小麥品種煙農23號的選育與育種思路、策略分析

張善勇　于經川　劉兆曄　辛慶國

摘 要：為提高育種預見性和選擇效率，對高產穩產小麥新品種煙農23號的育種設計思路與選育策略進行了探討。認為：正確的育種計劃與選育思路是育種工作者擺脫盲目性、提高科學性的有效途徑。在雜交方式上，采用復式階梯雜交，實現優良基因的轉移、互補、重組、積累，逐漸優化性狀組合；選育策略上采用多組合小群體篩選組合與少組合大群體選育品種相結合，重點組合重點選擇；在雜種后代處理上采用以穗代株選擇法，較好地綜合了系譜法和混合法的優點，增強了選擇性和目標性，提高了育種成效；在高代品系鑒定上，創造育種環境的多樣化，使育成品種的主要目標性狀得到全面鑒評，有利于選育出豐產性、穩產性、多抗性和廣適性結合較好的基因型，達到以空間爭取時間的目的。

關鍵詞：小麥；煙農23號；育種設計思路；選育策略

中圖分類號：S5121+10.35 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2012）11-0022-04

煙農23號是煙臺市農業科學研究院1991年以自創的優異基因復合體煙1061做母本，以魯麥14做父本雜交選育而成的高產穩產小麥品種，先后被確定為山東省優質專用小麥主導品種、小麥良種補貼品種、高產創建主推品種、膠東地區中高肥水地塊首選品種和青島市21萬公頃小麥“四高一改”超高產栽培技術示范與推廣品種。為提高今后育種的預見性和選擇效率，特就煙農23號的育種設計思路與選育策略進行探討總結，以供借鑒。

1 依據當地自然特點和生產條件設計育種總體思路 正確的育種計劃與選育思路，是育種工作者逐步擺脫盲目性、提高科學性的有效途徑。山東地域廣闊，生態、地理條件差異較大。冬春分蘗期長，有利于爭取單位面積穗數。穗分化和小花分化時間較灌漿期長，單位面積粒數是高產、穩產的關鍵因素。灌漿期光照充足，籽粒灌漿速度較快，但灌漿期較短，粒重不穩定[1]。冬春易發生寒害，后期常有白粉、銹病、蚜蟲等多種病蟲害和干熱風脅迫等許多不利自然因素，不僅嚴重影響小麥生產，而且提高了小麥生產成本。高產麥田生長量大，易倒伏；中、低產麥田常因肥水條件制約，引起產量大幅度波動，致使小麥品種產量高而不穩或穩而不高。在株型結構上要求具有相對較多的分蘗力和成穗數以及較寬的環境適應性（包括對生物和非生物脅迫的耐受性）。根據山東麥區的地理位置、生態條件、生產水平等一系列綜合因素，構思設計了煙農23號選育的總體思路。

11 廣泛的生態適應性

冬性、半冬性或偏冬性，對光溫反應不敏感，播期彈性大，對外界環境有較強的緩沖作用。品種本身各生育階段的優勢均能得以發揮，實現光合產物形成、分配、貯存和利用的互補效應。

12 產量因素均衡協調互補，具有較廣的地力適應性

個體群體協調發育，分蘗力強，繁茂性好，成穗率高，莖蘗趨于同步生長，能形成穩定的冬前群體，有效穗數多而穩定。對產量構成三因素統籌兼顧，使其達到更加合理的配置，以其協調發展而獲得較高的綜合優勢，使其能較好地隨環境和肥水條件的變化而增減互補。在高肥水和中肥水條件下均能獲得較為理想的產量，對環境變異具有較好的產量穩定性。

13 動態變化的株葉型

要求半矮稈，株高75～85 cm，基部莖壁厚，莖稈堅韌，葉片上挺，根系發達，有較高的生物學產量和收獲指數。株型抽穗時緊湊、灌漿后期松散。葉水平角隨灌漿進程逐漸加大，小麥功能葉在整個生育時期均能充分截取和利用陽光，葉功能期和根系活力保持時間長，光合面積大，光合效率高。

14 具有綜合抗逆性

育成品種要有全生育期不同程度的多種抗逆應變能力，具有較強的抗凍耐寒能力、抗倒伏能力、抗干熱風能力和對多種流行性病害（條銹、葉繡、白粉、葉枯、赤霉病等） 的綜合抗（耐）性，能夠抵御各種自然脅迫和生物脅迫，減少產量損失。

15 與當地生態條件和生產發展水平有高度的協調適應性

要求品種生長發育相對協調，前期營養生長穩健，壯而不旺，中期生殖生長快，抽穗揚花早，灌漿期長，后期灌漿速度快，成熟中等。能夠經濟有效地利用光、溫、水、肥等資源，植株養分轉化效率高，實現高產低耗。

2 利用復式階梯雜交方式，提高育種成效

育種實踐表明，正確選擇親本和組配雜交組合是選育優良品種的基礎和關鍵。采用合理的雜交方式是關系到雜交育種成敗的最重要工序。組配不當，以后一系列的育種工作都將徒勞無功。從理論上講復交遺傳基礎豐富，能提供較多的變異類型，將多個親本的優良性狀集于一體是完全可能的。但實踐起來比較困難：其一是這種概率非常小，尤其在育種規模較小的情況下優良基因極易丟失；其二是對親本的目標（有利）性狀往往看得較多，非目標性狀注意得較少，對遺傳多樣性的負面效應有所低估，因為只要有一個不良性狀，這個品種就可能無法在生產上應用。單交組合的針對性強，穩定快，易見成效。每個雜交組合只需做1～2個穗子，工作量小，可以擴大組合數量。不但簡單易行，而且育種時間短，雜種后代群體的規模也相對較小，改良的目標非常明確，易使優良基因累加，目標性狀互補集成。因此當兩個親本的性狀基本符合育種目標且優缺點可以互補時，最好采用單交方式[2、3]。林作揖等[4]也認為選育小麥品種主要靠單交方式。煙農23號就是根據遺傳理論和育種實踐經驗，選擇具有優良性狀的親本材料，利用復式階梯雜交（兩個以上階梯雜交）方法進行系統組配，通過組配—選擇—創新，再組配—再選擇—再創新的循序過程，實現優良基因的轉移、互補、重組、積累，擴大雜種后代的遺傳基礎，逐漸優化性狀組合，較好地實現了遺傳異質性與品種豐產性、穩產性的統一。

3 多組合小群體篩選組合與少組合大群體選育品種相結合 新品種是將具有目標性狀的遺傳材料通過雜交，促使基因分離重組選擇而成。育種目標確定之后，采用正確的選擇方法，可收到事半功倍的效果。國內外學者多主張多組合大群體以增加選擇概率，但在一定的育種規模下，多組合大群體難以兼得。這個矛盾突出反映在F2代。米澤勝衛等認為增加組合數目比增加組合內群體更重要。寧錕等[5]則認為，雜種后代的處理關鍵在于篩選出優良組合。

“多組合、小群體”的概念早已被提出過[6]，但探索應用的報道卻很少?！岸嘟M合、小群體”是指在常規育種中雜交組合數目多、低世代群體小（F2代組合群體可少到200株），低世代重點篩選、淘汰組合的育種方法。如果試驗地總規模不變，那么就可以用減小群體的代價換取較多的組合數，如果組合數不變，那么試驗地總規模就可以減小?！靶∪后w”和傳統的“大群體”觀點是相對的，也是相悖的?！按笕后w”要求F2代組合群體不少于1 000株[7，8]。但在“組合”與“群體”關系的處理上，“組合”應為主要矛盾。理由如下：第一，常規育種多為品種間雜交育種，品種間雜交，組合間變異大于組合內變異。第二，因F2代群體是隨機的，根據統計學和遺傳學分析，當親本遺傳背景差異不大時，適當增減選擇壓力，同一組合隨機大群體和隨機小群體在選擇效果上無本質差異[9]。第三，多年育種實踐證明，優良組合中出現優良品系的概率遠遠大于眾多一般組合中出現優良品系的概率。第四，同一生態類型品種群內主要生態性狀的遺傳基礎大致相似，目前常規育種選配組合的親本大多是同一生態類群，品種間雜交的后代分離狀況遠沒有種間或屬間雜交后代的分離復雜。

“多組合、小群體”的意義在于抓住了“組合”這個主要矛盾，在“多組合”的條件下低世代大量淘汰劣質組合，有更多的機會獲得好組合，把精力主要用在優良組合的選擇上，從而獲得好品系，增強了選育效果。同時，在各組合總群體不變的情況下，可獲得比“大群體、少組合”更多的遺傳變異，從而有更多的機會獲得優良的變異類型。大大減少了田間和室內工作量，而且“小群體”省地、省工，提高了育種工作效率和選擇效率。同時，把每組合F2代未種完的種子全部保留，對F2代表現好的組合，下年度擴大群體（1 000株以上）繼續種植，以彌補小群體變異類型的不足。

在煙農23號的選育過程中，課題組都是按“多組合、小群體”處理早期世代的。處理的F2群體只有200～300株（相應地，雜交的穗數和F1代的群體都可減少，單交組合雜交1個穗子，F1代5株以上即可），而重點則是圍繞育種目標多配組合和在較多組合條件下選擇組合。F2代，根據各時期性狀的綜合表現，目標性狀表現突出甚至超親、分離類型多、長勢繁茂且綜合性狀表現好的重點組合多選，一般組合少選， 劣質組合不選。這樣可以有更多的時間詳細觀察符合育種目標組合的分離情況及個體間的微小差別，重點組合重點選擇。中選的重點組合采用少組合大群體選育策略，F3代以后加大種植群體和選擇力度，田間對長勢、長相、株高、穗長、葉形、熟相、生育期、抗倒抗病抗逆性進行選擇，室內對穗粒數、千粒重、飽滿度、角質率、均勻度等進行篩選，收到了良好的效果。

4 采用以穗代株選擇法，較好地綜合了系譜法和混合法的優點 以穗代株選擇法是在主要分離世代以單穗選擇代替單株選擇，并按組合將中選單穗種成穗行的后代處理方法，它較好地綜合了系譜法和混合選擇法[7，8]的長處。F2代灌漿初期初選，按常規選擇標準選株，但不進行單株情況記錄和套牌，每株只用油漆標記一穗，盡量保留較多株穗類型，表現優良的類型，可提高標記頻率。適當調節選擇壓，分離類型多、表現好的組合多選，否則少選，每組合選30～50穗。灌漿后期復選，摘除后期感病、灌漿不良、葉片早衰等選穗。成熟時按組合收獲中選單穗。F3代以后仔細觀察比較穗行間的差異，選出優良的穗行，在中選的穗行內繼續選擇單穗，表現一般的穗行選1穗，表現特別優異的穗行選2～3穗。F4或F5表現突出、整齊一致的穗行混收參加品系鑒定試驗。以穗代株選擇法與系譜法和集團混合法相比，主要有以下優點：

41 簡便易行，實用高效

此法在主要分離世代全部按組合穗行種植和按組合收獲所選單穗，程序簡要，田間操作、脫粒、烘曬和室內考種等十分簡便，分離世代占地面積較小，省工省時，易于處理較多的組合。

42 有機會保留更多的變異類型和高產個體

高產是育種的最重要目標。產量等多基因控制的性狀，在早代遺傳力極低，定向選擇是無效的。F2代入選個體是后繼世代選擇的基礎，以穗代株選擇法F2代可保留較多的變異類型和個體，這為保留更多的高產個體奠定了基礎，有利于獲得豐產性和綜合性狀優良的品系。

43 選擇性、目標性強，不易丟失優良基因

以穗代株選擇法帶有單株選擇的實質，既具有系譜法的長處，能及時淘汰不良類型和按預定目標對質量性狀和遺傳力高的數量性狀定向選擇，純合較快（ F4、F5代大多數組合便可基本穩定），育種周期不會延長，又避免了混合法自然選擇性太強、人工選擇性較弱而削弱優良經濟性狀的不足，還克服了“一粒傳”單株收種太少，因植株種子的異質性而丟失優良單株部分優良基因的缺陷。在煙農23號的選育過程中，課題組始終堅持各類優良性狀綜合協調的原則，增強了選擇性和目標性，對表現優良的類型增大選穗頻率，有效地防止了優良基因的丟失。

5 根據生態育種理論，對高代品系在不同生態條件下進行多點異地鑒定 小麥品種任何性狀的表現都是基因型與環境條件相互作用的結果。一個新育成的品種只有適應性廣，適應氣候變化的能力強，才能應用時間長、范圍廣、推廣種植面積大，年度間增產作用顯著，產量比較穩定。高產品種具備較好的穩產性，不僅能充分利用當地有利的自然生產條件，發揮最大的增產潛力，獲得最高的產量，而且對不利的生產條件和自然災害具有一定的抗性或耐性。如何把豐產基因、穩產基因、多抗基因有機巧妙地組裝在一起，是小麥育種工作者需要深入研究的問題。符合育種目標的選擇環境是目標性狀得以表達的必要條件，進一步加強異地多點鑒定，及早確定高代品系的遺傳多樣性，不斷改進和完善現有品系的鑒定和評價方法，通過多點不同環境脅迫條件進行選擇，使育成品種的主要目標性狀得到全面鑒評，不僅可以了解品系的遺傳生產潛力對各地不同生態因子反應的彈性大小以及品種的遺傳抗性對多種自然災害及病蟲害的抵抗能力和忍耐程度，而且能在一、二年內得到多年才能得到的試驗資料，起到以空間換取時間的作用。這有利于選出豐產性、穩產性、多抗性和廣適性結合較好的基因型，全面提高育成品種主要性狀的綜合優異性，是快速、有效地篩選高產、穩產品種的重要措施。

山東省生態條件復雜、氣候多變，自然災害種類多，基因型與環境的互作比較明顯，為了加速高代材料的選擇和鑒定，課題組對符合育種目標的高代品系在煙臺、萊陽、濰坊、平度蓼蘭、平度香店5個試點進行多點試驗和鑒定，以獲取各種材料在不同生態環境條件下的豐產性和穩產性，這樣對其取舍就可做出更客觀更合理的判斷，并在一年的時間內取得一個試點上多年才能獲得的信息。參 考 文 獻：

[1]吳敏楚，孫致良，王玉葉，等 廣適性冬小麥品種及其選育策略[J] 萊陽農學院學報， 1992，9（3）：189-195

[2]方 正冬小麥育種實踐54年回顧[J]小麥研究，2008，29（1）：1-11

[3]盧建祥，張榮芝，劉桂茹，等 高產、節水型冬小麥河農859的選育[J]麥類作物學報， 1998，18（3）：15-16

[4]林作揖，揭聲慧小麥育種工作40年回顧[J]河南農業科學，1997，4：3-6

[5]寧錕，王 怡 陜229小麥新品種選育及其特性研究[J]西北農業學報，1996，5（2）： 15-18

[6]菜利（匈）著， 莊巧生等譯小麥育種的理論與實踐[M]北京：農業出版社，1982，75-94

[7]西北農學院作物育種學[M]北京：農業出版社，1981，87-96

[8]吳兆蘇編小麥育種學[M]北京：農業出版社，1990，43-56

[9]唐永金，邢國風，劉碧貴，等 多粒多小穗小麥品種綿農2號的選育[J]綿陽農專學報， 1996，2：1-6 山 東 農 業 科 學 2012，44（11）：26～29