F型小麥雄性不育系與普通小麥雜交組合選配探討

任永康，牛瑜琦，逯成芳，崔 磊，郭 慶，唐朝暉

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所，作物遺傳與分子改良山西省重點實驗室，山西太原030031）

雜種優(yōu)勢利用是提高小麥產(chǎn)量的重要途徑[1]。自20世紀(jì)50年代以來，世界各小麥生產(chǎn)國都開展了雜交小麥的攻關(guān)研究[2-3]。我國在1965年引進(jìn)美國的T型不育系，開始了雜交小麥的研究，此后全國幾乎所有的小麥育種單位都先后進(jìn)行了研究[3-4]。現(xiàn)在我國主要有北京、陜西、河南、云南、四川、山西等省市的科研單位在繼續(xù)雜交小麥研究，研究的途徑有3種：一是“二系法”[5-6]研究；二是“化學(xué)殺雄性法”[7-9]（簡稱化殺法）；三是“三系法”[10-11]。因為普通小麥（占世界小麥種植面積90%以上）是六倍體植物，其遺傳機(jī)理遠(yuǎn)比二倍體或四倍體的水稻、玉米、高粱、大豆等復(fù)雜，雜交小麥的應(yīng)用研究還處于初級階段。

山西省運城市藍(lán)紅雜交小麥研究中心馮樹英研究員，通過20多年的研究，育成了F型小麥雄性不育系（即FA），實現(xiàn)了三系配套（小麥雄性不育系、保持系和恢復(fù)系），選育方法獲得國家發(fā)明專利，F(xiàn)A不育系獲得植物新品種權(quán)[12-14]。現(xiàn)在強(qiáng)優(yōu)勢組合的選配是F型雄性不育系研究面臨的首要任務(wù)[15-17]。

本研究以已育成的4個F型不育系（FA）為母本，6個普通小麥品種（系）為父本雜交，進(jìn)行了主要農(nóng)藝性狀雜種優(yōu)勢的初步選配，以期為后續(xù)研究提供參考。

1 材料和方法

1.1 材料

小麥F型雄性不育系（FA）的4份新品系（FA90-1，F(xiàn)A153-2，F(xiàn)A154-3，F(xiàn)A202-1）由山西省運城市藍(lán)紅雜交小麥研究中心馮樹英研究員育成并提供種子；6份普通小麥品種（系）（太113，太13606，太 1512，太 504，pmb，pm51）由山西省農(nóng)科院作物科學(xué)研究所小麥研究室選育、收集并保存。

1.2 方法

2015年5月以6個常規(guī)小麥品種（系）為父本與F型小麥不育系為母本分別配制雜交組合，根據(jù)田間花期情況，配制了12個雜交組合；同年9月底將雜種F1種子、母本種子和父本種子單行種植，行長2.5 m，行距20 cm，株距3 cm，采用大田常規(guī)管理；在小麥生育期，調(diào)查其越冬性、株高、穗長、株型等性狀。灌漿后期，每行隨機(jī)選取10穗調(diào)查成熟期F1的公頃穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量。因小麥F型雄性不育系的育性較易恢復(fù)[18]，沒有測定其育性恢復(fù)性。

1.3 測定項目及方法

田間、室內(nèi)調(diào)查項目有株高、抗病性、穗長、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量等。

其中，P1為父本，P2為母本。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)使用Excel 2007進(jìn)行分析制表。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量因素與強(qiáng)優(yōu)勢組配的關(guān)系

從表1可以看出，超親優(yōu)勢有正向優(yōu)勢，較多為負(fù)向優(yōu)勢。由圖1產(chǎn)量三要素的超親優(yōu)勢來看，千粒質(zhì)量優(yōu)勢對產(chǎn)量優(yōu)勢的貢獻(xiàn)最大，穗數(shù)次之，穗粒數(shù)貢獻(xiàn)最小。從表1中還可以看出，產(chǎn)量優(yōu)勢的形成是產(chǎn)量三要素優(yōu)勢互補(bǔ)的結(jié)果。

表1 各組合的產(chǎn)量性狀雜種優(yōu)勢表現(xiàn)

統(tǒng)計有正向產(chǎn)量雜種優(yōu)勢的5個組合為：FA90-1/ 太 113，F(xiàn)A153-2/ 太 113，F(xiàn)A154-3/ 太13606，F(xiàn)A154-3/太 113，F(xiàn)A202-1/太 113，可以看出，父本為太113的雜種優(yōu)勢明顯，所有組合產(chǎn)量均表現(xiàn)為正向優(yōu)勢；除太13606表現(xiàn)正向優(yōu)勢外，其余組合均表現(xiàn)為負(fù)向優(yōu)勢。這可能因母本（F型不育系）為半冬性，父本太113和太13606為山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所小麥研究室自育的強(qiáng)冬性品種，適應(yīng)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。因此，筆者認(rèn)為父本需要選用強(qiáng)冬性品種，雜種才有可能較為適應(yīng)山西省中部麥區(qū)的生長環(huán)境條件。

2.2 農(nóng)藝性狀與強(qiáng)優(yōu)勢組配的關(guān)系

2.2.1 株高 株高不是構(gòu)成產(chǎn)量的直接因素，但株高與生物產(chǎn)量密切相關(guān)，是保證獲得高產(chǎn)的基本前提。株高和產(chǎn)量成正比，但株高超過一定的高度，就會出現(xiàn)倒伏，從而影響產(chǎn)量。從圖2可以看出，所有組合的株高均表現(xiàn)出正向雜種優(yōu)勢，由表2可知，株高基本都在70～80 cm，屬高產(chǎn)型株高的范圍，因此，可以選配出理想株型，有利于篩選強(qiáng)優(yōu)勢組合。

2.2.2 穗長與株型 雖然小麥產(chǎn)量的直接因素并不是穗長與株型，但通過調(diào)節(jié)群體內(nèi)通風(fēng)透光等來影響小麥產(chǎn)量。雜種一代的穗長和株型大都介于父母本之間，但沒有一個超親優(yōu)勢，可以推斷穗長和株型的性狀偏向于母本。母本為披葉型，因此，改良母本株型對篩選強(qiáng)優(yōu)勢組合有利。

2.2.3 越冬性與抗病性 選擇目標(biāo)為山西中部麥區(qū)的雜交小麥，要求越冬性要強(qiáng)，母本在山西南部麥區(qū)選育出來為半冬性，轉(zhuǎn)育適宜山西中部越冬性較好的不育系是重要任務(wù)，父本也要選擇冬性較強(qiáng)的品種。山西中部麥區(qū)的病害主要為白粉病，選育的雜交種要對白粉病有一定的抗性，這樣才有可能大面積推廣。從表2可以看出，F(xiàn)1的抗病性介于雙親之間，母本的抗病性差，因此，在強(qiáng)優(yōu)組合選配時要注重親本的抗病性。

表2 各組合的雙親與雜種農(nóng)藝性狀比較

3 結(jié)論與討論

目前F型小麥的研究利用剛進(jìn)入起步階段，而常規(guī)小麥的產(chǎn)量水平已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的水平，給F型雜交小麥研究提出了更高的要求。因此，通過研究親本選配規(guī)律來獲得強(qiáng)雜種優(yōu)勢的組合，這樣有利于提高雜種優(yōu)勢的利用，本研究選用的小麥品種（系）及組配雜交組合的雜種F1，從親本與子代的雜種優(yōu)勢在產(chǎn)量要素以及農(nóng)藝性狀角度進(jìn)行分析，研究表明，太113是一個優(yōu)良父本，可作為主要親本對組合進(jìn)行選配。F型不育系要進(jìn)行改良，轉(zhuǎn)育成越冬性、抗病性較強(qiáng)且株型較為緊湊的不育系，會是山西中部麥區(qū)雜種小麥的利用的突破性進(jìn)展。

千粒質(zhì)量、穗長、株高的性狀表現(xiàn)出較強(qiáng)的超親優(yōu)勢，且株高的所有組合都表現(xiàn)為正向優(yōu)勢。有些親本個別性狀一般配合力較好，可根據(jù)育種目標(biāo)有選擇性地使用。

大田試驗表明，用小麥F型雄性不育系育成的雜種優(yōu)勢比較明顯[19]，因F型不育系種子量稀少，試驗沒有重復(fù)，且沒有設(shè)置對照品種，以后需進(jìn)一步研究。