中國小麥種子繁育程序

中國小麥種子繁育程序

0小麥種子繁育技術(shù)小麥?zhǔn)侵袊闹匾Z食。小麥的生產(chǎn)直接關(guān)系到中國的糧食安全。研究表明,小麥生產(chǎn)中優(yōu)良品種對(duì)小麥產(chǎn)量的貢獻(xiàn)大約在16%~46%之間。2002—2007年河南省小麥新品種更新使小麥單產(chǎn)平均提高了14.6%。推廣和使用優(yōu)良品種是小麥增產(chǎn)的一項(xiàng)關(guān)鍵措施,而種子繁育則是優(yōu)良品種推廣的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。小麥種子繁育歷來受到廣大小麥工作者的重視。新中國成立以來,隨著小麥生產(chǎn)水平的提高,不斷提出與之相適應(yīng)的種子繁育程序。當(dāng)前,小麥生產(chǎn)經(jīng)營體制正在發(fā)生變化,小麥的集約化生產(chǎn)、規(guī)?；?jīng)營是小麥產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的趨勢(shì)。為此,建立科學(xué)合理的小麥種子繁育程序,保證中國小麥生產(chǎn)穩(wěn)步提升顯得更加重要。此文簡(jiǎn)要概述了現(xiàn)行小麥種子繁育程序,結(jié)合小麥遺傳學(xué)特征,提出小麥種子繁育的一般原則和通用程序,供小麥生產(chǎn)經(jīng)營者參考。1小麥種子繁育技術(shù)小麥為自花授粉作物,其混雜的主要原因是剩余變異、機(jī)械混雜和基因突變。針對(duì)小麥種子的混雜退化特點(diǎn),廣大農(nóng)業(yè)科技工作者在幾十年的種子生產(chǎn)實(shí)踐中,探索出了多種小麥種子繁育技術(shù),形成了各具特色的種子繁育程序。這些程序的2個(gè)基礎(chǔ)是循環(huán)選擇和重復(fù)繁殖。代表性種子繁育程序有三圃制、兩圃制、一圃制、株系循環(huán)法、四級(jí)種子繁育程序和一圃三級(jí)種通訊作者:尹鈞,男,教授,博士,主要從事小麥栽培生理與生物技術(shù)研究;E-mail:xmzxyj@126.com。子繁育程序。1.1子百合種4年生農(nóng)子對(duì)播種量的影響三圃制是中國應(yīng)用時(shí)間最長,使用最廣泛的種子生產(chǎn)程序,至今仍在廣泛應(yīng)用,其程序是:單株選擇→株行鑒定→株系比較→混系繁殖原種。第一年從育種者種子田或基礎(chǔ)種子田中選擇單株,下年種成株行,即株行圃。一般株行長2m,行距0.25m,走道0.5m,每667m2播1000行左右。第二年將上年當(dāng)選株行種成株系圃,一般每系播種5m×8m,每667m2播量5kg,基本苗10萬左右,應(yīng)按系種成小區(qū),每排間留走道0.5~lm。第三年將上年混收種子稀播繁殖即為原種圃,生產(chǎn)的種子即為原種。三圃制經(jīng)過一次單株選擇,一次分系比較,實(shí)現(xiàn)優(yōu)中選優(yōu),提純復(fù)壯的效果好,原種純度高,適于在品種混雜退化較嚴(yán)重的情況下采用。1.2比、比兩圃制是由三圃制簡(jiǎn)化而來,與三圃制相比,它少了一個(gè)株系圃。兩圃制的株行圃不單收單脫,只是嚴(yán)格去除雜行,然后對(duì)當(dāng)選株行混合收獲脫粒,種于原種圃生產(chǎn)原種。1.3實(shí)行種源保護(hù)一圃制生產(chǎn)程序可概括為:單株點(diǎn)播、分株鑒定、整株去雜、混合收獲。種源一般為育種家種子或原種,田間去雜拔除了少量的雜株,保留的是大量的本品種的標(biāo)準(zhǔn)株,因而能保持品種群體的遺傳平衡和遺傳穩(wěn)定性,提高群體選擇效果。一圃制生產(chǎn)原種的關(guān)鍵技術(shù)是種源必須具有較高的純度,精細(xì)整地,足墑下種,一播全苗,嚴(yán)格去雜去劣。一般每667m2播1.5kg,行距30cm,株距7cm。1.4株系材料:混合繁殖原種該程序是以育種者種子或原種為材料,經(jīng)過第一輪的單株和株行選擇后,在每個(gè)當(dāng)選株系中留出一部分植株作下一年的株系材料,其余混合繁殖原種。以后每年從株系中選一部分單株繼續(xù)種成株系,其余混合繁殖原種,如此反復(fù)循環(huán)。株系循環(huán)法中,當(dāng)種子生產(chǎn)進(jìn)入株系后,建立保種圃,保種圃的株行一般不超過100個(gè),長期保留,每個(gè)株系種一個(gè)小區(qū),鑒定淘汰雜系和劣系。保種圃分系留種,下一年繼續(xù)種植保種圃,其余種子混系繁殖,下一年即可生產(chǎn)原種。1.5級(jí)稀播+繁殖四級(jí)種子生產(chǎn)程序應(yīng)用的是重復(fù)繁殖技術(shù)路線,該程序根據(jù)世代把小麥種子劃分為育種家種子、原原種、原種和良種。由育種家種子開始,按稀播技術(shù)依次種植成原原種圃、原種圃、良種生產(chǎn)田,經(jīng)幾代重復(fù)繁殖而成。四級(jí)程序中的育種家種子,指該品種通過審定時(shí),育種者所掌握的那部分遺傳性質(zhì)穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)種子。四級(jí)程序的核心是育種家種子,它是以后各代種子繁殖的基礎(chǔ)。因此應(yīng)采用低溫貯藏,以延長種子壽命,每年拿出一部分種子供繁殖原原種之用,條件不具備時(shí),也可由育種家通過單株選擇,分系鑒定的程序生產(chǎn)。1.6種子混收及原原種生產(chǎn)該程序從育種者種子開始,選擇遺傳性狀穩(wěn)定、具有該品種典型性的單穗,設(shè)立穗行圃,在全生育期中根據(jù)品種的特性,嚴(yán)格去除育種者種子中的分離行、變異行和混雜行。成熟時(shí)在具有該品種典型性的眾多穗行內(nèi)選擇單穗,擴(kuò)大其遺傳基礎(chǔ),用于下一年穗行圃。其它種子混收;第二年,將混收的種子精量點(diǎn)播(1.5kg/667m2),擴(kuò)大繁殖系數(shù),生產(chǎn)原原種;第三年,將原原種精量稀播(4kg/667m2)生產(chǎn)原種。該技術(shù)借鑒了三圃制中的穗行圃強(qiáng)有力的選擇壓力,應(yīng)用了一圃制的單粒點(diǎn)播,分株鑒定,整株去雜,混合收獲的又一次選擇技術(shù),將株系循環(huán)法改為穗行循環(huán),擴(kuò)大了遺傳基礎(chǔ),最大限度地解決了因選擇過窄而發(fā)生的遺傳轉(zhuǎn)移。2小麥育種的一般原則和一般原則2.1小麥品種的類型和遺傳特性根據(jù)小麥種子遺傳物質(zhì)的純合性可以將小麥品種分為純合品種、雜合品種和混和品種三類。2.1.1選育抗菌種的方法,選擇適合不同品種純合品種包括家系品種和多系品種的各個(gè)系。家系品種是當(dāng)前小麥品種的主要類型。多系品種是由遺傳背景基本相同,而各系攜帶對(duì)一種或幾種病害的不同抗性基因的近等基因系混和而成。多系品種的各個(gè)系的個(gè)體之間遺傳基礎(chǔ)是一致的純合體,多個(gè)系混和則屬混和品種。2.1.2小麥種子的雜種優(yōu)勢(shì)小麥雜合品種主要是純合親本品種(系)的雜交F1代種子,目的是利用小麥的雜種優(yōu)勢(shì)。雜交F1代雜合品種個(gè)體間的遺傳基礎(chǔ)是一致的,但利用F2代種子的則成為混和品種。2.1.3混合品種和混合品種是以不同的遺傳基礎(chǔ)上混合種子和生產(chǎn)的品種，個(gè)體之間的遺傳基礎(chǔ)不同2.2小麥種子繁育的一般原則小麥純系品種是小麥生產(chǎn)的主導(dǎo)類型,也是雜種品種和混和品種的基礎(chǔ)。純系小麥種子繁育是任何小麥品種類型種子繁育的基礎(chǔ)。小麥品種是一個(gè)大群體,小麥基因組有數(shù)萬個(gè)控制不同性狀的基因位點(diǎn),要在有限的時(shí)間內(nèi)使每個(gè)基因位點(diǎn)完全純合是不可能的。可見,在小麥新品種通過審定進(jìn)入生產(chǎn)時(shí),品種群體的個(gè)體間仍存在遺傳差異,有繼續(xù)選擇提高的需要。根據(jù)小麥遺傳和純系小麥品種特征,小麥種子繁育應(yīng)遵循的一般原則有:(1)保持種性,是種子繁育的基本準(zhǔn)則,經(jīng)過繁育的種子要保持小麥品種審定時(shí)的特征。(2)選擇提高,小麥品種繁育是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程,由于存在遺傳背景的少量差異、基因突變、異交等原因,在種子繁育過程的育種家種子生產(chǎn)中應(yīng)充分利用時(shí)間和地域優(yōu)勢(shì)、持續(xù)對(duì)品種的農(nóng)藝性狀、抗病性、抗逆性等進(jìn)行選擇提高,變被動(dòng)種子繁育為主動(dòng)種子繁育,使育種家種子每一輪用于原原種生產(chǎn)的育種家種子都有一定的遺傳提高,如同新品種更新。(3)確保純度,原原種以后世代的種子生產(chǎn)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵是保證純度。(4)限代繁殖,根據(jù)種子需求確定繁殖系數(shù)和代數(shù),可以用原種或良種進(jìn)行小麥生產(chǎn)。2.3小麥育種的一般方法依據(jù)純系品種種子生產(chǎn)的原則,形成一個(gè)通用的種子繁育程序(圖1),在純系種子繁殖基礎(chǔ)上,根據(jù)不同類型種子特征生產(chǎn)其他類型種子。2.3.1穗行實(shí)行混收種苗方式穗行圃穗行圃原原種原種良種大田生產(chǎn)圖1純系小麥品種種子繁育通用程序生產(chǎn)上有推廣價(jià)值的小麥品種進(jìn)行提純、保純、選優(yōu)、復(fù)壯、提高質(zhì)量、延長品種使用年限,提高大田用種純度,充分發(fā)揮品種的增產(chǎn)潛力。育種家種子是種子繁殖的唯一種源。育種家種子的生產(chǎn)程序:從育種家種子或選種田,根據(jù)該品種的特征特性,選擇該品種的典型穗,一般每667m2選1200穗,經(jīng)室內(nèi)脫?？挤N后,淘汰劣穗,保留800~1000穗,種成穗行圃。穗行圃一般按行長2m、走道0.5m、行距0.25m種植。要適時(shí)播種,并按高產(chǎn)田的水肥標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行管理。經(jīng)苗期、抽穗期和成熟前3次檢查,標(biāo)記變異行,并提前收割變異行,在當(dāng)選行中選擇下年的單穗。當(dāng)選行混收,用于下年種植原原種圃。要點(diǎn)是:第一、單株選擇,在小麥成熟前,選擇具有本品種特征特性,生長整齊一致、穗大粒多、籽粒飽滿、無病蟲害的優(yōu)良單株,單收、單脫、單貯、單種,種植穗行圃;第二、分系比較,對(duì)表現(xiàn)優(yōu)良的穗行按行單收、單脫、單貯、種植穗行圃,并對(duì)各株系田間長勢(shì)和豐產(chǎn)性能、抗逆性能等綜合性狀進(jìn)行分析比較;第三、優(yōu)系合并,選擇生長旺盛、抗逆性強(qiáng)、產(chǎn)量高的優(yōu)良株系分圃單收,混脫種植原原種田。育種家種子標(biāo)準(zhǔn):其種性最好,純度最高,是由育種家直接生產(chǎn)、保純和控制,能代表該品種純系后代的原始種子,具有該品種典型性,遺傳性穩(wěn)定,品種主要農(nóng)藝性狀的純度應(yīng)達(dá)到或接近100%,產(chǎn)量及其它主要性狀符合或超越確定推廣時(shí)的原有水平。2.3.2種子原種種原原種的生產(chǎn)程序:原原種圃采用稀播擴(kuò)繁技術(shù),667m2播量1.5~2.5kg,基本苗3萬~5萬,采用行距0.3m,應(yīng)盡量用氣吸式點(diǎn)播機(jī)單粒點(diǎn)播。栽培上做到多施有機(jī)肥、配方施肥、適時(shí)播種、足摘下種、化除與中耕相結(jié)合消滅田間雜草,越冬和拔節(jié)期兩次追肥,并搞好病蟲害綜合防治。抽穗后認(rèn)真檢查,拔除雜株。收割曬揚(yáng)中嚴(yán)格防雜,確保純度。原原種標(biāo)準(zhǔn):具有該品種的典型性,遺傳性穩(wěn)定,比育種家種子高一個(gè)世代,產(chǎn)量及其它性狀與育種家種子基本相同。純度≥99.9%,凈度≥99.0%,發(fā)芽率≥85.0%,水分≤13%(參照國家糧食作物種子標(biāo)準(zhǔn)GB4404.1-1996)。2.3.3雜株的化學(xué)防雜保純?cè)N的生產(chǎn)程序:將原原種進(jìn)行稀播擴(kuò)繁,種成原種圃,原種圃的主要技術(shù)要點(diǎn)是以保純?yōu)橹攸c(diǎn),以擴(kuò)大種量為主要目的,要精細(xì)整地,配方施肥,適時(shí)早播,稀播勻播,病蟲草害綜合防治。一般每667m2播量4~5kg,基本苗8萬~10萬,抽穗后檢查,拔除雜株,收獲時(shí)按專機(jī)收割、專場(chǎng)揚(yáng)曬、專庫保存的要求進(jìn)行防雜保純工作,種子需求緊迫、市場(chǎng)行情看好時(shí),即可以原種供應(yīng)市場(chǎng),也可供應(yīng)原種場(chǎng)進(jìn)一步擴(kuò)繁,生產(chǎn)大田用種。原種標(biāo)準(zhǔn):是由原原種繁殖的第一代種子,遺傳性狀與原原種基本相同,產(chǎn)量及其它主要經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)僅次于原原種。原種的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是純度≥99.8%,凈度≥98.0%,發(fā)芽率≥85.0%,水分≤13%。2.3.4基本苗的收獲、貯藏和貯藏(1)良種生產(chǎn)的目的是:將原種擴(kuò)繁,為大田生產(chǎn)提供種子。(2)良種的生產(chǎn)程序:將原種進(jìn)行擴(kuò)繁,一般每667m2播量5kg,基本苗10萬株,抽穗后檢查,拔除雜株,收獲時(shí)按專機(jī)收割、專場(chǎng)揚(yáng)曬。要求做好防雜保純工作。(3)良種標(biāo)準(zhǔn):是由原種繁殖的第一代種子,遺傳性狀與原種基本相同,產(chǎn)量及其他各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)僅次于原種,種子供應(yīng)大田生產(chǎn)。種子種到農(nóng)田里,就不允許再回到種子生產(chǎn)流程內(nèi)。純度≥99.0%,凈度≥98.0%,發(fā)芽率≥85.0%,水分≤13%。3動(dòng)