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      商業(yè)育種只需要兩個雜種優(yōu)勢群

      2014-05-18 10:59:50張世煌中國農(nóng)科院作物科學研究所研究員國家玉米產(chǎn)業(yè)技術體系首席科學家
      種子科技 2014年7期
      關鍵詞:配合力雜種優(yōu)勢自交系

      ◇張世煌(中國農(nóng)科院作物科學研究所研究員、國家玉米產(chǎn)業(yè)技術體系首席科學家)

      商業(yè)育種只需要兩個雜種優(yōu)勢群

      ◇張世煌(中國農(nóng)科院作物科學研究所研究員、國家玉米產(chǎn)業(yè)技術體系首席科學家)

      商業(yè)育種只需要兩個雜種優(yōu)勢群(或兩個雜種優(yōu)勢列),多了便會混亂,便沒辦法管理商業(yè)育種,效率會很低。當所謂的雜種優(yōu)勢群很多時,也就沒有雜種優(yōu)勢群和模式了,只能搞經(jīng)驗育種,而做不成流水線式的商業(yè)育種。本文從育種角度討論相關問題,簡明扼要地介紹我國育種者的研究成果,重點介紹平時不多見的國外研究數(shù)據(jù)和信息。

      圖①是我國育種實驗室對187份自交系的聚類圖,這是基于SSR分子標記遺傳距離和對數(shù)據(jù)中心化處理后聚類的結果。從圖中可以看出,中國玉米自交系分成6個亞群,歸納為A和B兩個雜種優(yōu)勢群。

      按照同樣的分析方法,下面給出375份玉米自交系的分子標記聚類圖(見圖②),結果與上面一樣,分析結果依然是6個亞群和A、B兩個大群。

      圖③是根據(jù)分子標記遺傳距離對中國玉米自交系聚類后的投射圖。6個雜種優(yōu)勢亞群分別是SS、PA、旅大紅骨(A群)及Lancaster、PB和四平頭(B群)。兩個雜種優(yōu)勢群的聚類結果和育種家的經(jīng)驗吻合,與特殊配合力的規(guī)律相一致。

      這個結果還可以用另一種方式表達。圖④是基于分子標記的遺傳結構分析,結果也是劃分成6個亞群和兩個大的雜種優(yōu)勢群。從圖中可以看出種質類群之間的相互滲透,但作為A和B兩個雜種優(yōu)勢群,則基本肯定和有效。

      現(xiàn)在看一看美國的情況。這是從先鋒公司Duvick的文章中截取的一張圖(見圖⑤)。左下方灰色方塊是劃分雜種優(yōu)勢群以前的自交系分布,很像中國現(xiàn)在的情況,沒有明確的雜種優(yōu)勢群,但經(jīng)過對種質的連續(xù)改良,現(xiàn)在已經(jīng)明確地推進兩個雜種優(yōu)勢群,分別是SS和NSS群。德國人研究美國玉米帶自交系也得到同樣結果。

      圖⑥表示對美國玉米自交系逐年循環(huán)改良的后果。一直到1976年,美國玉米自交系還沒有推開兩個雜種優(yōu)勢群,到20世紀90年代才初步形成兩個雜種優(yōu)勢群的輪廓。后來這些美國種質不斷地向兩邊推開,距離越來越遠,使得育種材料的水平越來越高,當然,育種效率也越來越高。

      在李競雄先生指導下,我國從20世紀80年代中期開始研究雜種優(yōu)勢群,可惜后來個別專家、教授和權威人士不認同雜種優(yōu)勢群,更否認雜種優(yōu)勢模式的存在。于是有人跟風,他們不直接反對雜種優(yōu)勢群和模式,而是用許許多多雜種優(yōu)勢群來否定兩個雜種優(yōu)勢群的理論,其歷史意義就在于阻礙了玉米育種理論和技術進步。至今還有人堅持多群論,他們看不透種質演進其實是等位基因頻率在變化。有人聲稱育種理論一兩百年沒有變化,所以不需要研究理論;既然幾百年不變,也就不贊成劃分兩個雜種優(yōu)勢群。

      這些事例說明玉米育種必須向兩邊推開。這是育種材料群體內等位基因積累的過程,而向兩邊推開的核心是配合力。對玉米育種而言,選育自交系必須以一般配合力為核心,所以要作早代測驗,根據(jù)GCA選擇和淘汰早代家系,到了高代再尋找特殊配合力就相對簡單了。

      考慮到美國商業(yè)育種的循環(huán)周期非常短,美國改良Mo17和B73種質已經(jīng)18或19輪,而我國育種者改良四平頭種質不超過4輪。這就是差距,找到原因后要彌補差距。這是商業(yè)育種不同于科研院所慢騰騰育種的差別所在,需要引起企業(yè)育種者關注。你們不是科研機構,而是企業(yè);你們不是育種家,而是相當于工程師的商業(yè)育種者。所以,你們要采取不同的育種思路和技術路線。

      先鋒公司的玉米自交系經(jīng)過指紋分析以后的聚類結果,已經(jīng)從過去的5群到3群,現(xiàn)在明顯地分成兩大類群,這是不容置疑的。盡管省略了許許多多的試驗數(shù)據(jù)和文獻證據(jù),包括省略了田間配合力和群體配合力分析與分子檢驗證據(jù),但講到這個程度,后面的事情就不用細說了。

      (感謝馬東輝、徐云碧、謝傳曉、田清震博士和先鋒公司提供信息和圖片)

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