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畜用小黑麦、畜用黑麦、冬小麦远缘杂交结实性研究

2017-07-13李明

安徽农学通报 2017年12期
关键词:结实率冬小麦

李明

摘 要:该研究选择畜用黑麦、畜用六倍体小黑麦、畜用八倍体小黑麦、冬小麦4个远缘杂交品种分为3组重复,采用人工去雄的方法进行远缘杂交来研究种属间的远缘杂交结实性。从结果来看,畜用六倍体小黑麦和畜用八倍体小黑麦的结实率最高,并且耔粒饱满度高,而畜用黑麦和冬小麦的组合最低并且差异不明显。畜用六倍体小黑麦和畜用八倍体小黑麦之间,以及畜用黑麦和畜用六倍体小黑麦、畜用八倍体小黑麦之间的差异也很显著。

关键词:畜用黑麦;畜用小黑麦;冬小麦;远缘杂交;结实率

中图分类号 S512.1 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2017)12-0146-04

1 引言

远缘杂交样本的不亲和性体现在在授粉、受精、联会或种子发育的不同时期,从而导致受精困难或杂交胚过早败育,或形成正常的杂交种子,但结实变小,发芽率低,表现为远缘杂交结实率的高低及籽粒形态差别很大。而对于4种麦类作物的远缘杂交还不多见。畜用黑麦是二倍体品种,冬小麦是六倍体。在本次试验中,畜用六倍体小黑麦是利用黑麦和硬粒小麦通过远缘杂交之后利用染色体加倍培育出的新物种。畜用八倍体小黑麦是畜用黑麦品种与冬小麦杂交成的四倍体通过多倍体诱导成的八倍体品种。畜用黑麦与冬小麦的遗传关系相近[6],容易结实,现六倍体冬小麦与二倍体畜用黑麦杂交成功,后代染色体加倍,即得到六倍体小黑麦和八倍体小黑麦,培育成小黑麦属,该属是在小麦异源多倍体基础上加以提高。

2 材料与方法

2.1 供试品种 试验品种是畜用黑麦、畜用八倍体小黑麦、畜用六倍体小黑麦和冬小麦品种。畜用黑麦为OKLON、Bates、89R47;畜用六倍体小黑麦为NTH1888、中新830、NSHW11;畜用八倍体小黑麦劲松81、93755、93761冬小麦为衡杂3号、良星99、衡5229如表1所示(详见表1)。

2.2 试验方法

2.2.1 试验地点 试验于2015年10月至2016年7月在河北省新乐市原种场杂交试验场进行。试验地位于东经114°30′22″~114°56′35″,北纬38°15′29″~38°29′53″。

2.2.2 试验设计 对12个样本人工去雄,同属品种为对照共分3组(见表2),相同类别样本对照表中所示与其它相对照的3个材料杂交组合,每一对选取2个穗,每个父本母本做两个组合(4个穗),共72个,144穗。每穗留中部发育较好花朵10个,共20个。选择无病虫害、健壮和具有典型特征的主穗或大分蘖穗。选穗时间一般在麦穗刚抽出或将要完全抽出时进行。此时穗中部小花呈绿色。采用正确的操作方法进行整穗、去雄,并选择与母本花期相近的父本穗对母本穗进行授粉。杂交后挂牌,注明父母本名稱、去雄日期和授粉日期。

2.2.3 田间管理 2015年10月15日采用耧播播种,播量225kg/hm2。播前底施二铵300kg/hm2;返青后浇水2次,2016年3月27日浇第一次水,并追施尿素225kg/hm2,2016年4月22日浇第二次水,并追施尿素225kg/hm2。

2.2.4 田间调查 各生育期调查:调查所有品种全生育期长势长相并对比记录。

3 结果与分析

3.1 畜用黑麦、畜用小黑麦、冬小麦的生育期 从本实验采用的12个样本(表3)可以看出,各品种同期播种,生育期却有所差异。畜用黑麦的3个品种和中新830的出苗明显比其他品种早。畜用黑麦品种的生育期明显比其他品种的生育期提前,比其他品种早熟。畜用小黑麦中NTH1888、NSHW11的花期较晚。由于各个品种之间花期不同有一些品种有花期不遇的问题。绝大部分的小黑麦品种较畜用黑麦、冬小麦成熟较晚。冬小麦品种的生育期比小黑麦提前,并且冬小麦品种之间的差异不大。衡5229较良星99、衡杂3号早熟。畜用小黑麦品种中中新830比其他的畜用小黑麦品种早熟。NTH1888是所有供试品种中最为晚熟的。

3.2 畜用黑麦、畜用小黑麦、冬小麦的抗逆性 抗倒性调查结果显示(表4):OKLON、发生了严重的倒伏,Bates、89R47也有中度的倒伏现象,而其他品种抗倒性好。原因是畜用黑麦品种返青早,生长快,茎秆细,柔软。小黑麦的茎秆粗壮,比黑麦品种抗倒,小黑麦和小麦的9个品种均比黑麦抗倒。参试的小麦品种中均发生了不同程度的病害,而畜用黑麦和畜用小黑麦未有三锈病和白粉病发生黑麦品种有较强的抗逆性。试验中畜用小黑麦作为畜用黑麦和小麦的远缘杂交种有着亲本良好性状,体现出了杂交优势。畜用小黑麦体现出抗倒、抗逆性好的优良性状。

3.3 畜用黑麦、畜用小黑麦、冬小麦的杂交结实性 通过表5分析得出畜用黑麦、6倍体畜用小黑麦、8倍体畜用小黑麦、冬小麦4类品种中3组互交,通过对第一组比较来看中新830×劲松81、劲松81×中新830的结实率最高。并且其中的81劲松81×中新830的结实率为83.75%,结实率最低的是畜用黑麦和冬小麦的组合Oklon×良星99和良星99×Oklon两者均为5%。在杂交的正反交组合中中新830和Oklon的差异较大,还有Oklon和劲松81的组合也存在很大的差异。其中的良星99和Oklon的差异为0。

第二组分析得出在第二组中93755×NTH1888的结实率最高,正反交组合中也是畜用六倍体小黑麦和畜用八倍体小黑麦的结实率最高。结实率最低的是衡5229和Bates的组合并且均为1.25%。组二中的正反交组合中差异最大的NTH1888和衡5229、Bates和93755的组合。衡5229和Bates不但结实率低其正反交的差异为0。

第三组中衡杂3号×93761结实率最高为两组相比畜用六倍体小黑麦和畜用八倍体小黑麦组合的结实率为48.75%也表现出了较高的结实性。结实率最低的是93761×89R47的杂交组合结实率为1.25%。在第三组的正反交组合中差异最大是93761和衡杂3号的杂交组合,差异最小的是89R47和衡杂3号其中的差异为0。从三组中可以分析出一定的规律,畜用六倍体小黑麦和畜用八倍体小黑麦的结实率最高,而畜用黑麦和冬小麦的组合最低并且差异不明现。畜用六倍体小黑麦和畜用八倍体小黑麦之间还有畜用黑麦和畜用六倍体小黑麦、畜用八倍体小黑麦之间的的差异也很显著。

从籽粒饱满程度来看,在试验的所有的小麦品种的籽粒来看,绝大部分籽粒都极干瘪。黑麦品种的籽粒也是大多极为干瘪。小黑麦品种之间的某些组合表现出籽粒饱满并且结实率高的性状。可以得出三组比较有着许多的共性。

在同一组合的正反交中,例如oklon×中新830与中新830×oklon,来看前者的结实率为42.5%,而中新830×oklon则只有3.75%。同样的现象也存在于其他的正反交组合中。从籽粒的饱满程度来看oklon×中新830有11粒饱满的籽粒而中新830×oklon则只有2粒。说明两组组合中的亲和力不同存在很大的差异。正反交组合中只有两个畜用小黑麦组合亲和力相近。

4 结论与讨论

4.1 结论 畜用六倍体小黑麦和畜用八倍体小黑麦的结实率最高,并且耔粒饱满度高,而畜用黑麦和冬小麦的组合结实率最低。相对于冬小麦、畜用黑麦,畜用小黑麦品种的可亲和性较强,适宜远缘杂交。

4.2 讨论 从生育期的调查情况分析,所有品种都同时播种。所有的畜用黑麦品种都较其他品种早,返青起也较早。畜用八倍体小黑麦是所有品种中物候期最晚的,在冬小麦品种中之间的差异不大。小黑麦虽然是黑麦与普通小麦的杂交种,但是出中新830早熟以外,其他小黑麦品种较畜用黑麦、冬小麦成熟较晚。

从抗逆性来看,抗倒性调查结果显示:畜用黑麦发生了严重的倒伏。畜用小黑麦和冬小麦品种抗倒性好。原因是黑麦品种返青早,生长快,茎秆细,柔软,而小黑麦的茎秆粗壮,比畜用黑麦品种抗倒,畜用小黑麦和冬小麦的九个品种均比畜用黑麦抗倒。参试的小麦品种中均发生了不同程度的病害。而畜用黑麦和畜用小黑麦未有三锈病和白粉病发生。畜用黑麦品种有较强的抗逆性。畜用小黑麦作为畜用黑麦和小麦的远缘杂交种有着父母本优良性状,体现杂交优势。畜用小黑麦体现出抗倒、抗逆性好的优良性状。

从结实性来看,畜用六倍体小黑麦和畜用八倍体小黑麦的远缘杂交结实率较高,而畜用黑麦和冬小麦的组合较低,差异不显著。畜用六倍体小黑麦和畜用八倍体小黑麦之间差异显著,畜用黑麦和畜用六倍体小黑麦、畜用八倍体小黑麦之间的的差异也显著。

畜用黑麦品种的结实率最低并且籽粒不饱满,从其表现来看黑麦品种的可亲和性差。小黑麦品种的结实率较高,籽粒比其他畜用黑麦、冬小麦品种较为饱满。冬小麦品种的结实率虽然高但其籽粒绝大部分为等级3(极干瘪)。

在组合中互为父母本的正反交组合中,表现出结实率和籽粒的饱满程度的差异极大。籽粒最为饱满的就是2个小黑麦品种。而相对于结实率较高的小麦品种则籽粒绝大部分表现为极干瘪。相对于小麦、畜用黑麦,畜用小黑麦品种则表现出结实率和籽粒的饱满度都较好的性状,体现出畜用小黑麦的可亲和性较强。

参考文献

[1]吴金华,吉万全,李凤珍.黑麦在小麦改良中的应用研究进展[J].麦类作物学报,2005,25(1):115-119.

[2]陈军营,冯林剑,舒文涛,等.小麦及其近缘种间杂交的不亲和性及其F1籽粒性状研究[J].河南农业科学,2006,35(12):16-19.

[3]Gandhi S.M.et al.Studies of hybrid vigour in wheat,Indian Journal of Genetics and Plant Breeding,1961,21:1-10.

[4]李思敏,李軍辉,樊路.八倍体小黑麦育种与栽培[M].贵阳:贵州人民出版社,1981.

[5]赵凤梧,李慧敏,刘冬成,等.普通小麦与硬粒小麦种间杂交培育抗干热风新种质研究[J].河北农业科学,2005,9(3).

[6]姚景侠,钟少斌,张德玉,等.六倍体小黑麦抗白粉病基因导入普通小麦的研究[A].中国小麦育种研究进展//[C].北京:中国农业出版社,1996:331-338. (责编:张宏民)

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