張俊靈 閆金龍 馮麗云

摘要 圍繞優質節水高產廣適這一育種目標,廣泛收集具有特異性狀的種質材料,利用DA7200品質測定儀對種質材料進行品質檢測,確定豐產性好、品質突出、抗逆性好的材料作為中心親本,依據親本特點制定多種組配模式并進行廣泛雜交,后代選育采用水旱交叉選育法,出圃品系進行水、旱地同時鑒定等方法,育成了小麥新品種長6794。該品種優質專用、節水高產、抗病性好、穗大粒大、適應性好,是近年來北部冬麥區水地難得的優質強筋節水高產品種。
關鍵詞 優質;節水;高產;小麥新品種;長6794;選育
中圖分類號 S512.1文獻標識碼 A
文章編號 0517-6611(2019)10-0038-03
Abstract Focusing on the breeding goal of high quality, water saving and high yield, germplasm materials with specific traits were collected. The quality of these collected germplasm materials was tested with the quality detector (DA7200), and the materials with high yield, outstanding quality and good resistance were selected as the central parents. Based on the characteristics of the parents, a variety of matching modes were developed and the parents were widely hybridized. Breeding the new wheat variety named Chang 6794 by means of selection of progeny by crossbreeding in irrigated field and dry field and identification of the sputum line in water and dry land. This variety has the advantages of high water saving, good disease resistance, big spike grain and good adaptability. And it is a rare breed with quality gluten, water saving, high yield and disease resistance in northern winter wheat fields in recent years.
Key words High quality;Water saving;High yield;New wheat variety;Chang 6794;Breeding
長期以來,我國小麥育種只重視產量高低而忽視了品種的品質和抗逆性的選擇。2000年以來,通過政府的引導和小麥育種家的努力,審定品種的品質有所改善[1]。但在國家北部冬麥區(包括水地組和旱地組),通過審定的28個品種多為中筋品種(僅有1個強筋品種和4個中強筋品種)[2],因此北部冬麥區主要種植的小麥品種中缺少專用品質加工的品種,生產與加工部門迫切需要大量適合專用品質加工的小麥品種。另一方面,北部水地小麥品種產量逐年提高,生產上的條銹病、白粉病常有發生。據此我們擬定的育種目標是:產量潛力在9 000 kg/hm2以上,單產水平在7 500 kg/hm2左右,品質優良、抗逆性好、節水性強、穩產適應性廣。長6794就是按照該育種目標選育的一個集優質強筋、節水高產、綜合抗性好、穩產廣適于一體的小麥新品種。該品種于2015—2017年參加了國家北部冬麥區水地區試和生產試驗,2018年5月通過國家審定(審定編號為國審麥20180071),并已申請國家植物新品種保護。
1 材料與方法
1.1 供試材料
供試材料包括長6794及其親本,以及參加國家北部冬麥區水地區試和生產試驗資料。
1.2 選育方法和選育經過
1.2.1 對親本材料進行鑒選和品質測定,圍繞育種目標確定中心親本。
在原有種質材料的基礎上,2004年從中國農大、北京市農林科學院、中國農科院、北京雜交小麥工程技術研究中心、洛陽農科院、河南農科院、山西省農科院棉花所等育種單位收集種質材料共191份,田間共種植親本材料1 094份。
2005年利用DA7200品質分析儀對種質材料進行品質測定,從中篩選出穩定時間大于9 min的材料,而后在田間再選擇綜合農藝性狀好、豐產性突出、抗病性強的材料,從中選擇確定中優9507、北農38、北農67、京冬18、京單 99-92、京農CR188、京農CR298、京農CR107、輪選201、輪選981、PJ13、PJ20、農大3659、農大5084、濟麥20、洛旱6號、矮抗58、煙農19、煙農22、運旱20410、臨優145、陜優225、長6452、長6359等優質或豐產品種(系)作為雜交組配的中心親本。
1.2.2 依據親本特點制定多種組配模式,通過廣泛雜交實現目標性狀的有效組合。
依據親本的抗旱性、節水性、豐產性、抗病性、品質特性等進行分類,制定“優質豐產/抗病豐產”“抗病豐產/抗旱節水”“抗旱節水/優質豐產”“抗病豐產/優質豐產”“抗旱節水/抗病豐產”“優質豐產/抗旱節水”等多種組配模式,2005年共配制各種模式的雜交組合880個,為育種目標性狀的有效組合創造了豐富的物質基礎。
在這880個組合中,京農CR188/長6452的組配模式為“優質豐產/抗病豐產”。母本京農CR188是2004年從北京市農林科學院原始材料圃中引進的行號為188的品種,該品種田間表現多穗、豐產、株高適中、株葉型結構好,室內品質測定穩定時間9.5 min,是一個多穗豐產優質材料,其缺點是抗病性一般;父本長6452是山西省農科院谷子所自育的節水、抗病、灌漿快、落黃好的大粒豐產品種(晉審麥2005007),當時正在參加山西省中部水地生產試驗,其缺點是在水地種植株較高,在灌水較多的情況下由于抗倒性較差因而豐產潛力受到一定影響。雜交組配后結合了雙親優良特性,改良了雙親的不足,使優質、豐產、抗病等基因累加,實現了目標性狀的有效組合。
1.2.3 雜交后代選育采用水旱交叉選育法,為目標性狀選擇創造不同生態環境。
后代選育沿用該研究室創新的水旱交叉選育法[3-6]:F1代置于水地,使組合的雜種優勢得以充分表達。F2代置于水地,保證強分離世代各種基因型遺傳特性的充分表達和選育。F2代和以后各世代入選單株采用田間選擇和室內鑒定相結合的辦法,田間著重對單株的株葉型結構、結實性、熟相、抗逆性等綜合農藝性狀進行選擇,室內著重考察單株莖稈的堅實度、籽粒商品性,經室內、外綜合評鑒篩選后,入選單株分別置于水、旱地2種生態環境條件下同時或交叉選育。
京農CR188/長6452組合F1代表現株高適中、穗子大、落黃好、株葉型結構好。F2代按育種目標和農藝性狀選擇了8個優良單株,對單株和籽粒綜合評鑒后,有5個單株入選。F3到F5代每年有多個單株入選,經水、旱地交叉選育于2011年F6代穩定出圃12個品系(11-6780、11-6786、11-6788、11-6790、11-6792、11-6794、11-6938、11-6940、11-6950、11-6952、11-6954、11-6956)。2012年度對穩定出圃的12個品系在水地和旱地2種條件下進行了鑒定,從中篩選出11-6790、11-6792、11-6794共3個節水品系參加2013年度的水地品比試驗,篩選出11-6938、11-6950、11-6954抗旱品系參加旱地品比試驗。2014年度11-6794進行了異地多點的豐產性和適應性試驗,2015年度定名為長6794參加國家北部水地組區試(選育程序見圖1)。
1.2.4 穩定品系在水、旱2種條件下同時鑒定為綜合評鑒新品系創造不同生態和生產條件。
對新出圃的穩定系在水、旱地兩種條件下同時進行鑒定篩選:水地鑒定試驗重點考察參試品系的節水性、抗病性、抗倒性和豐產潛力;旱地鑒定試驗著重對參試品系的抗旱性、抗凍性和豐產性進行鑒定評價。2012年度(豐水年)11-6794參加了水地和旱地鑒定試驗:水地鑒定試驗在冬澆1水的情況下平均產量達9 084 kg/hm2,比相鄰對照長4738增產13.9%,具有較大的豐產潛力。旱地鑒定試驗平均產量8 137.5 kg/hm2,比對照長6878增產8.7%,抗旱節水性突出。田間表現抗冬凍和春凍、抗條銹和白粉、抗倒性好。根據試驗結果確定11-6794為一個節水型高產品種。2013年度參加水地品比試驗(嚴重干旱年),在澆2水(冬前和灌漿期各澆1水)的情況下,平均產量8 298 kg/hm2,比對照長4738增產10.9%,居第1位。
2 結果與分析
2.1 主要特征特性
長6794為冬性品種,全生育期252 d,比對照中麥175晚熟1 d。幼苗半匍匐,芽鞘綠色。分蘗力中等,分蘗成穗率高。株型半緊湊,株高適中(80 cm左右),株葉型結構好。穗層整齊,稈質彈性好,較抗倒伏。葉片綠色,莖葉無蠟質,熟相好。穗紡錘形,長芒、白殼。籽粒紅色、角質、飽滿。區試平均有效穗數577.8萬/hm2、穗粒數35.9粒、千粒重41.3 g。
2.2 品質特性
2015年度農業部谷物品質監督檢驗測試中心(北京)對區試多點籽粒混樣品質檢測結果為:硬度指數63,容重792 g/L,蛋白質含量(干基)14.86%,濕面筋含量30.8%,沉降值31.9 mL,吸水率57.9%,面團穩定時間9.4 min,拉伸面積58 cm2,延伸性146 mm,最大抗延阻力282 E.U。2016年度檢測結果為:容重808 g/L,蛋白質含量(干基)13.68%,濕面筋含量28.2%,面團穩定時間9.4 min。兩年均達優質強筋麥標準。2018年經農業農村部谷物及制品質量監督檢驗測試中心(哈爾濱)對其食品加工品質進行測定,面包總評分81.3,面條總評分85.5,餃子品質評分84.0。
2.3 綜合抗性
中國農科院植保所對國家北部冬麥區參試品種抗病性接種鑒定結果顯示,長6974在2015年度表現中抗條銹病,高感葉銹病,中抗白粉病;2016年度表現中抗條銹病,慢葉銹病,中感白粉。長6974對條銹病、葉銹病和白粉病均有一定的抗性。
北京市延慶種子管理站對國家北部冬麥區參試品種抗寒性鑒定結果顯示,2015年度長6974越冬死莖率為14.0%,2016年度越冬死莖率為15.2%,抗寒性較好。
2.4 豐產穩產性
2015、2016年連續2年參加國家北部冬麥區水地組區試,2年平均產量7 957.05 kg/hm2,比對照平均增產1.9%;2015年度平均產量7 847.25 kg/hm2,比對照中麥175增產0.4%,增產及減產不顯著點率67.0%;2016年度平均產量8 066.85 kg/hm2,比對照中麥175增產3.4%,增產及減產不顯著點率90.9%。2017年度參加該區組生產試驗,平均產量8 043.6 kg/hm2,比對照中麥175增產6.4%,比對照增產≥2%的試驗點比例為83.3%。2018年在長治郊區王村示范2.8 hm2,在春澆1水的生產條件下,平均產量達7 985 kg/hm2。
2.5 節水性
2017年中國農科院在河北景縣對山西、河南、河北等6家科研單位提供的15個品種進行了抗旱節水試驗(前茬玉米)。長6794在春澆2水處理下平均產量為7 666.7 kg/hm2,居第3位;水分利用效率為15.6 kg/mm,居第2位,說明長6794具有較好的節水特性。
2.6? 適應性
國家北部冬麥區水地區試橫跨山西、河北、北京、天津等省、市區,試點間氣候和生產特點差異很大,長6794在區試和生產試驗中不但每年的平均產量均達7 800 kg/hm2,而且每年的品質測定結果均達優質強筋麥標準,說明長6794在不同年份不同試點的產量和品質較穩定,具有較好的適應性。
3 結論與討論
3.1 優異種質資源的收集、鑒定和利用是目標性狀基因有效組合的物質基礎
近年來我國小麥育種發展迅速,審定品種數量逐年增多,但遺傳多樣性卻呈下降趨勢[1],這與育種單位集中使用某些骨干親本有關。作物的種質資源是作物育種的物質基礎,作物育種的進展和突破都與所需要的種質資源的發現、開拓及正確利用有關[7]。要想在小麥育種上有所突破,必須從源頭做好工作,即在親本的選擇利用和創新上,做好種質材料的收集、鑒定和利用,優質品種的選育更要注重優質材料的收集、鑒定和利用。
3.2 根據育種目標確定中心親本和組配模式是目標性狀基因得以組合的有效方法
長6794的選育實踐表明,如何合理利用已有的種質資源是品種選育的一個重要環節[8]。該研究在種質材料收集、鑒定的基礎上,按照育種目標確定中心親本,依據親本特點和性狀互補原則制定多種組配模式,使優質、節水、豐產、廣適等目標性狀基因得以有效組合。
3.3 水旱交叉選育法是實現生態育種的有效方法
水旱交叉選育法使雜種基因型在自然和人為創造的不同生態環境條件下同時或交替選育,創造了育種環境條件的多樣化,使雜種基因型的各種性狀在不同生態環境條件下得以充分表達和選育,為不同生態類型小麥品種的選育創造了條件。采用水旱交叉選育法,育成了晉麥63號、長6878、長6359、長4738、長6990、長6794等14個適應不同生態區(國家北部和黃淮冬麥區)和不同生產條件(旱地和水地)種植的小麥新品種。長6794的育成再一次證明水旱交叉選育法是實現生態育種的有效方法。
3.4 長6794優質節水高產抗病,具有較強的市場競爭力和推廣應用前景
長6794的品質指標達優質強筋麥標準,其大面積推廣應用可提高我國北部冬麥區小麥生產和食品加工的效益。長6794是典型的節水、豐產、抗病品種,水分利用率高、抗病性好,大面積推廣應用將會有效節約用水和用藥,提高水資源利用率,減少生產成本,保護生態環境,促進農業生產持續高效發展。總之,長6794優質專用、節水高產、抗病性好、穗大粒大、田間展示效果好、適應性好,是近年來北部冬麥區水地難得的優質強筋節水高產品種,有較強的市場競爭力,其推廣應用前景廣闊。
參考文獻
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