小麦种子繁育的一般原则和通用程序.doc

小麦种子繁育的一般原则和通用程序中国摩学通报2009,25(15):109112ChineseAgriculturalScienceBulletin小麦种子繁育的一般原则和通用程序牛吉山,尹钧(河南农业大学国家小麦工程技术研究中心,郑州450002)摘要:小麦(Tritic”maestivumL.)是中国的重要粮食作物,种子繁育是小麦产业化的关键环节.中国现行小麦种子繁育程序包括三圃制,二圃制,一圃制,四级种子生产,株系循环选择,一圃三级种子生产等六种.为了适应现代小麦产业化的需要,在分析现有种子繁育程序的基础上,根据小麦遗传特征,提出小麦种子繁育的一般原则和通用程序,供小麦育种,繁种,推广者参考.关键词:小麦;种子;繁育;原理;程序中图分类号:S5文献标识码:A论文编号:20090627GeneralPrinciplesandAUniversalProcedureforWheatSeedProducfionNiuJishan,YinJun(NationalCenterofEngineeringandTechnologicalResearchforWheat,HenanAgriculturalUniversity,Zhengzhou450002)Abstract:Wheat(TriticumaestivumL.)isaveryimportanteerealcropinChina.Seedproductionisakeystepforwheatindustrialization.Currently,thereare6proceduresforwheatseedproductioninChina.Theyarethree-nursery,twonursery,one-nursery,four-stageseedproduction,circularselectionfromlinesandonenurserythreestageseedproduction.Tomeettheneedofwheatindustrialization,generalprinciplesandauniversalprocedureforwheatseedproductionareproposedbasedonwheatgeneticcharacterizationsandanalysisonthecurrentproceduresforseedproduction.Thispapercanbeconsultedbywheatbreeders,seedproducersandspreaders.Keywords:wheat,seed,production,principle,procedure0引言小麦(TriticumaestivumL.)是中国的重要粮食作物,小麦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_J14.6%皿.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中国现行小麦种子繁育程序的种类及特点小麦为白花授粉作物,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基金项目:”十一五国家科技支撑重大项目”黄淮南部小麦玉米两熟丰产高效技术集成研究与示范”(2006BAD02A07)第一作者简介:牛吉山,男,1965年出生,山西阳城人,副研究员,博士,主要从事小麦遗传育种研究;通信地址:450002河南省郑州市农业路62号,河南农业大学国家小麦工程技术研究中心,Tel:0371-63579687,Fax:0371-63558202,Email:jsniu.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:xmzxyj126.corn.收稿日期:2009.03.27,修回日期:2009.0507.?110.中囤农学通报子繁育程序睁.1.1三圃制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:单株选择一株行鉴定一株系比较一混系繁殖原种.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0.251TI,走道O.5m,每667m2播l000行左右.第二年将上年当选株行种成株系圃,一般每系播种5m8m,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0.511TI.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.1.2两圃制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.1.3一圃制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1.5,行距30cm,株7cm.1.4株系循环法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.1.5四级种子繁育程序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.1.6一圃三级种子生产程序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(1.5keg667m),扩大繁殖系数,生产原原种;第三年,将原原种精量稀播(4kg/667ITI)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”.1.2小麦种子生产的一般原理和通用程序2.1小麦品种的类型和遗传特征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纯合品种是指小麦品种个体间遗传基础一致,后代不分离的小麦品种,为纯合体.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杂合品种杂合品种是指个体基因位点不纯合的品种,后代基因位点要重组分离.小麦杂合品种主要是纯合亲本品种(系)的杂交F.代种子,目的是利用小麦的杂种优势.杂交F.代杂合品种个体间的遗传基础是一致的,但利用F:代种子的则成为混和品种.2.1.3混和品种混和品种是遗传基础不同的种子混和而成用于生产的品种,个体间的遗传基础不同.2.2小麦纯系品种种子生产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?112.中围幕孝c孟报种子基本相同.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原种原种生产的目的是:将原原种扩繁获得原种,为生产良种或直接为大田生产提供种源.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45,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良种(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5,基本苗l0万株,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.O%,净度98.0%,发芽率85.0%,水分13%.3动态种子繁育中的遗传学基础品种在选育过程中,由于受环境条件的制约和育种年限的限制,某些性状常得不到有效的选择,品种群体内个体间一些性状差异也得不到很好的鉴别和利用.因此,应在种子繁育过程中,利用时间和环境给予的鉴别机遇,充分剔除品种群体内潜在的不良性状,挖掘各种优良遗传潜力,提高种性,延长品种利用期.可见,在该文提出的动态种子繁育理念中,一个小麦品种的育种家种子的种性并不是一成不变的,是可以改进和提高的.但是,育种家种子始终代表该品种的最优种性,是种子繁育的唯一种源.参考文献【1王东阳,姜洁,吴永常.1985-1994年我国若干省份小麦良种对产量贡献的研究.中国农学通报,1997,13(2):16.19.2梁增灵,汤其林.良种繁育推广对河南粮食增产300亿斤的作用.种业导刊,2008,(10):9-10.3】张万松,陈翠云,王春平,等.农作物种子生产程序和种子类别探讨.河南农业科学,2001,(7):1013.4】王春平,张万松,陈翠云,等.中国种子生产程序革新及种子质量标准新体系的构建.中国农业科学,2005,38(1):163.170.【5】张万松,王春平,陈翠云,等.试论中国迈向21世纪的农作物种子生产程序和种子类别.种子,2002,(1):1-4.【6】罗家传,张跃进,姜书贤.我国小麦良种繁育体系的特点与应用.种子,2003,(1):5859.【7欧行奇,李照河,曹廷杰.,J,麦新三级种子生产程序的创建与分析.种子,2007,26(8):5760.8陆作楣,陶瑾.论”株系循环法”.种子,1999,(4):3-5.【9】张万松,陈翠云,王淑俭,等.农作物四级种子生产程序及其应用模式.中国农业科学,1997,30(2):27.33.【1O】姜书贤,罗家传,张洁,等.一圃三级小麦种子生产技术及其应用.麦类作物学报,2000,20(3):95.97.11】盖钧镒.作物育种学各论.北京:中国农业出版社,1997:47.93.