煙2415育種思路與后代選擇技術探討

劉兆曄　孫妮娜　趙倩　辛慶國　于經川

摘要：對煙2415小麥品種的育種思路和育種技術進行了探討。認為：在組合評選的基礎上雜種早期世代改單株選擇為單穗選擇，生理性狀上注重穗粒數/旗葉面積、穗粒重/旗葉面積的選擇，抗逆性和穩產性上注重結實性的選擇，高代品系篩選采用高低密度交替選擇，是提高小麥育種效率的有效方法。

關鍵詞：小麥；煙2415；育種技術

中圖分類號：S512.103.2文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2014）12-0027-04

煙2415是煙臺市農業科學研究院以自育親本煙849為母本、魯麥21號為父本雜交育成的小麥新品種。2004～2006年在山東省中高肥A組區試中，單產兩年平均較對照增產9.3%，居第1位。由于增產潛力突出提前一年通過山東省審定。2010～2014連續5年被確定為山東省中央財政小麥良種補貼項目推介品種。該品種與魯麥21號相比大大提高了抗倒性和穂層整齊度，產量更高，適應性更廣。在高產創建中，煙臺市牟平區百畝方實打2 006.7 m2，單產9 777.8 kg/hm2，海陽市7.3 hm2測產平均單產10 524.0 kg/hm2。

1育種思路

魯麥21號是一個豐產、穩產、廣適小麥品種，分蘗力強，成穗率高，上部葉片短寬挺舉，冠層葉片開展度較大，生長繁茂，群體空間補償能力強，能夠更加有效地利用光能，抗病抗干熱風能力強，落黃好。該品種旱肥地創下了10 404.6 kg/hm2的高產紀錄，耗水系數8.199 mm/（hm2·kg），是節水型超高產品種選育上的重大突破，在豐產性、抗旱性方面達到了國際先進水平[1]，不足之處是抗倒性較差，穂層不夠整齊。故以本院自育的矮稈多穗、抗倒落黃好、穗層整齊的高代品系煙849為母本進行改良。雙親均具有抗寒抗病、落黃好、豐產穩產等共性，且在抗倒性、穂層整齊度等性狀上差異較大且可較好的互補，目標性狀集中，賦予了該組合具有較強優勢，實現了高產穩產、抗病抗逆、耐旱高效等優良基因的有機結合，從而使育成的煙2415具有較好的豐產穩產性和廣泛的地力適應性。

2遺傳背景分析

遺傳基礎廣泛是選育優良品種的關鍵，小麥品種高產穩產性能和抗性的改良取決于雙親遺傳基礎的改良與提高。煙2415具有突破性的優良特性，來源于遺傳基礎的廣泛性、遠緣性和異質性（詳見圖1）。維爾、如羅、洛夫林13、L277/4、F16-71分別是不同年代的抗源；蚰子麥、煙1602、煙7951-25為豐產供體；農林10號矮桿；蚰選57含有優質基因；掖選1號、煙7951-25表現大穗、多粒。按地理位置分，既容納了從國外引進的大量優異種質，如意大利的維爾，日本的北陸13、農林10號、小罌粟，阿爾巴尼亞的L277/4，英國的包打300砲，智利的如羅、歐柔，羅馬尼亞的洛夫林13、F16-71；又含有國內大面積種植的品種，如蚰包是黃淮冬麥區第一個產量突破7500kg/hm2的半矮稈高產品種，煙1602的姊妹系魯麥14曾是山東和黃淮冬麥區播種面積最大的小麥良種。從血緣關系來看，煙2415既有普通小麥的種質，又含有硬粒小麥的血緣（向陽2號）；還含有1B/1R易位系（洛夫林13）。由于親本系統之間在抗病性、高產性、適應性等性狀間構成互補、累加，其遺傳基礎具有地理遠緣、類型遠緣、生態遠緣、血統遠緣的廣泛性，使煙2415具有了更多的優良性狀，提高了其豐產性、穩產性和抗逆性的遺傳閾值。

3育種后代選擇技術探討

3.1雜種早期世代在組合評選的基礎上改單株選擇為單穗選擇

正確的選擇方法對于提高育種效率具有至關重要的意義。一般認為對復雜遺傳和低遺傳力的性狀如產量潛力的選擇應在高代進行[2，3]，但育種家們在早代都會對產量因素及籽粒產量不知不覺地進行選擇。為防止有價值基因丟失，對多基因控制的產量性狀的選擇宜及早開始[4]。楊學明等[5]認為早代混合群體測產有利于提高群體中高產基因型的篩選；張作仿[6]認為育種成效的取得就是通過對低遺傳力性狀的綜合選擇獲得的，早代對低遺傳力的產量性狀進行選擇，比對株高、生育期的選擇更有實際意義。過去人們習慣于在雜種后代中選擇單株，但單株產量與小區產量的關系并不密切[7]。於風安等[4]認為雜種二代基于單株產量的直觀選擇無效；楊學明等[5]認為早期單株選擇對豐產性選擇效果不夠明顯且易淘汰一些豐產潛力較高的基因型；國際玉米小麥改良中心[8]研究認為密播栽培條件下預測產量潛力的最好指標是收獲指數，單株產量則無任何預測價值。F2代是一個最重要和分離最大的世代，由于高、矮株混生一起相互影響，在選擇上帶有很大的盲目性、主觀性和隨意性，選擇效率不高。李斯深等[9]認為F2組合評選可減少環境影響提高可靠性和選擇效果，雜種組合的評選就顯得尤為重要。F2入選個體是選擇的基礎，改單株選擇為單穗選擇可以增加優良個體的類型和幾率，保持盡可能多的基因變異類型和高產基因型。在煙2415的早代選擇過程中，對株高、抗病性、熟期等簡單遺傳且遺傳力高的性狀進行選擇的基礎上，結合產量性狀確定重點優良組合，然后進行單穗選擇，重點組合多選以擴大選擇效果，一般組合少選，減輕后代選種工作上的壓力。

3.2在生理性狀上注重穗粒數/旗葉面積、穗粒重/旗葉面積的選擇

許多小麥研究者喜歡探討產量三因素與籽粒產量的關系，并期望得到一個理想的產量結構模式。這對于了解同一品種在不同年份、不同田塊間的群體動態變化，為高產栽培提供科學依據是很有必要的。但由于產量三因素之間存在著強烈的交互作用和負相關關系，因此以品種為單位統計時，常常得出產量三因素與產量無關或者不符合生物學規律的結論[10～12]。因此研究品種間產量三因素與小麥產量的關系對于小麥育種者來說，指導意義不是很大。目前比較明確的結論是單位面積粒數與籽粒產量有很好的正相關[13，14]，用單位面積粒數對產量進行選擇是可行的。很多研究表明，小麥品種籽粒產量的提高，主要取決于收獲指數的提高[15，16]。但是收獲指數只有在收獲后才能測定，并且比較繁瑣。因此確定某些簡單有效、與產量關系密切的生理指標，是眾多育種家孜孜以求的目標。在煙2415高代品系篩選上，采用穗粒數/旗葉面積、穗粒重/旗葉面積作為旗葉光合生產能力的指標進行選擇[17]，收到了良好的效果。穗粒數/旗葉面積、穗粒重/旗葉面積一般以1.5～1.6粒/cm2和65～75 mg/cm2為宜。

3.3在抗逆性和穩產性上注重結實性的選擇

產量是小麥育種的最終目標，改良小麥產量的難度越來越大。眾多研究證明籽粒敗育是提高小麥生物學產量和籽粒產量的最主要限制因素[18]。在抗逆性和穩產性的評價方面，很多方法和指標是十分費時和繁瑣的[19，20]。種植小麥的最終目的就是獲得更多的籽粒產量，而小麥生長發育的生物學本質也是最大程度地繁衍自己的后代，即生產更多的籽粒。如果品種的結實性不良，表明該品種的某些生理功能脆弱，遇到倒春寒或營養條件脅迫時生理功能紊亂，致使部分小花不育；反之結實性好而穩定的品種其生理機能協調性好，生命活力強，抗逆穩產[21]。在煙2415的選育過程中，十分注重高結實率的選擇，淘汰每穗不孕小穗數超過2個的單穗，故其抗逆穩產性好、適應性廣。

3.4在高代品系篩選上采用高低密度交替選擇

小麥的豐產穩產性受很多基因的控制，遺傳背景非常復雜。在配制好組合為育成品種提供最大遺傳潛力的基礎上，要為雜種后代選擇創造和提供各種條件，使穩產性和豐產性充分地表達[22]。在低密度條件下，觀察高代品系對群體的補償能力和產量因素及其它性狀對環境條件變化的緩沖能力；在高密度條件下，進行抗病、抗倒、生產潛力等性狀的選擇，觀察鑒定群體的優勢、對水肥的利用效率及對氣候環境的反應。通過選種環境的協調，在先稀、后密兩種群體環境條件下進行產量鑒定，能使各種潛在的遺傳特性得以充分表達，有利于選育出豐產性、廣適性和穩產性相結合的基因型。

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