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摘要:将法国小麦材料在山东济南环境下与当地品种进行比较,结果显示,引进种质具有穗长、小穗数多、分蘖成穗多等有利性状;穗粒数表现突出,但基因型间差异较大;同时也表现出红色籽粒、植株偏高的不利特点。法国小麦种质较当地推广品种抽穗期延后8~11天,灌浆后期高温逼熟,导致粒重降低,不经改造很难直接利用。经过诱变处理选出的法国小麦种质早熟突变体生育期明显缩短,有的抽穗期已经接近当地品种,同时也选育得到白粒突变体;试验中突变体有效分蘖数多于当地品种,穗长和小穗数也优于当地品种;多数突变体株高虽得到降低,但生产中直接利用仍有难度,只能作为“中间体”为育种利用。
关键词: 法国小麦;诱变育种;农艺性状
中图分类号:S512.102.4文献标识号:A文章编号:1001-4942(2013)04-0021-04
1材料与方法
选取7个引自法国的小麦种质、6个经过改造的早熟突变体及4个当地推广品种共17个小麦材料(表1)。试验安排在山东章丘龙山基地,2010年10月7日播种,小区面积3 m2,3行区,设计密度每6667m2 18万基本苗,3次重复,随机区组排列。田间调查生育期、基本苗、单位面积穗数,成熟期取样后按小区收获测产。室内考种性状有株高、有效分蘖、穗长、主穗小穗数、不孕小穗数、主穗粒数、单株粒数、单株粒重、千粒重、粒色、穗型和芒型。获得数据进行方差分析,利用方差分析数据估算广义遗传率[4]。
2结果与分析
21生育期
211法国小麦种质生育期参试法国小麦种质拔节期在4月29日~5月2日(表1),较当地品种晚5~8 d;抽穗期在5月12日~5月15日,比当地品种晚8~11 d;成熟期为6月16日~6月20日,晚于当地品种3~7天。法国小麦种质抽穗期与当地品种相差的天数比拔节期相差天数明显加长,而法国小麦种质抽穗-成熟间隔天数(34~36 d)短于当地品种(39~41 d),后期逼熟现象明显。
212法国小麦种质突变体生育期突变体比其诱变亲本拔节提前0~5 d,抽穗期提前3~10 d,早熟表现明显;由于亲本和部分突变体受程度不同的高温逼熟影响,较难根据成熟期对后代准确选择。在突变体中,09FS1591和09FS1495拔节期与亲本相比没有提前,抽穗期分别比其亲本提前3 d和5 d,但仍晚于当地品种较多,后期高温逼熟,籽粒饱满度差;09FS2511与其亲本比拔节稍有提前,抽穗提前5 d,只稍晚于当地品种,成熟期和当地品种相当,但田间观察属于早衰类型;09FS2341和09FS2180比亲本早拔节5 d、3 d,早抽穗8 d,抽穗期和成熟期与当地品种相当,收获籽粒较为饱满;突变体09FS2635与其诱变亲本相比拔节提前3 d,抽穗提前10 d,成熟提前5 d,抽穗期和成熟期均晚于当地对照品种(表1)。
22农艺性状
222法国小麦种质突变体农艺性状早熟突变体与其诱变亲本成对比较(表2),除09FS2341株高较其亲本提高外,其余突变体株高普遍降低,但平均值仍高于当地品种;突变体主穗长度和主穗小穗数比其对应亲本互有增减(图1),但平均值仍高于当地品种,平均穗长多050 cm、平均小穗数多11个;突变体主穗粒数比其亲本虽互有增减(图2),但平均穗粒数低于诱变亲本,甚至也较当地品种平均表现低;突变体单株有效分蘖较其亲本均有不同程度的下降,6667m2穗数降多升少,但两者的平均值高于当地品种;随着抽穗期的提前,突变体千粒重得到较大幅度的改善(图3),但和当地品种比仍有提高空间,唯一例外的是09FS2511,其千粒重较其亲本降低,表现出早衰类型的特征。法国小麦普遍的红色籽粒不符合当地小麦消费习惯,经诱变改良后的早熟突变体有的具有白色籽粒。
23广义遗传力
3讨论与结论
近年来我国小麦高产育种取得了很大成就,黄淮麦区已有诸多小麦品种产量潜力接近12 000 kg/hm2,超高产和高产广适新品种的选育急需引进不同类型高产小麦遗传资源。法国为世界著名的小麦高产地区,其北部麦区小麦平均单产9 000 kg/hm2左右,同时法国很多小麦品种含有来源于偏凸山羊草的VPM片段[5],抗病能力非常突出。然而法国麦区位于北纬40°20′和51°5′以及西经4°47′和东经8°15′之间,由于适宜的气候条件和特殊的耕作制度,小麦生育期长达300天。因此全面考察法国小麦种质资源在引入麦区生长发育及农艺性状表现差异,是充分有效地利用其育种价值的开端。
本研究结果显示,与当地品种相比,参试法国小麦种质拔节晚5~8天,抽穗晚8~11天,拔节到抽穗间隔较当地品种延长,而抽穗至成熟间隔天数明显压缩,后期高温导致法国种质籽粒灌浆严重不足,千粒重降低,逼熟现象明显,对引入地地理气候条件和耕作制度较难适应。法国小麦种质表现出穗长、小穗数多、分蘖成穗率高和较多群体穗数等优异性状,对当地小麦育种有着重要价值,但存在的晚熟、植株较高、红粒等不利性状是杂交育种亲本选配和后代选择必须克服的。
针对法国小麦种质晚熟和红粒这2个当地育种利用的最大限制因素,山东省农科院原子能农业应用研究所开展了诱变改造尝试。经过处理选出早熟突变体,生育期明显短于法国小麦亲本,有的早熟突变体同时具有白色籽粒。从突变体选育中体会到,因逼熟现象的存在,成熟期作为早熟的指标是不可靠的;早熟性的选择应该以抽穗期为考察重点,辅以拔节期作参考,只有选出拔节期和抽穗期均明显提前的突变体才能提高早熟改造效率。考察入选早熟个体的千粒重可有效地剔除早衰类型突变体。因法国小麦生态类型和当地小麦相差过大,通过一次辐射诱变处理难以选出能够直接利用的小麦材料,但却在很大程度上减少了将法国小麦种质做亲本同当地小麦杂交育种的难度。随着生育期的缩短,突变体有效分蘖数低于法国小麦种质,但仍多于当地品种,主穗长和小穗数也仍优于当地品种。大部分突变体株高虽得到降低,但要符合当地栽培习惯仍有改造空间。本试验中各突变体的穗粒数变幅较大,其遗传力估算值也比较低,重视选择和利用具有多花性的早熟突变体才能发挥法国小麦种质价值。
参考文献:
[1]
李新华,李鹏, 张锋,等 法国小麦遗传育种研究概况[J] 山东农业科学,2010,6:27-28
[2]李新华,李鹏,张锋,等 法国小麦种质资源的特点与诱变利用[J] 山东农业科学,2009,6:27-29
[3]李鹏,孙明柱,张峰,等 法国小麦种质高分子量麦谷蛋白亚基组成分析[J] 山东农业科学,2009,9:5-7
[4]孔繁苓 植物数量遗传学[M]北京:中国农业大学出版社,2006
[5]Bonjean A P, Angus W J The world wheat book: a history of wheat breeding[M] France: Lavoisier Publishing ,2000
关键词: 法国小麦;诱变育种;农艺性状
中图分类号:S512.102.4文献标识号:A文章编号:1001-4942(2013)04-0021-04
1材料与方法
选取7个引自法国的小麦种质、6个经过改造的早熟突变体及4个当地推广品种共17个小麦材料(表1)。试验安排在山东章丘龙山基地,2010年10月7日播种,小区面积3 m2,3行区,设计密度每6667m2 18万基本苗,3次重复,随机区组排列。田间调查生育期、基本苗、单位面积穗数,成熟期取样后按小区收获测产。室内考种性状有株高、有效分蘖、穗长、主穗小穗数、不孕小穗数、主穗粒数、单株粒数、单株粒重、千粒重、粒色、穗型和芒型。获得数据进行方差分析,利用方差分析数据估算广义遗传率[4]。
2结果与分析
21生育期
211法国小麦种质生育期参试法国小麦种质拔节期在4月29日~5月2日(表1),较当地品种晚5~8 d;抽穗期在5月12日~5月15日,比当地品种晚8~11 d;成熟期为6月16日~6月20日,晚于当地品种3~7天。法国小麦种质抽穗期与当地品种相差的天数比拔节期相差天数明显加长,而法国小麦种质抽穗-成熟间隔天数(34~36 d)短于当地品种(39~41 d),后期逼熟现象明显。
212法国小麦种质突变体生育期突变体比其诱变亲本拔节提前0~5 d,抽穗期提前3~10 d,早熟表现明显;由于亲本和部分突变体受程度不同的高温逼熟影响,较难根据成熟期对后代准确选择。在突变体中,09FS1591和09FS1495拔节期与亲本相比没有提前,抽穗期分别比其亲本提前3 d和5 d,但仍晚于当地品种较多,后期高温逼熟,籽粒饱满度差;09FS2511与其亲本比拔节稍有提前,抽穗提前5 d,只稍晚于当地品种,成熟期和当地品种相当,但田间观察属于早衰类型;09FS2341和09FS2180比亲本早拔节5 d、3 d,早抽穗8 d,抽穗期和成熟期与当地品种相当,收获籽粒较为饱满;突变体09FS2635与其诱变亲本相比拔节提前3 d,抽穗提前10 d,成熟提前5 d,抽穗期和成熟期均晚于当地对照品种(表1)。
22农艺性状
222法国小麦种质突变体农艺性状早熟突变体与其诱变亲本成对比较(表2),除09FS2341株高较其亲本提高外,其余突变体株高普遍降低,但平均值仍高于当地品种;突变体主穗长度和主穗小穗数比其对应亲本互有增减(图1),但平均值仍高于当地品种,平均穗长多050 cm、平均小穗数多11个;突变体主穗粒数比其亲本虽互有增减(图2),但平均穗粒数低于诱变亲本,甚至也较当地品种平均表现低;突变体单株有效分蘖较其亲本均有不同程度的下降,6667m2穗数降多升少,但两者的平均值高于当地品种;随着抽穗期的提前,突变体千粒重得到较大幅度的改善(图3),但和当地品种比仍有提高空间,唯一例外的是09FS2511,其千粒重较其亲本降低,表现出早衰类型的特征。法国小麦普遍的红色籽粒不符合当地小麦消费习惯,经诱变改良后的早熟突变体有的具有白色籽粒。
23广义遗传力
3讨论与结论
近年来我国小麦高产育种取得了很大成就,黄淮麦区已有诸多小麦品种产量潜力接近12 000 kg/hm2,超高产和高产广适新品种的选育急需引进不同类型高产小麦遗传资源。法国为世界著名的小麦高产地区,其北部麦区小麦平均单产9 000 kg/hm2左右,同时法国很多小麦品种含有来源于偏凸山羊草的VPM片段[5],抗病能力非常突出。然而法国麦区位于北纬40°20′和51°5′以及西经4°47′和东经8°15′之间,由于适宜的气候条件和特殊的耕作制度,小麦生育期长达300天。因此全面考察法国小麦种质资源在引入麦区生长发育及农艺性状表现差异,是充分有效地利用其育种价值的开端。
本研究结果显示,与当地品种相比,参试法国小麦种质拔节晚5~8天,抽穗晚8~11天,拔节到抽穗间隔较当地品种延长,而抽穗至成熟间隔天数明显压缩,后期高温导致法国种质籽粒灌浆严重不足,千粒重降低,逼熟现象明显,对引入地地理气候条件和耕作制度较难适应。法国小麦种质表现出穗长、小穗数多、分蘖成穗率高和较多群体穗数等优异性状,对当地小麦育种有着重要价值,但存在的晚熟、植株较高、红粒等不利性状是杂交育种亲本选配和后代选择必须克服的。
针对法国小麦种质晚熟和红粒这2个当地育种利用的最大限制因素,山东省农科院原子能农业应用研究所开展了诱变改造尝试。经过处理选出早熟突变体,生育期明显短于法国小麦亲本,有的早熟突变体同时具有白色籽粒。从突变体选育中体会到,因逼熟现象的存在,成熟期作为早熟的指标是不可靠的;早熟性的选择应该以抽穗期为考察重点,辅以拔节期作参考,只有选出拔节期和抽穗期均明显提前的突变体才能提高早熟改造效率。考察入选早熟个体的千粒重可有效地剔除早衰类型突变体。因法国小麦生态类型和当地小麦相差过大,通过一次辐射诱变处理难以选出能够直接利用的小麦材料,但却在很大程度上减少了将法国小麦种质做亲本同当地小麦杂交育种的难度。随着生育期的缩短,突变体有效分蘖数低于法国小麦种质,但仍多于当地品种,主穗长和小穗数也仍优于当地品种。大部分突变体株高虽得到降低,但要符合当地栽培习惯仍有改造空间。本试验中各突变体的穗粒数变幅较大,其遗传力估算值也比较低,重视选择和利用具有多花性的早熟突变体才能发挥法国小麦种质价值。
参考文献:
[1]
李新华,李鹏, 张锋,等 法国小麦遗传育种研究概况[J] 山东农业科学,2010,6:27-28
[2]李新华,李鹏,张锋,等 法国小麦种质资源的特点与诱变利用[J] 山东农业科学,2009,6:27-29
[3]李鹏,孙明柱,张峰,等 法国小麦种质高分子量麦谷蛋白亚基组成分析[J] 山东农业科学,2009,9:5-7
[4]孔繁苓 植物数量遗传学[M]北京:中国农业大学出版社,2006
[5]Bonjean A P, Angus W J The world wheat book: a history of wheat breeding[M] France: Lavoisier Publishing ,2000