小麥穿梭育種的意義及方法

小麥穿梭育種的意義及方法摘要小麥穿梭育種自20世紀(jì)80年代在我國開展以來，已取得了顯著的成效。從我國開展小麥穿梭育種的歷史入手，重點闡述了小麥穿梭育種的意義、方法和工作中的注意事項，探索小麥育種的方法，以期促進(jìn)新時期我國小麥育種工作的發(fā)展。關(guān)鍵詞小麥；穿梭育種；意義；方法；注意事項小麥穿梭育種是指將小麥雜交材料的不同世代，往返交替種植于2種或多種環(huán)境條件下進(jìn)行選育的一種育種方法，因此也叫轉(zhuǎn)移育種或異地選擇［1-2］。1982年，我國開展了黃淮麥區(qū)東西線穿梭育種，先后有豫麥29、徐州2111等一系列品種成功選育［3］。1988年，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院牽頭，正式與國際玉米小麥改良中心（。IMMYT）達(dá)成協(xié)議，在我國的江蘇、四川、黑龍江3個省的農(nóng)業(yè)科學(xué)院就豐產(chǎn)、抗耐赤霉病等方面開展穿梭育種工作，經(jīng)過雙方育種家的共同努力，先后選育出一批如楊麥5號、龍麥15、川麥25、川麥35等豐產(chǎn)，抗、耐病，半矮稈的優(yōu)良新品種。近年來，北京、河南、陜西、新疆等省份多個單位也相繼開展了冬小麥豐產(chǎn)抗病性穿梭育種工作，先后獲得一批適宜北部冬麥區(qū)種植的抗病、優(yōu)質(zhì)、矮稈新種質(zhì)和新品種，如中麥349、中麥895及中麥170等，有些已開始在生產(chǎn)中凸顯應(yīng)用前景及潛力。因此，小麥穿梭育種為我國的小麥育種和小麥生產(chǎn)再上新臺階，實現(xiàn)高效優(yōu)質(zhì)農(nóng)業(yè)發(fā)揮了重要作用［4］。1小麥穿梭育種的意義一是小麥穿梭育種是在雜種世代開展多種生態(tài)條件下的異地鑒定及選擇，其對優(yōu)良變異的評價和鑒定更加科學(xué)和準(zhǔn)確。從理論上講，通過穿梭育種育成的品種，要比單一區(qū)域定點鑒定選擇育成品種的適應(yīng)性、豐產(chǎn)性和穩(wěn)定性更強。二是通過單一區(qū)域定點鑒定選擇育成的品系，需要通過多年多點區(qū)域試驗鑒定其適應(yīng)性和穩(wěn)產(chǎn)性，從而延長了品種的育成時間，縮短或延遲了品種的推廣應(yīng)用年限；而通過穿梭育種育成的品種，在選擇世代已完成適應(yīng)性和穩(wěn)產(chǎn)性鑒定，因此，穿梭育種可在一定程度上縮短育種年限。三是開展小麥穿梭育種，一定程度上擴大了F2代的種植規(guī)模和種植區(qū)域，從而提高了優(yōu)良變異類型出現(xiàn)的概率，增加了品種選育的成功率。四是開展小麥穿梭育種，可促進(jìn)育種單位之間材料的交換應(yīng)用，同時實現(xiàn)科研力量的互補提高。因此，小麥穿梭育種是實現(xiàn)小麥高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和廣適性育種的有效途徑［5］。2小麥穿梭育種的方法2.1穿梭區(qū)域的選擇穿梭育種具有目的性，不可盲目穿梭轉(zhuǎn)移。育種家要根據(jù)自身單位條件，選擇適合自己育種目標(biāo)和育種材料的區(qū)域，形成2個或多個育種單位合作的穿梭育種機制。2.2制定育種目標(biāo)，選配雜交組合育種家應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)需求，與合作單位制定一致的育種目標(biāo)，根據(jù)各自材料特點，選配雜交組合，形成F1帶群體。建造符合育種目標(biāo)的基礎(chǔ)群體，要涉及到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗和廣適等一系列重要性狀，要根據(jù)育種目標(biāo)和材料特性，盡可能地把全部有用的遺傳信息充分地實現(xiàn)基因重組。2.3F2代的穿梭鑒定與選擇根據(jù)合作單位的數(shù)量，將各自F1收獲的種子平均分發(fā)給各育種單位，種植F2代，按照統(tǒng)一標(biāo)號、統(tǒng)一規(guī)格播種，根據(jù)育種目標(biāo)開展組合評價與鑒定，從而保證了材料的種植群體，同時也提高了組合評定的準(zhǔn)確性。通過對各自單位種植的F2代綜合評定后，再分頭從各合作單位共同確定的優(yōu)良組合中選擇優(yōu)良單株，進(jìn)行室內(nèi)考種，二次選擇，當(dāng)選單株分株脫粒。2.4以后世代的穿梭選育各合作單位把F2代的當(dāng)選單株種子分成2份，一份留在當(dāng)?shù)胤N植F3代，另一份交流到下一單位種成F3代株系，這樣每個單位每個F2代當(dāng)選單株就在F3代形成了本地和異地2個株系，對這2個株系表現(xiàn)可進(jìn)行綜合鑒定，均表現(xiàn)不好的應(yīng)當(dāng)棄選，均表現(xiàn)好的應(yīng)多選，某一個表現(xiàn)好的可在其中適當(dāng)選擇。在當(dāng)選F3代單株通過室內(nèi)考種決選后，單株脫粒保存，在F4代，本地株系當(dāng)選單株可繼續(xù)在本地種植，異地株系當(dāng)選單株可交流到下一合作單位，進(jìn)行F4代的鑒定與選擇。依此類推，經(jīng)過4年的穿梭選育，所選單株進(jìn)至F6代，一般便可形成遺傳性狀穩(wěn)定、農(nóng)藝性狀優(yōu)良的品系。2.5開展品系鑒定，完成品種選育通過穿梭選育的高代品系，可通過品種比較試驗進(jìn)行鑒定，對其穩(wěn)定性、豐產(chǎn)性、抗病性等通過科學(xué)的方法進(jìn)行綜合評價，進(jìn)而升級試驗，完成新品種審定。3開展小麥穿梭育種的注意事項穿梭育種是一種有效的育種途徑和方法。實踐證明，小麥穿梭育種對加強育種單位的科研共享、信息交流、材料交流等方面都有很好的效果，同時，開展異地選擇和鑒定，可有效地促進(jìn)小麥育種工作的開展。但是，開展小麥穿梭育種還應(yīng)當(dāng)注意一些問題。一是開展小麥穿梭育種要有很強的目的性，穿梭的單位不能太多，各單位用于交流的F1代組合也不宜太多，要少而精，各單位要嚴(yán)格按照育種目標(biāo)推薦最優(yōu)組合。二是小麥穿梭育種要以“獨立自主，自愿互利，求同存異”的原則開展工作，各項工作要因合作單位的具體情況而定，不能強求一致，但經(jīng)過共同討論研究的具體問題應(yīng)當(dāng)遵守。三是開展穿梭育種的各合作單位要有規(guī)范的合作協(xié)議，明確工作程序、工作分工和成果分配。各合作單位應(yīng)該盡可能地做到科研資源共享、材料共享、成功經(jīng)驗共享，從而有效地促進(jìn)小麥穿梭育種工作的順利開展，提高我國小麥育種水平。4參考文獻(xiàn)達(dá)龍珠，任明全，趙獻(xiàn)林，等.1983-1994年黃淮麥區(qū)東西線穿梭育種工作的回顧與體會[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，1995（11）：7-9.袁建國，袁愛梅，鄭躍進(jìn)，等.黃淮麥區(qū)冬小麥再高產(chǎn)育種途徑的探討[J].麥類作物學(xué)報，1999，19（1）：6-8.周吉紅，李彰明.北京小麥穿梭育種淺談[J].北京農(nóng)業(yè)，2002（10）：33.袁建國，鄭躍