烟2415育种思路与后代选择技术探讨

刘兆晔　孙妮娜　赵倩　辛庆国　于经川

摘要：对烟2415小麦品种的育种思路和育种技术进行了探讨。认为：在组合评选的基础上杂种早期世代改单株选择为单穗选择，生理性状上注重穗粒数/旗叶面积、穗粒重/旗叶面积的选择，抗逆性和稳产性上注重结实性的选择，高代品系筛选采用高低密度交替选择，是提高小麦育种效率的有效方法。

关键词：小麦；烟2415；育种技术

中图分类号：S512.103.2文献标识号：A文章编号：1001-4942（2014）12-0027-04

烟2415是烟台市农业科学研究院以自育亲本烟849为母本、鲁麦21号为父本杂交育成的小麦新品种。2004～2006年在山东省中高肥A组区试中，单产两年平均较对照增产9.3%，居第1位。由于增产潜力突出提前一年通过山东省审定。2010～2014连续5年被确定为山东省中央财政小麦良种补贴项目推介品种。该品种与鲁麦21号相比大大提高了抗倒性和穂层整齐度，产量更高，适应性更广。在高产创建中，烟台市牟平区百亩方实打2 006.7 m2，单产9 777.8 kg/hm2，海阳市7.3 hm2测产平均单产10 524.0 kg/hm2。

1育种思路

鲁麦21号是一个丰产、稳产、广适小麦品种，分蘖力强，成穗率高，上部叶片短宽挺举，冠层叶片开展度较大，生长繁茂，群体空间补偿能力强，能够更加有效地利用光能，抗病抗干热风能力强，落黄好。该品种旱肥地创下了10 404.6 kg/hm2的高产纪录，耗水系数8.199 mm/（hm2·kg），是节水型超高产品种选育上的重大突破，在丰产性、抗旱性方面达到了国际先进水平[1]，不足之处是抗倒性较差，穂层不够整齐。故以本院自育的矮秆多穗、抗倒落黄好、穗层整齐的高代品系烟849为母本进行改良。双亲均具有抗寒抗病、落黄好、丰产稳产等共性，且在抗倒性、穂层整齐度等性状上差异较大且可较好的互补，目标性状集中，赋予了该组合具有较强优势，实现了高产稳产、抗病抗逆、耐旱高效等优良基因的有机结合，从而使育成的烟2415具有较好的丰产稳产性和广泛的地力适应性。

2遗传背景分析

遗传基础广泛是选育优良品种的关键，小麦品种高产稳产性能和抗性的改良取决于双亲遗传基础的改良与提高。烟2415具有突破性的优良特性，来源于遗传基础的广泛性、远缘性和异质性（详见图1）。维尔、如罗、洛夫林13、L277/4、F16-71分别是不同年代的抗源；蚰子麦、烟1602、烟7951-25为丰产供体；农林10号矮杆；蚰选57含有优质基因；掖选1号、烟7951-25表现大穗、多粒。按地理位置分，既容纳了从国外引进的大量优异种质，如意大利的维尔，日本的北陆13、农林10号、小罂粟，阿尔巴尼亚的L277/4，英国的包打300砲，智利的如罗、欧柔，罗马尼亚的洛夫林13、F16-71；又含有国内大面积种植的品种，如蚰包是黄淮冬麦区第一个产量突破7500kg/hm2的半矮秆高产品种，烟1602的姊妹系鲁麦14曾是山东和黄淮冬麦区播种面积最大的小麦良种。从血缘关系来看，烟2415既有普通小麦的种质，又含有硬粒小麦的血缘（向阳2号）；还含有1B/1R易位系（洛夫林13）。由于亲本系统之间在抗病性、高产性、适应性等性状间构成互补、累加，其遗传基础具有地理远缘、类型远缘、生态远缘、血统远缘的广泛性，使烟2415具有了更多的优良性状，提高了其丰产性、稳产性和抗逆性的遗传阈值。

3育种后代选择技术探讨

3.1杂种早期世代在组合评选的基础上改单株选择为单穗选择

正确的选择方法对于提高育种效率具有至关重要的意义。一般认为对复杂遗传和低遗传力的性状如产量潜力的选择应在高代进行[2，3]，但育种家们在早代都会对产量因素及籽粒产量不知不觉地进行选择。为防止有价值基因丢失，对多基因控制的产量性状的选择宜及早开始[4]。杨学明等[5]认为早代混合群体测产有利于提高群体中高产基因型的筛选；张作仿[6]认为育种成效的取得就是通过对低遗传力性状的综合选择获得的，早代对低遗传力的产量性状进行选择，比对株高、生育期的选择更有实际意义。过去人们习惯于在杂种后代中选择单株，但单株产量与小区产量的关系并不密切[7]。於风安等[4]认为杂种二代基于单株产量的直观选择无效；杨学明等[5]认为早期单株选择对丰产性选择效果不够明显且易淘汰一些丰产潜力较高的基因型；国际玉米小麦改良中心[8]研究认为密播栽培条件下预测产量潜力的最好指标是收获指数，单株产量则无任何预测价值。F2代是一个最重要和分离最大的世代，由于高、矮株混生一起相互影响，在选择上带有很大的盲目性、主观性和随意性，选择效率不高。李斯深等[9]认为F2组合评选可减少环境影响提高可靠性和选择效果，杂种组合的评选就显得尤为重要。F2入选个体是选择的基础，改单株选择为单穗选择可以增加优良个体的类型和几率，保持尽可能多的基因变异类型和高产基因型。在烟2415的早代选择过程中，对株高、抗病性、熟期等简单遗传且遗传力高的性状进行选择的基础上，结合产量性状确定重点优良组合，然后进行单穗选择，重点组合多选以扩大选择效果，一般组合少选，减轻后代选种工作上的压力。

3.2在生理性状上注重穗粒数/旗叶面积、穗粒重/旗叶面积的选择

许多小麦研究者喜欢探讨产量三因素与籽粒产量的关系，并期望得到一个理想的产量结构模式。这对于了解同一品种在不同年份、不同田块间的群体动态变化，为高产栽培提供科学依据是很有必要的。但由于产量三因素之间存在着强烈的交互作用和负相关关系，因此以品种为单位统计时，常常得出产量三因素与产量无关或者不符合生物学规律的结论[10～12]。因此研究品种间产量三因素与小麦产量的关系对于小麦育种者来说，指导意义不是很大。目前比较明确的结论是单位面积粒数与籽粒产量有很好的正相关[13，14]，用单位面积粒数对产量进行选择是可行的。很多研究表明，小麦品种籽粒产量的提高，主要取决于收获指数的提高[15，16]。但是收获指数只有在收获后才能测定，并且比较繁琐。因此确定某些简单有效、与产量关系密切的生理指标，是众多育种家孜孜以求的目标。在烟2415高代品系筛选上，采用穗粒数/旗叶面积、穗粒重/旗叶面积作为旗叶光合生产能力的指标进行选择[17]，收到了良好的效果。穗粒数/旗叶面积、穗粒重/旗叶面积一般以1.5～1.6粒/cm2和65～75 mg/cm2为宜。

3.3在抗逆性和稳产性上注重结实性的选择

产量是小麦育种的最终目标，改良小麦产量的难度越来越大。众多研究证明籽粒败育是提高小麦生物学产量和籽粒产量的最主要限制因素[18]。在抗逆性和稳产性的评价方面，很多方法和指标是十分费时和繁琐的[19，20]。种植小麦的最终目的就是获得更多的籽粒产量，而小麦生长发育的生物学本质也是最大程度地繁衍自己的后代，即生产更多的籽粒。如果品种的结实性不良，表明该品种的某些生理功能脆弱，遇到倒春寒或营养条件胁迫时生理功能紊乱，致使部分小花不育；反之结实性好而稳定的品种其生理机能协调性好，生命活力强，抗逆稳产[21]。在烟2415的选育过程中，十分注重高结实率的选择，淘汰每穗不孕小穗数超过2个的单穗，故其抗逆稳产性好、适应性广。

3.4在高代品系筛选上采用高低密度交替选择

小麦的丰产稳产性受很多基因的控制，遗传背景非常复杂。在配制好组合为育成品种提供最大遗传潜力的基础上，要为杂种后代选择创造和提供各种条件，使稳产性和丰产性充分地表达[22]。在低密度条件下，观察高代品系对群体的补偿能力和产量因素及其它性状对环境条件变化的缓冲能力；在高密度条件下，进行抗病、抗倒、生产潜力等性状的选择，观察鉴定群体的优势、对水肥的利用效率及对气候环境的反应。通过选种环境的协调，在先稀、后密两种群体环境条件下进行产量鉴定，能使各种潜在的遗传特性得以充分表达，有利于选育出丰产性、广适性和稳产性相结合的基因型。

参考文献：

[1]方正，刘维正. 高产广适冬小麦新品种鲁麦21号的选育及栽培要点[J]. 山东农业科学，1996（4）： 8-10.

[2]张勇跃，薛国典，吴春西. 小麦新品种豫麦70的选育技术[J]. 中国种业，2005（6）：39-40.

[3]董昀，赵宗武，马华平，等. 新麦16号小麦品种特性及选育方法探讨[J]. 河南农业科学，2005（9）： 24-26.

[4]於风安，徐风，张月林. 小麦育种早代选择对产量的影响[J]. 安徽农业大学学报， 1998，25（3）： 281-286.

[5]杨学明，姚金保，钱存鸣，等. 宁麦9号选育方法的探讨[J]. 麦类作物学报，2002，22（2）：88-90.

[6]张作仿.小麦数量性状选择效果的研究[J]. 作物学报，1983，9（2）：129-138.

[7]龚德平，傅承安. 小麦群体产量性状的相关与遗传通径分析[J]. 麦类作物学报，1997， 17（6）：22-24.

[8]国际玉米小麦改良中心（CIMMYT）编.提高小麦产量潜力——突破增产屏障[M]. 何中虎，黄钢，肖世和， 等译.北京：中国科学技术出版社，1999：240-248.

[9]李斯深，李安飞，李宪彬，等. 小麦杂种二代产量性状选择的研究[J]. 山东农业大学学报，1998，29（2）：239-242.

[10]王志芬，吴科，宋良增，等. 山东省不同穗型超高产小麦产量构成因素分析与选择思路[J]. 山东农业科学，2001（4）：6-8，36.

[11]殷毓芬，张存良，吴祥云.运用生物性状的系统分析理论对当前黄淮冬麦区小麦高产育种目标的探讨[C]//中国小麦育种研究进展.北京：中国农业出版社，1996：42-48.

[12]张娟. 小麦超高产育种的产量目标及其与构成因素间的关系研究进展[J]. 麦类文摘，2000，20（2）：1-4，38.

[13]国际玉米小麦改良中心（CIMMYT）编. 提高小麦产量潜力——突破增产屏障[M]. 何中虎，黄钢，肖世和， 等译.北京：中国科学技术出版社，1999：125-155.

[14]刘兆晔，于经川，姜鸿明，等. 小麦单位面积粒数与产量性状的遗传相关和选择效果研究[J]. 山东农业科学，2009（2）：12-14.

[15]吴兆苏，魏燮中. 长江下游地区小麦品种更替中产量及有关性状的演变及发展方向[J]. 中国农业科学，1984，17（3）：14-22，16.

[16]任正隆，李尧权. 小麦的收获指数和几个生理特性的遗传[J]. 中国农业科学，1984，17（2）：29-33.

[17]于经川，刘兆晔，牟春生，等. 小麦单茎库源比值与产量关系的初步研究[J]. 华北农学报，2002，17（4）：26-29.

[18]何中虎，夏先春，罗晶，等. 国际小麦育种研究趋势分析[J]. 麦类作物学报，2006，26（2）：154-156.

[19]孙道杰，王辉，闵东红，等. 广适性小麦品种的重要性状指标[J]. 中国农学通报，2002，18（6）：83-85.

[20]王辉，孙道杰，时小伟，等. 关中地区小麦超高产育种问题探讨[J]. 西北农林科技大学学报，2001，29 （1）：37-40.

[21]孙道杰，冯毅，王辉. 广适性小麦品种选育探讨[J]. 中国农学通报，2006，22（1）：107-109.

[22]方正，翟冬峰. 冬小麦杂交育种实践60年回顾[J]. 山东农业科学，2013，45（3）：114-118.