中国小麦种子繁育程序

中国小麦种子繁育程序

0小麦种子繁育技术小麦是中国的重要粮食。小麦的生产直接关系到中国的粮食安全。研究表明,小麦生产中优良品种对小麦产量的贡献大约在16%~46%之间。2002—2007年河南省小麦新品种更新使小麦单产平均提高了14.6%。推广和使用优良品种是小麦增产的一项关键措施,而种子繁育则是优良品种推广的关键环节。小麦种子繁育历来受到广大小麦工作者的重视。新中国成立以来,随着小麦生产水平的提高,不断提出与之相适应的种子繁育程序。当前,小麦生产经营体制正在发生变化,小麦的集约化生产、规模化经营是小麦产业化发展的趋势。为此,建立科学合理的小麦种子繁育程序,保证中国小麦生产稳步提升显得更加重要。此文简要概述了现行小麦种子繁育程序,结合小麦遗传学特征,提出小麦种子繁育的一般原则和通用程序,供小麦生产经营者参考。1小麦种子繁育技术小麦为自花授粉作物,其混杂的主要原因是剩余变异、机械混杂和基因突变。针对小麦种子的混杂退化特点,广大农业科技工作者在几十年的种子生产实践中,探索出了多种小麦种子繁育技术,形成了各具特色的种子繁育程序。这些程序的2个基础是循环选择和重复繁殖。代表性种子繁育程序有三圃制、两圃制、一圃制、株系循环法、四级种子繁育程序和一圃三级种通讯作者:尹钧,男,教授,博士,主要从事小麦栽培生理与生物技术研究;E-mail:xmzxyj@126.com。子繁育程序。1.1子百合种4年生农子对播种量的影响三圃制是中国应用时间最长,使用最广泛的种子生产程序,至今仍在广泛应用,其程序是:单株选择→株行鉴定→株系比较→混系繁殖原种。第一年从育种者种子田或基础种子田中选择单株,下年种成株行,即株行圃。一般株行长2m,行距0.25m,走道0.5m,每667m2播1000行左右。第二年将上年当选株行种成株系圃,一般每系播种5m×8m,每667m2播量5kg,基本苗10万左右,应按系种成小区,每排间留走道0.5~lm。第三年将上年混收种子稀播繁殖即为原种圃,生产的种子即为原种。三圃制经过一次单株选择,一次分系比较,实现优中选优,提纯复壮的效果好,原种纯度高,适于在品种混杂退化较严重的情况下采用。1.2比、比两圃制是由三圃制简化而来,与三圃制相比,它少了一个株系圃。两圃制的株行圃不单收单脱,只是严格去除杂行,然后对当选株行混合收获脱粒,种于原种圃生产原种。1.3实行种源保护一圃制生产程序可概括为:单株点播、分株鉴定、整株去杂、混合收获。种源一般为育种家种子或原种,田间去杂拔除了少量的杂株,保留的是大量的本品种的标准株,因而能保持品种群体的遗传平衡和遗传稳定性,提高群体选择效果。一圃制生产原种的关键技术是种源必须具有较高的纯度,精细整地,足墒下种,一播全苗,严格去杂去劣。一般每667m2播1.5kg,行距30cm,株距7cm。1.4株系材料:混合繁殖原种该程序是以育种者种子或原种为材料,经过第一轮的单株和株行选择后,在每个当选株系中留出一部分植株作下一年的株系材料,其余混合繁殖原种。以后每年从株系中选一部分单株继续种成株系,其余混合繁殖原种,如此反复循环。株系循环法中,当种子生产进入株系后,建立保种圃,保种圃的株行一般不超过100个,长期保留,每个株系种一个小区,鉴定淘汰杂系和劣系。保种圃分系留种,下一年继续种植保种圃,其余种子混系繁殖,下一年即可生产原种。1.5级稀播+繁殖四级种子生产程序应用的是重复繁殖技术路线,该程序根据世代把小麦种子划分为育种家种子、原原种、原种和良种。由育种家种子开始,按稀播技术依次种植成原原种圃、原种圃、良种生产田,经几代重复繁殖而成。四级程序中的育种家种子,指该品种通过审定时,育种者所掌握的那部分遗传性质稳定的优质种子。四级程序的核心是育种家种子,它是以后各代种子繁殖的基础。因此应采用低温贮藏,以延长种子寿命,每年拿出一部分种子供繁殖原原种之用,条件不具备时,也可由育种家通过单株选择,分系鉴定的程序生产。1.6种子混收及原原种生产该程序从育种者种子开始,选择遗传性状稳定、具有该品种典型性的单穗,设立穗行圃,在全生育期中根据品种的特性,严格去除育种者种子中的分离行、变异行和混杂行。成熟时在具有该品种典型性的众多穗行内选择单穗,扩大其遗传基础,用于下一年穗行圃。其它种子混收;第二年,将混收的种子精量点播(1.5kg/667m2),扩大繁殖系数,生产原原种;第三年,将原原种精量稀播(4kg/667m2)生产原种。该技术借鉴了三圃制中的穗行圃强有力的选择压力,应用了一圃制的单粒点播,分株鉴定,整株去杂,混合收获的又一次选择技术,将株系循环法改为穗行循环,扩大了遗传基础,最大限度地解决了因选择过窄而发生的遗传转移。2小麦育种的一般原则和一般原则2.1小麦品种的类型和遗传特性根据小麦种子遗传物质的纯合性可以将小麦品种分为纯合品种、杂合品种和混和品种三类。2.1.1选育抗菌种的方法,选择适合不同品种纯合品种包括家系品种和多系品种的各个系。家系品种是当前小麦品种的主要类型。多系品种是由遗传背景基本相同,而各系携带对一种或几种病害的不同抗性基因的近等基因系混和而成。多系品种的各个系的个体之间遗传基础是一致的纯合体,多个系混和则属混和品种。2.1.2小麦种子的杂种优势小麦杂合品种主要是纯合亲本品种(系)的杂交F1代种子,目的是利用小麦的杂种优势。杂交F1代杂合品种个体间的遗传基础是一致的,但利用F2代种子的则成为混和品种。2.1.3混合品种和混合品种是以不同的遗传基础上混合种子和生产的品种，个体之间的遗传基础不同2.2小麦种子繁育的一般原则小麦纯系品种是小麦生产的主导类型,也是杂种品种和混和品种的基础。纯系小麦种子繁育是任何小麦品种类型种子繁育的基础。小麦品种是一个大群体,小麦基因组有数万个控制不同性状的基因位点,要在有限的时间内使每个基因位点完全纯合是不可能的。可见,在小麦新品种通过审定进入生产时,品种群体的个体间仍存在遗传差异,有继续选择提高的需要。根据小麦遗传和纯系小麦品种特征,小麦种子繁育应遵循的一般原则有:(1)保持种性,是种子繁育的基本准则,经过繁育的种子要保持小麦品种审定时的特征。(2)选择提高,小麦品种繁育是一个动态过程,由于存在遗传背景的少量差异、基因突变、异交等原因,在种子繁育过程的育种家种子生产中应充分利用时间和地域优势、持续对品种的农艺性状、抗病性、抗逆性等进行选择提高,变被动种子繁育为主动种子繁育,使育种家种子每一轮用于原原种生产的育种家种子都有一定的遗传提高,如同新品种更新。(3)确保纯度,原原种以后世代的种子生产环节的关键是保证纯度。(4)限代繁殖,根据种子需求确定繁殖系数和代数,可以用原种或良种进行小麦生产。2.3小麦育种的一般方法依据纯系品种种子生产的原则,形成一个通用的种子繁育程序(图1),在纯系种子繁殖基础上,根据不同类型种子特征生产其他类型种子。2.3.1穗行实行混收种苗方式穗行圃穗行圃原原种原种良种大田生产图1纯系小麦品种种子繁育通用程序生产上有推广价值的小麦品种进行提纯、保纯、选优、复壮、提高质量、延长品种使用年限,提高大田用种纯度,充分发挥品种的增产潜力。育种家种子是种子繁殖的唯一种源。育种家种子的生产程序:从育种家种子或选种田,根据该品种的特征特性,选择该品种的典型穗,一般每667m2选1200穗,经室内脱粒考种后,淘汰劣穗,保留800~1000穗,种成穗行圃。穗行圃一般按行长2m、走道0.5m、行距0.25m种植。要适时播种,并按高产田的水肥标准进行管理。经苗期、抽穗期和成熟前3次检查,标记变异行,并提前收割变异行,在当选行中选择下年的单穗。当选行混收,用于下年种植原原种圃。要点是:第一、单株选择,在小麦成熟前,选择具有本品种特征特性,生长整齐一致、穗大粒多、籽粒饱满、无病虫害的优良单株,单收、单脱、单贮、单种,种植穗行圃;第二、分系比较,对表现优良的穗行按行单收、单脱、单贮、种植穗行圃,并对各株系田间长势和丰产性能、抗逆性能等综合性状进行分析比较;第三、优系合并,选择生长旺盛、抗逆性强、产量高的优良株系分圃单收,混脱种植原原种田。育种家种子标准:其种性最好,纯度最高,是由育种家直接生产、保纯和控制,能代表该品种纯系后代的原始种子,具有该品种典型性,遗传性稳定,品种主要农艺性状的纯度应达到或接近100%,产量及其它主要性状符合或超越确定推广时的原有水平。2.3.2种子原种种原原种的生产程序:原原种圃采用稀播扩繁技术,667m2播量1.5~2.5kg,基本苗3万~5万,采用行距0.3m,应尽量用气吸式点播机单粒点播。栽培上做到多施有机肥、配方施肥、适时播种、足摘下种、化除与中耕相结合消灭田间杂草,越冬和拔节期两次追肥,并搞好病虫害综合防治。抽穗后认真检查,拔除杂株。收割晒扬中严格防杂,确保纯度。原原种标准:具有该品种的典型性,遗传性稳定,比育种家种子高一个世代,产量及其它性状与育种家种子基本相同。纯度≥99.9%,净度≥99.0%,发芽率≥85.0%,水分≤13%(参照国家粮食作物种子标准GB4404.1-1996)。2.3.3杂株的化学防杂保纯原种的生产程序:将原原种进行稀播扩繁,种成原种圃,原种圃的主要技术要点是以保纯为重点,以扩大种量为主要目的,要精细整地,配方施肥,适时早播,稀播匀播,病虫草害综合防治。一般每667m2播量4~5kg,基本苗8万~10万,抽穗后检查,拔除杂株,收获时按专机收割、专场扬晒、专库保存的要求进行防杂保纯工作,种子需求紧迫、市场行情看好时,即可以原种供应市场,也可供应原种场进一步扩繁,生产大田用种。原种标准:是由原原种繁殖的第一代种子,遗传性状与原原种基本相同,产量及其它主要经济性状指标仅次于原原种。原种的质量标准是纯度≥99.8%,净度≥98.0%,发芽率≥85.0%,水分≤13%。2.3.4基本苗的收获、贮藏和贮藏(1)良种生产的目的是:将原种扩繁,为大田生产提供种子。(2)良种的生产程序:将原种进行扩繁,一般每667m2播量5kg,基本苗10万株,抽穗后检查,拔除杂株,收获时按专机收割、专场扬晒。要求做好防杂保纯工作。(3)良种标准:是由原种繁殖的第一代种子,遗传性状与原种基本相同,产量及其他各项经济性状指标仅次于原种,种子供应大田生产。种子种到农田里,就不允许再回到种子生产流程内。纯度≥99.0%,净度≥98.0%,发芽率≥85.0%,水分≤13%。3动