史曉芳 逯臘虎 李國強(qiáng) 張 婷 張 偉 袁 凱 仇松英
(山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所,臨汾 041000)
高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)多抗冬小麥品種臨遠(yuǎn)8號的選育
史曉芳逯臘虎李國強(qiáng)張婷張偉袁凱仇松英
(山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所,臨汾 041000)
從遺傳基礎(chǔ)、生長發(fā)育、抗逆性等方面闡述了臨遠(yuǎn)8號的特性。結(jié)果表明:該品種豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、適應(yīng)性好,其平均產(chǎn)量比對照煙農(nóng)19增產(chǎn)6.5%~8.5%,增產(chǎn)點次率92.9%~100%;該品種中早熟,株型緊湊,莖稈彈性好,較抗倒伏;一般每hm2穗數(shù)58萬左右,穗粒數(shù)32~38粒,千粒重42g左右;抗凍、抗病性好,品質(zhì)優(yōu)。目前,該品種已在臨汾、運城和晉城等地累計推廣種植32.6萬hm2,已成為晉南麥區(qū)的主栽品種之一。
冬小麥;臨遠(yuǎn)8號;選育方法;高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)
小麥的需求量在世界范圍均呈剛性增長趨勢。據(jù)預(yù)測,只有全球小麥每hm2產(chǎn)量從現(xiàn)在的5400kg增加到7000kg,才能滿足2030年全球小麥消費需求,這是一個嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)[1]。據(jù)資料統(tǒng)計,小麥新品種對我國小麥產(chǎn)量提升的貢獻(xiàn)最大,達(dá)到30.9%,平均年貢獻(xiàn)率約1%[2],每次小麥品種更替都會提高單產(chǎn)10%左右[3]。我國長期以來一直把產(chǎn)量放在育種目標(biāo)的首位,旨在進(jìn)一步提高選育品種的產(chǎn)量水平[4]。因此,充分發(fā)掘小麥產(chǎn)量的遺傳潛力,培育高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、抗病性強(qiáng)、優(yōu)質(zhì)小麥新品種的任務(wù)十分迫切[5]。臨遠(yuǎn)8號就是針對目前山西省水地小麥育種現(xiàn)狀和生態(tài)特點,根據(jù)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)多抗廣適的育種目標(biāo)而育成的水地高產(chǎn)小麥新品種。該品種于2010年12月通過山西省農(nóng)作物品種審定委員會審定通過(晉審麥2010002)。通過對臨遠(yuǎn)8號的系譜、選育過程、生物學(xué)特性及推廣應(yīng)用進(jìn)行分析,為今后高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)多抗小麥新品種選育和臨遠(yuǎn)8號的推廣提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。
1.1組合配制按照豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性和多抗性相結(jié)合的育種目標(biāo),本研究采用了高產(chǎn)、多抗和高產(chǎn)、廣適品種雜交的親本組配方式,主要考慮了抗凍、抗病、抗倒、抗干熱風(fēng)、株型、穗部結(jié)構(gòu)、子粒飽滿度等農(nóng)藝性狀的互補(bǔ),由多親本復(fù)合雜交并經(jīng)連續(xù)多年系譜法選擇育成。
臨遠(yuǎn)8號親本組合為臨遠(yuǎn)95-5114/臨遠(yuǎn)94-5008,母本臨遠(yuǎn)95-5114是本課題組創(chuàng)新的冬性、高產(chǎn)、抗病、灌漿快、落黃好的遠(yuǎn)緣中間材料,父本臨遠(yuǎn)94-5008具有抗凍、抗干熱風(fēng)、抗倒、適應(yīng)性廣、優(yōu)質(zhì)、綜合性狀優(yōu)異的特點。將兩品系進(jìn)行組合,可在性狀上達(dá)到優(yōu)勢互補(bǔ)。
1.2技術(shù)路線與選育方法采用遠(yuǎn)緣中間材料,漸進(jìn)式復(fù)合雜交和穿梭育種相結(jié)合的方法,根據(jù)育種目標(biāo)選擇血緣關(guān)系較遠(yuǎn)和遺傳基礎(chǔ)廣泛的遠(yuǎn)緣雜交材料與抗病高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)親本進(jìn)行雜交。后代選擇采用系譜法,F(xiàn)2~F4采用多生態(tài)環(huán)境、多生產(chǎn)條件、大群體相結(jié)合的方法,充分發(fā)揮環(huán)境對基因的最佳效應(yīng);F5~F7選擇綜合性狀好的優(yōu)系進(jìn)入鑒定試驗,在多個試點上綜合鑒定其產(chǎn)量、抗逆性、株型、粒質(zhì)、適應(yīng)性、熟期等項目。
1.3選育過程為了獲得綜合農(nóng)藝性狀好的抗病后代,選用了來源廣泛的6個親本進(jìn)行聚合雜交,以期將多個親本的優(yōu)良性狀聚合在一起。首先用抗病性強(qiáng)、抗寒性好、耐瘠、耐旱的六倍體小黑麥廣74與綜合性狀好、抗干熱風(fēng)的衛(wèi)東8號(晉麥7號)雜交,F(xiàn)1與豐產(chǎn)品系津豐0-3-6(越冬后返青早、成穗率高、抗條銹病、白粒)以及矮稈品系75-135-6-6-1(分蘗適中、抗倒伏、早熟)雜交,經(jīng)系譜法選擇育成臨遠(yuǎn)95-5114(高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、抗寒、抗倒、大穗大粒的中間材料,其穗粒數(shù)37,千粒重44g,株高80cm)。父本臨遠(yuǎn)94-5008是魯麥14(豐產(chǎn)性好、適應(yīng)性強(qiáng)、成穗率高)與99中44(千粒重43g、株高65cm、優(yōu)質(zhì))的雜種F5。根據(jù)本課題育種攻關(guān)目標(biāo)“穩(wěn)產(chǎn)7500kg/hm2以上高產(chǎn)新品種選育”,對雜種后代在降低植株高度、提高粒重、增加穗粒數(shù)及提高種子飽滿度、提高抗病性等方面進(jìn)行篩選。又經(jīng)過7年選育,于2005年F7選出一批優(yōu)良品系進(jìn)行品比試驗,第8品系表現(xiàn)尤為突出:株高75cm,穗粒數(shù)43粒,千粒重45g,高抗三銹病、白粉病、黑粉病,抗凍、抗旱、抗干熱風(fēng)、抗倒伏,落黃好,且品質(zhì)佳。因此將其擴(kuò)大繁殖參加小麥研究所品系鑒定和品比試驗,并參加山西省區(qū)域試驗,定名為臨遠(yuǎn)8號。其選育過程如圖1。
1.4遺傳基礎(chǔ)該品種遺傳基礎(chǔ)豐富,基因具有多樣性。從系譜可以看出,雙親系譜之間明顯存在著遠(yuǎn)緣性,母本臨遠(yuǎn)95-5114是遠(yuǎn)緣雜交的中間材料,親本血緣主要來源于石家莊54、系譜英國麥(6055mB-5-9-10)、小黑麥(廣74)等;父本臨遠(yuǎn)94-5008為歐柔(智利)、碧螞麥系、豐產(chǎn)號系等。雙親的每個親本系統(tǒng)(基因庫)各具獨特性,在用其雜交重組育成新品種后,由于親本系統(tǒng)之間互補(bǔ)、累加,使臨遠(yuǎn)8號具有了更多的優(yōu)良性狀,同時提高了新品種豐產(chǎn)性和多抗性的遺傳閥域。
圖1 臨遠(yuǎn)8號的雜交系譜和育種程序
2.1農(nóng)藝性狀該品種冬性,幼苗匍匐,葉色淺綠,苗期生長勢強(qiáng),抗寒耐凍,分蘗力較強(qiáng),成穗率高。株高80cm,株型緊湊,莖稈彈性好,較抗倒伏。抽穗后葉片灰綠,蠟質(zhì)較厚,紡錘形穗,長芒、白殼、白粒,子粒飽滿、大小均勻,商品性好。后期葉片功能期長,抗干熱風(fēng),抗條銹病、葉銹病、白粉病,落黃好。一般每hm2穗數(shù)580萬穗左右,穗粒數(shù)32~38粒,千粒重42g。熟期比煙農(nóng)19早熟1~2d。
2.2品質(zhì)表現(xiàn)經(jīng)食性鑒定,面粉品質(zhì)好,蒸饅頭發(fā)的大,白而嫩,暄而彈性大,味香有韌勁。拉面色亮條韌有彈性,是加工面條、掛面、方便面、饅頭的優(yōu)良品種。容重790g/L,粗蛋白質(zhì)14.59%~15.18%,濕面筋29%~33.7%,沉降值26.8~32.20mL,吸水率61.6%~66.2%,形成時間3~4min,穩(wěn)定時間1.5~2.3min,弱化度136~172F.U.,粉質(zhì)質(zhì)量指標(biāo)37~54un,評價值39~48,硬度66.9~67.9。達(dá)到國家優(yōu)質(zhì)中筋小麥標(biāo)準(zhǔn)。
2.3抗性表現(xiàn)小麥莖稈彈性好,抗倒伏能力強(qiáng)。2012年山西堯都區(qū)吳村鎮(zhèn)周邊地區(qū)小麥發(fā)生大面積倒伏,減產(chǎn)嚴(yán)重,大多數(shù)品種每hm2產(chǎn)量在4500kg左右,臨遠(yuǎn)8號基本沒有倒伏,大面積產(chǎn)量7600kg左右。該品種越冬性好,抗倒春寒。幼苗匍匐,在冬前積溫750~800℃(高于正常年份150℃)的情況下不徒長,發(fā)育穩(wěn)?。环登嗪笃鹕磔^晚,生長穩(wěn)健,在2013年度小麥凍寒發(fā)生嚴(yán)重的情況下,該品種正常生長。分蘗成穗率高,后期耐熱性較好,具有抗高溫、抗干熱風(fēng)、抗雨后青枯、抗葉枯病的多種抗性,且灌漿快、落黃好,在不同栽培條件下和不同栽培年型都能充分利用后期強(qiáng)光高溫自然資源,獲得高而穩(wěn)定的產(chǎn)量。
2008-2009年參加山西省南部水地組區(qū)試,2年每hm2平均產(chǎn)6844.5kg,比對照增產(chǎn)7.4%,試驗點14個,13點增產(chǎn)。2009-2010年參加山西省南部高肥水地組生產(chǎn)試驗,2年每hm2平均產(chǎn)5817kg,比對照煙農(nóng)19增產(chǎn)7.6%,試驗點共15個,全部增產(chǎn)。2013年在臨汾市堯都區(qū)金殿鎮(zhèn)6.7hm2示范田,每hm2平均產(chǎn)量為8645kg;2014年襄汾縣燕村梁虎鎖0.53hm2高產(chǎn)地塊產(chǎn)量達(dá)9975kg;2015年運城市鹽湖區(qū)大面積種植135hm2,平均產(chǎn)量為8025kg。臨遠(yuǎn)8號產(chǎn)量三因素協(xié)調(diào),適應(yīng)度廣,適應(yīng)性強(qiáng),靜態(tài)和動態(tài)穩(wěn)定性均較好。該品種易形成合理的高產(chǎn)高效群體,壯稈多穗,保證了在不同環(huán)境下穩(wěn)定實現(xiàn)產(chǎn)量6750~10000kg/hm2。
臨遠(yuǎn)8號適宜在山西南部、晉城盆地、黃淮北片一般水地和高水肥地種植。適宜播期為9月25日至10月8日,播量120~180kg/hm2。重施底肥,底肥每hm2施磷酸二銨375kg、氯化鉀150kg,拔節(jié)期追施尿素150kg。澆好越冬水,拔節(jié)后及時澆水追肥。揚花期澆灌漿水,在常規(guī)管理的基礎(chǔ)上,超高產(chǎn)麥田應(yīng)將傳統(tǒng)的起身期施肥灌水移至拔節(jié)至抽穗期,這對抑制無效分蘗過多、避免基部節(jié)間、旗葉和倒二葉不適增長、塑造良好株型、減少小花退化、提高結(jié)實率至關(guān)重要。開花后更要注意“三噴”,搞好防病治蟲。灌漿期每hm2將粉銹寧150~225g或20%的乳劑750mL兌水750~900kg、40%氧化樂果750mL和磷酸二氫鉀3種藥劑混合噴施,既可防病治蟲,起到養(yǎng)根護(hù)葉之功效,還能提高粒重。
5.1豐富的遺傳種質(zhì)是選育高產(chǎn)、多抗、優(yōu)質(zhì)型品種的基礎(chǔ)臨遠(yuǎn)8號具有高產(chǎn)、多抗、適應(yīng)性廣、綜合性狀好等生物學(xué)特點,來源于該品種具有廣泛的基因容量和遺傳背景?;蚶奂有?yīng)是選育抗性品種的一條有效途徑[6]。我們在高產(chǎn)育種的組合配置中,一定要注意本地與外緣品種的搭配,要選用表現(xiàn)型適宜而基因型或基因類別有差異的品種搭配,使培育的品種既適應(yīng)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)氣候,又具有血統(tǒng)遠(yuǎn)緣、生態(tài)遠(yuǎn)緣、種質(zhì)遠(yuǎn)緣、類型遠(yuǎn)緣等特點[7],實現(xiàn)優(yōu)異基因的累加和缺陷基因的互補(bǔ),從而使高產(chǎn)小麥品種能抵御多種脅迫,達(dá)到高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的目的[8]。
5.2品種推廣是育種成果轉(zhuǎn)化的重要環(huán)節(jié)在推廣過程中,我們采取了課題組與本所農(nóng)業(yè)科技開發(fā)中心共同實施的模式。課題組負(fù)責(zé)良種繁育的技術(shù)指導(dǎo)、配套栽培措施的技術(shù)培訓(xùn)等;開發(fā)中心負(fù)責(zé)良種的生產(chǎn)、銷售和推廣;項目運作過程中,實現(xiàn)了課題組+種子龍頭企業(yè)+農(nóng)戶的互動互利,以項目為紐帶,做到科技入戶、技術(shù)到位,有利推動了科研成果的產(chǎn)業(yè)化。
育種家直接將新技術(shù)、新成果從實驗室?guī)У交剡M(jìn)行示范,為農(nóng)民樹立了樣板,并通過咨詢、培訓(xùn)、指導(dǎo)為當(dāng)?shù)嘏囵B(yǎng)了一批農(nóng)業(yè)科技骨干,指導(dǎo)建立了一批種麥?zhǔn)痉稇簦龠M(jìn)小麥生產(chǎn)的發(fā)展,是一種有效的方式。
農(nóng)業(yè)技術(shù)的推廣必須要以點帶面,逐步幅射。農(nóng)民的文化水平普遍不高,針對他們的特點,傳授技術(shù)要通俗易懂,簡明扼要,要有實物和示范田。例如在項目執(zhí)行期間遇到春凍害和病蟲害發(fā)生時,在麥田管理的關(guān)鍵時期,我們都做到現(xiàn)場指導(dǎo)宣傳,措施具體步驟明確,取得了很好的效果。我們也深深感到農(nóng)業(yè)科技工作者必須深入農(nóng)村生產(chǎn)第一線,才能了解到農(nóng)民對科學(xué)技術(shù)的渴望和心聲,才能真正實現(xiàn)科研成果與農(nóng)民的有機(jī)結(jié)合,才能最大限度地發(fā)揮該品種的優(yōu)勢,產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
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山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院育種工程項目(11yzgc063);山西省農(nóng)科院攻關(guān)項目(YGG1017);山西省科技廳科技攻關(guān)項目(2006031001-01)
仇松英