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小麦骨干亲本晋麦62号的遗传特点分析

2022-03-11明庭会刘丽刘彤陈诚王国庆张利军常云龙

安徽农业科学 2022年4期
关键词:育种小麦

明庭会 刘丽 刘彤 陈诚 王国庆 张利军 常云龙

摘要 晋麦62号是山西农业大学谷子研究所(原山西省农业科学院谷子研究所)育成并审定的适合山西北部水地种植的一个小麦新品种,近年以晋麦62号为骨干亲本在山西南部和中部育成并审定数个新品种。通过对小麦骨干亲本晋麦62号及其衍生品种的主要特征特性的分析,总结得出晋麦62号作为骨干亲本的遗传特点:矮秆、多穗、生育期偏晚、遗传力强等特性,与早熟等性状互补优质资源组配,在北方麦区育成高产、稳产、矮秆、多穗型小麦品种的概率增大。通过对晋麦62号遗传特点的分析,使今后小麦育种工作中对晋麦62号的遗传特点更好地加以利用。

关键词 小麦;晋麦62号;骨干亲本;遗传特点;育种

中图分类号 S 512.1文献标识码 A

文章编号 0517-6611(2022)04-0033-03

doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2022.04.010

开放科学(资源服务)标识码(OSID):

The Inherited Peculiarities of a Backbone ParentalJinmai 62

MING Ting-hui,LIU Li,LIU Tong et al (Institute of Millet, Shanxi Agricultural University, Changzhi, Shanxi 046011)

Abstract Jinmai 62 is a new wheat variety bred by the Millet Institute of Shanxi Agricultural University ( used to be Institute of Millet, Shanxi Academy of Agricultural Sciences), it’s suitable to be planted in the north irrigated land of Shanxi. In recent years, many new wheat varieties have bred by Jinmai 62 in the middle and south of Shanxi. We conclude the inherited peculiarities of Jinmai 62 as a backbone parental by analyzing the characteristics of Jinmai 62 and its derived varieties. In general, Jinmai 62 had low height, many ears and late reproductive period, strong heritability and so on. Most likely, we can breed many new varieties which have high and stable yield, lower height, many ears and suitable for the north by using early-maturing varieties and Jinmai 62. This research aimed to make better use of Jinmai 62 in the future wheat breeding work by analyzing theinherited peculiarities of Jinmai 62.

Key words Wheat;Jinmai 62;Backbone parental;Inherited peculiarities;Breed

基金项目 山西省农业科学院生物育种工程项目(17yzgc019);山西省重点研发计划(201703D211007);山西省农业科学院农业科技创新研究课题(YCX2020401,YCX2020YQ51)。

作者简介 明庭会(1988—),女,四川自贡人,研究实习员,硕士,从事小麦遗传育种与栽培技术研究。 *通信作者,研究员,从事小麦遗传育种与栽培技术研究。

收稿日期 2021-06-15

小麦是山西省最主要的粮食作物之一,全省小麦总需求量大于生产量。山西省小麦常年在250万~300万t,占粮食总产量的30%左右,山西人均年消费小麦量为125 kg,高于全国平均水平,是山西省粮食结构缺口最大的作物[1]。因此提升山西省小麦产量也是弥补这一缺口的方法之一。从长远育种考虑,山西省地理位置优越,涵盖北部和黄淮两大麦区的生态特点,具有选育适应两大麦区种植品种的独特地理优势[2-3],充分用优势骨干亲本培育适应山西省乃至更广范围的小麥新品种更具有现实意义。

骨干亲本在育种改良中具有关键作用[4-6],在育种实践中应结合其遗传特点充分加以利用。研究表明,骨干亲本的遗传背景丰富,其含有的优良基因在育种实践中通常被强烈选择[7-11]。以骨干亲本进行组配育种,结合育种实践充分挖掘其遗传资源,往往可以选育出一系列优异的品种[12-14]。小麦骨干亲本大多是大面积推广的优良品种和特异的种质资源,它们具有综合性状优良、抗逆性强、丰产性好、优质等特点。

晋麦62号[15-16]是山西省农业科学院谷子研究所自主育成的高产优质、多抗广适小麦品种,1999年通过山西省农作物品种审定委员会审定,在21世纪初为山西小麦生产实践做出过贡献。研究人员利用晋麦62号的遗传特点育成了多个高产优质的小麦品种和中间材料,如晋麦86号、长麦6135、长8744、长麦251等是近年来山西省影响力较大的小麦品种,可见晋麦62号是优良的骨干亲本。因此,有必要对骨干亲本晋麦62号及其衍生品种的遗传特点进行梳理分析,归纳晋麦62号的遗传特性,以便更好地加以利用。鉴于此,笔者介绍了晋麦62号的特征特性、在育种中的应用和遗传特点,为山西省抗旱节水、高产优质小麦新品种的选育提供参考。

1 晋麦62号的特点及评价

1.1 晋麦62号的遗传基础丰富

晋麦62号的组合是锈705-83-东153/忻3780,母本来自江苏徐州,特点是矮秆、分蘖力强、多花多实、抗病、丰产。父本来自山西忻州,特点是强冬性、分蘖能力强、抗病抗逆性强、适应范围广。从系谱[2,15](图1)可知,晋麦62号的母本锈705-83-东153具有黄淮冬麦区的血缘;父本忻3780具有北方冬麦区的遗传背景,融有达西亚(罗)、小鹅186(苏)、胜利麦(美)、早洋麦(美)等外源遗传基质。双亲分属不同的生态区,遗传背景显著不同,遗传差异较大。因此,晋麦62号的遗传背景十分丰富。

1.2 晋麦62号的特征特性

晋麦62号[15-16]属冬性,中晚熟,株高75 cm,叶色浓绿,旗叶短小上冲,株型紧凑,茎秆粗壮弹性好,抗倒伏。分蘖能力强,成穗率高,多花多实,一般穗数为750万/hm2,穗粒数30粒,千粒重36~38 g,丰产性较好。抗冬春冻害,返青早,早春生长稳健,后期灌浆快,落黄好。抗病、抗蚜虫,耐高温,适应性强。晋麦62号参加山西省中部晚熟冬麦区高水肥试验,3年区试平均单产6 846 kg/hm2,比对照京411增产7%,两年生产试验平均单产6 895.5 kg/hm2,比对照京411增产15.9%,可见晋麦62号是一个多抗广适、矮秆抗倒、高产稳产的品种。

1.3 晋麦62号的推广应用情况

晋麦62号自审定以来,在生产上有过较大面积的推广应用,其主要在山西省晋城、临汾、长治、晋中、太原、吕梁等地市大面积推广应用,同时也在河北、河南、新疆、甘肃等地区引种推广。截至2003年,该品种累计推广面积59.33万hm2,共增产小麦2.67亿kg,累计社会效益2.054 2亿元,为山西省小麦生产和发展做出突出贡献。

2 晋麦62号在育种中的应用

利用晋麦62号作为骨干亲本选育出了多个优异品种,如晋麦86号通过山西省中部水地审定,长麦6135通过山西省中部水地、旱地审定,长8744通过山西省南部旱地审定,长麦251分别通过山西省中部水地、旱地审定。其中长麦251、长8744至今仍是适宜区正在大面积推广应用的主导品种,长麦6135、晋麦86号区域内曾广泛种植,深受麦农好评。

2.1 晋麦86号

晋麦86号[17]综合农艺性状较好,稳产丰产,抗病性、抗逆性较好。该品种株高适宜,平均为75 cm,分蘖能力强继承了晋麦62号的特性,增强了其抗倒性,高产不倒伏。晋麦86号曾在晋中、吕梁、太原等地市有过大面积推广应用。

2.2 长麦6135

长麦6135[18]是山西省中部麥区“十二五”更新换代的主干品种,2011年被山西省小麦产业体系列为山西省中部麦区主推品种。长麦6135株高适宜(平均株高为80 cm)、分蘖力和成穗率强、多抗广适等特点沿袭了晋麦62号,是一个高产优质、抗旱节水、抗病广适的“水旱兼用型”品种,2008—2012年分别在晋城、长治、临汾、晋中等地大面积推广,2012年最大推广面积5.3万hm2,占适宜区总面积的50%,5年累计推广面积20.9万hm2,累计增产小麦7 632.9万kg,累计社会经济效益1.526 58亿元。

2.3 长8744

长8744[19]是一个综合农艺性状好、抗逆性强、适应性广的品种,其株高较低(平均为75cm)、茎秆弹性好、抗倒性强、分蘖成穗率高等优点来自母本晋麦62号的遗传。长8744在山西中部水地和南部旱地大面积推广种植,目前是南部旱地主推品种。2015年起经陕西省泾川县润丰农业科技公司连续引种观察3年,结果显示长8744的适应性、综合抗性、籽粒商品性都很好[20],目前在甘肃省结合地膜覆盖技术有大面积种植, 2017和2018年分别在河北和陕西2省引种备案,大面积推广种植。

2.4 长麦251

长麦251[1,21]是一个水旱兼用、高产稳产、综合农艺性状好的品种,株高85 cm,分蘖能力强、成穗率高、丰产广适等方面较好承袭了晋麦62号的特点。长麦251自审定以来,多年被山西省农业厅推荐为主推的小麦品种,在晋中、长治、晋城、太原、吕梁等地市大面积推广应用,其早熟的特点是山西中部地区与青贮玉米、大豆、蔬菜等一年两作配套品种,不仅可以稳定小麦的种植面积,还可以提升社会效益。长麦251在生产实践中还表现出耐热、抗寒、强抗旱的特性,是节水抗旱的优良品种,逐步受到山西省外市场的青睐,2020年通过山东、河北和天津引种备案。

3 晋麦62号的遗传特点

为探讨晋麦62号的遗传特点,总结了历年来以晋麦62号做亲本进行组配的后代出圃稳定系、品比试验结果、以晋麦62号为亲本选育出的品种,归纳得出晋麦62号的遗传特点如下:

3.1 矮秆

利用晋麦62号为亲本配置的杂交组合,其F1代株高均表现出矮化,自交后代出现矮秆株系概率也非常高,说明晋麦62号自身矮秆且遗传力高。以晋麦62号育成的品种也有该特点,晋麦86号和长8744平均株高与晋麦62号一致,均为75 cm;长麦6135平均株高80 cm、长麦251平均株高85 cm,介于亲本之间,都显著低于株高较高的亲本。

3.2 多穗

晋麦62号从产量结构因素方面分析,丰产性的贡献主要是多穗,是一个典型的多穗型品种。而多穗这一特性归结于晋麦62号分蘖力强、成穗率高等特点,以其组配育成的品种都会表现出分蘖力强、成穗率高等特点,形成稳产丰产的良好基础。例如,晋麦86号[17]2006—2008年参加山西省中部晚熟冬麦区高水肥试验,区域试验中平均比对照增产8.1%~16.2%,增产点(次)为100%,生产试验中平均比对照增产9.1%~26.5% ,增产均达极显著;长麦6135[18]参加山西中部水地组试验中,区试试验平均比对照增产8.4%~14.5%,增产点(次)为100%,生产试验平均比对照增产13.2%~14.1%;长8744[19]在2009—2011年参加山西省南部中熟冬麦区旱地组试验,区域试验中平均比对照增产9.6%~18.6%,增产点(次)为100%,生产试验中平均比对照增产9.5%。

3.3 生育期偏晚

晋麦62号的生育期偏晚,较对照京411晚熟1~2 d。用晋麦62号与其他品种广泛组配后发现后代大多生育期也偏晚,这也是晋麦62号作为种质资源利用的缺点。实践证明只要配置组合理想,也能打破这一缺陷,从后代中选育出早熟材料。

4 结论与讨论

株高是小麦的重要农艺性状之一,植株过高或过低都会影响小麦的产量。小麦的株高性状表现为受多基因控制的数量性状,遗传基础复杂。据报道小麦的株高受多对主效矮秆基因控制和一些微效基因的修饰,表现出多种形式,如显性、隐性、部分显性、半显性、近完全显性、完全显性、部分隐性、完全隐性等[22-25]。从晋麦62号组配后代的株高遗传表现上看,晋麦62号是后代株高降低的矮源,可能含有多个的主效矮秆基因或者半显性矮秆基因,仅是直观地根据从后代材料和育成品种的株高表现大胆推理得出这一结论,下一步可以结合分子层面的证据[26-28]加以验证。

小麦晚熟与矮秆有连锁遗传倾向,在晋麦62号的遗传育种应用中得到了佐证。因此,在利用该品种时应注意选择早熟种进行组配,同时注意双亲其他优势性状的互补,才可能打破连锁反应,从分离后代中选出早熟的目标株系。

杂交组合选配要考虑优势骨干亲本和优势中间材料相结合,优缺点互补,丰富遗传基础。选取骨干亲本多做组合,以便充分挖掘骨干亲本中的优良基因。新品种选育也是新骨干亲本创制和种质资源创新的过程,不同时期的骨干亲本优质遗传片段有一定的承继,也会有更迭,说明随着不同时期育种目标的改变,骨干亲本内遗传背景也在发生变化,因此骨干亲本的利用具有一定的时效性。一方面,结合育种目标,大量引进新的优质种质资源有利于新品种选育和新骨干亲本创制;另一方面,要充分利用现有骨干亲本不断创新种质资源,避免品种同质化,推进小麦育种不断向前发展。

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