、有效穗數(shù),、產(chǎn)量性狀是所有類群種最高的,09a452所在類群抗性與品質(zhì)性狀較好,,且不孕小穗僅為0.6個,。通過此方法篩選出的一系列小麥種質(zhì)在課題組當(dāng)前育種種發(fā)揮了較好作用。
6.3 結(jié)合分子標記輔助,,提高選擇效率 現(xiàn)代育種中,,技術(shù)人員已開始重視利用分子標記技術(shù)進行遺傳育種的輔助選擇,標記技術(shù)是通過遺傳標記對目的基因性狀進行跟蹤,,實現(xiàn)新品種的選育,,具有多態(tài)性高、檢測方便,、快速準確,、不受生長周期影響的優(yōu)點。20世紀50年代以來,,我國經(jīng)歷了15次大規(guī)模的條銹病流行,,給小麥生產(chǎn)造成巨大損失,培育并合理利用抗病品種是控制該病害最經(jīng)濟有效且環(huán)保的途徑。小麥課題組在F4時,,對初步穩(wěn)定的品系進行了苗期抗性鑒定篩選,,采用優(yōu)秀生理小種CRY33和CRY34,結(jié)合已知的抗性基因Yr5等功能標記或緊密連鎖分子標記進行了基因型檢測,,進一步篩選出抗條銹病較好的材料,。
6.4 結(jié)合生產(chǎn)實際,不斷調(diào)整育種方向 育種目標的制定要圍繞生產(chǎn)實際中存在的問題,。結(jié)合近年來的觀察,,認為以下兩個問題較為突出:一是連年秸稈還田導(dǎo)致當(dāng)前黃淮麥區(qū)莖基腐病在小麥生育后期幾乎年年有不同程度的發(fā)生,當(dāng)前生產(chǎn)中較為急需抗莖基腐病的小麥品種,;二是育種家選種圃的種植密度多為255萬~300萬/hm2,,而黃淮麥區(qū)大田實際播種密度一般不低于525萬/hm2,差距較大,,而且農(nóng)戶傳統(tǒng)播量偏大的情況短時間內(nèi)還難以調(diào)整,,因此需要適應(yīng)大播量條件下抗倒伏能力較強的小麥品種。鑒于以上問題,,筆者建議應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)問題,,可對育種方向適時進行調(diào)整。
作者簡介:孫允超,,男,,山東省聊城市農(nóng)業(yè)科學(xué)院高級農(nóng)藝師,主要從事小麥品種選育及栽培技術(shù)研究等工作,。
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