畢紅園,柴永峰,趙智勇,潘田雨
(山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所,山西運城044000)
山西地處黃土高原,是典型的干旱與半干旱地區(qū),旱地小麥種植面積占到總小麥面積的60% 以上。山西省旱地小麥生產(chǎn)十年九旱,小麥生育期的季節(jié)性干旱年年發(fā)生,干旱程度在黃淮麥區(qū)各省中是最重的,而且近年來干旱發(fā)生的頻率有逐漸加大的趨勢。干旱缺水成為山西省小麥生產(chǎn)發(fā)展的主要自然災(zāi)害和限制因子。因此,旱地小麥的抗旱耐熱將成為未來50 a的育種目標(biāo)。另外,旱地小麥生產(chǎn)還一直存在著旱、平年型產(chǎn)量不高不穩(wěn)而豐水年型高產(chǎn)倒伏的問題[1]。因此,急需增強(qiáng)旱地小麥抗旱耐熱能力和提高產(chǎn)量潛力,并協(xié)調(diào)解決高產(chǎn)、抗旱、抗青干與適度降低株高抗倒等問題[2-3]。創(chuàng)制耐旱耐熱小麥新種質(zhì)、選育抗旱節(jié)水高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的優(yōu)良小麥新品種,是抵御干旱、干熱風(fēng)及提高小麥產(chǎn)量的最經(jīng)濟(jì)有效途徑和最關(guān)鍵的技術(shù)。
干旱的氣候條件決定了山西省抗旱種質(zhì)資源的豐富多樣性,也為山西省育成優(yōu)良旱地小麥新品種和積累相關(guān)選育理論、方法及技術(shù)提供了客觀條件。運旱139-1在2017年通過山西省農(nóng)作物品種審定委員會審定(編號為晉審麥20170004),是運旱系列小麥品種之一,抗旱耐熱,后期熟相佳,較晉麥47株高降低5 cm左右,加工品質(zhì)優(yōu)良。
本文詳細(xì)介紹了運旱139-1的選育思路、選育方法、選育過程,并總結(jié)經(jīng)驗,以期為育種者提供參考。
選育出適宜山西省南部麥區(qū)旱地種植,具有抗旱、豐產(chǎn)、廣適的小麥新品種。目標(biāo)是抗旱性、廣適性與晉麥47相當(dāng),在抗倒性及品質(zhì)方面有明顯改善。
母本運旱20404為山西省審定品種運旱719原代號,主要特點是抗凍、抗旱、耐熱,后期落黃好,綜合性狀優(yōu)良。相對不足是豐水年型植株較高、抗倒性較差。父本臨抗5025為山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所選育的中間品系,其特點是株高較低,抗倒性、豐產(chǎn)性較好。雙親組配,期望在保持母本運旱20404的高成穗率和后期抗青干、抗旱的基礎(chǔ)上,降低母本株高,并結(jié)合父本抗倒伏、廣適的特性。
采取常規(guī)雜交和以選穗為主的系統(tǒng)選育,注重各世代籽粒大小、色澤、飽滿度及外觀品質(zhì)的全面考種和全生育期以抗逆性為主的系統(tǒng)觀察[4-5]。在選擇環(huán)境上,F(xiàn)2采取水、旱種植,即水地選擇豐產(chǎn)性、抗病性,旱地選擇抗旱性、抗逆性、穩(wěn)產(chǎn)性。選育低代及早測產(chǎn),高代進(jìn)行異地多點適應(yīng)性鑒定,以提高選育效率。
2005年雜交配組,2006—2007年度F1表現(xiàn)雜種優(yōu)勢較強(qiáng),2007—2008年度F2依據(jù)分蘗多少、植株高低、穗型大小等性狀進(jìn)行了大量選穗,最終保留53穗;2008—2009、2009—2010、2010—2011年度F3~F5根據(jù)株高、長勢、稈質(zhì)、成穗、穗型等農(nóng)藝性狀進(jìn)行了田間穗行鑒定選擇,同時進(jìn)行室內(nèi)穗行籽??挤N;2011—2012年度F6主要依據(jù)株高、成穗和穗部性狀及籽粒品質(zhì)等定向系統(tǒng)選育出圃中等株高類型和中低株高類型及過渡類型共75個品系。2012—2013年度進(jìn)行多穗系品系鑒定試驗,決選優(yōu)系于2013—2014年度進(jìn)行品系比較試驗和多點異地鑒定試驗,運旱139-1為品系比較試驗及多點異地鑒定試驗中表現(xiàn)產(chǎn)量增幅最大、綜合性狀優(yōu)異且株高中等的品系之一。其系譜圖如圖1所示。
半冬性,全生育期235.6 d,比對照品種晉麥47熟期晚0.6 d。幼苗半匍匐,分蘗較強(qiáng)。葉色深綠、莖葉無蠟質(zhì),旗葉平展,穗層整齊,熟相較好。株高82.9 cm。穗近長方形,白殼、長芒、白粒,籽粒角質(zhì),飽滿度好。每公頃471萬穗,穗粒數(shù)32.9粒,千粒質(zhì)量38.0 g。
2014—2015、2015—2016年度連續(xù)2 a參加山西省南部旱地小麥區(qū)域試驗,2 a平均產(chǎn)量達(dá)到5 209.5 kg/hm2,比對照晉麥47(4 837.5 kg/hm2)增產(chǎn)7.8% ;2 a共試驗15個點次,全部增產(chǎn),增產(chǎn)點率達(dá)100% 。2016—2017年度參加山西省南部旱地小麥生產(chǎn)示范試驗,比對照增產(chǎn)8.0% ,居第6位,8個試點全部增產(chǎn),增產(chǎn)點率達(dá)100% (表1)。
表1運旱139-1區(qū)域試驗及生產(chǎn)試驗產(chǎn)量表現(xiàn)
2015—2016、2016—2017年度連續(xù)2 a在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所品質(zhì)分析實驗室對小麥運旱139-1做品質(zhì)分析,從其容重、粗蛋白、濕面筋和穩(wěn)定時間這4個指標(biāo)的2 a平均值看,均達(dá)到優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋[6-9]標(biāo)準(zhǔn),在2017年12月被山西省農(nóng)業(yè)廳列為主推優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥品種(表2)。
表2運旱139-1品質(zhì)分析結(jié)果
山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所于2014—2015、2015—2016、2016—2017年度連續(xù)3 a進(jìn)行抗病鑒定,結(jié)果顯示,中感條銹病,中感葉銹病,高感白粉病。其中,2014—2015年度,中感條銹病,中感葉銹病,中感白粉病;2015—2016年度,免疫條銹病,中感葉銹病,中感白粉病;2016—2017年度,中感條銹病,中感葉銹病,高感白粉病。
抗旱性鑒定結(jié)果顯示,經(jīng)過多年多點及省區(qū)試田間鑒定,運旱139-1前期抗旱、抗凍、耐寒,后期抗青干,表觀抗旱性為1~2級。
精細(xì)整地[10-12],播前施尿素225 kg/hm2,磷酸二銨225 kg/hm2[13-15];9月底10月初適期播種,基本苗210萬~240萬株/hm2;加強(qiáng)冬春抗旱抗凍、保墑壯苗管理,增加成穗數(shù)。返青后注意防治麥田雜草。注重“一噴三防”,增加粒質(zhì)量;及時防治病蟲害[16-17]。多雨年份利用農(nóng)藝及化控措施防止倒伏。
種質(zhì)資源收集鑒定至關(guān)重要,它是育種工作的基礎(chǔ)??茖W(xué)、準(zhǔn)確地鑒定和評價種質(zhì)資源,可大大地減少育種工作的盲目性,提高育種效率,今后需要加大種質(zhì)資源的收集力度[18],增加父母本的基因多樣性。
常規(guī)育種與分子育種[19-20]及生理育種技術(shù)的結(jié)合,從性狀遺傳研究、基因功能挖掘,轉(zhuǎn)基因、標(biāo)記選擇,基因表達(dá)和生理測試新技術(shù)的應(yīng)用等方面,加強(qiáng)試驗研究,是未來育種的方向。分子標(biāo)記輔助育種[21-22]有利于提高育種效率和育成一些突破性的新品種,并創(chuàng)制具有不同特異功能基因和性狀特點的新材料。
旱地小麥產(chǎn)量依賴年型,因而選育研究的基本思路是以抗旱抗逆為基礎(chǔ),以高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)為目標(biāo),以發(fā)達(dá)的地下根系和高光效適應(yīng)旱作的理想株型、協(xié)調(diào)共增抗逆互補(bǔ)的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)為保證,實現(xiàn)旱作逆境下的彈性高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。選育主要采取旱選旱育,水旱交叉,多點鑒選,加工品質(zhì)測試等方法,根據(jù)后代材料的特異性,合理選擇搭配,進(jìn)而提高選育效率。