摘要:將法國小麥材料在山東濟南環(huán)境下與當?shù)仄贩N進行比較,結(jié)果顯示,引進種質(zhì)具有穗長、小穗數(shù)多、分蘗成穗多等有利性狀;穗粒數(shù)表現(xiàn)突出,但基因型間差異較大;同時也表現(xiàn)出紅色籽粒、植株偏高的不利特點。法國小麥種質(zhì)較當?shù)赝茝V品種抽穗期延后8~11天,灌漿后期高溫逼熟,導致粒重降低,不經(jīng)改造很難直接利用。經(jīng)過誘變處理選出的法國小麥種質(zhì)早熟突變體生育期明顯縮短,有的抽穗期已經(jīng)接近當?shù)仄贩N,同時也選育得到白粒突變體;試驗中突變體有效分蘗數(shù)多于當?shù)仄贩N,穗長和小穗數(shù)也優(yōu)于當?shù)仄贩N;多數(shù)突變體株高雖得到降低,但生產(chǎn)中直接利用仍有難度,只能作為“中間體”為育種利用。
關(guān)鍵詞: 法國小麥;誘變育種;農(nóng)藝性狀
中圖分類號:S512.102.4文獻標識號:A文章編號:1001-4942(2013)04-0021-04
1材料與方法
選取7個引自法國的小麥種質(zhì)、6個經(jīng)過改造的早熟突變體及4個當?shù)赝茝V品種共17個小麥材料(表1)。試驗安排在山東章丘龍山基地,2010年10月7日播種,小區(qū)面積3 m2,3行區(qū),設(shè)計密度每6667m2 18萬基本苗,3次重復,隨機區(qū)組排列。田間調(diào)查生育期、基本苗、單位面積穗數(shù),成熟期取樣后按小區(qū)收獲測產(chǎn)。室內(nèi)考種性狀有株高、有效分蘗、穗長、主穗小穗數(shù)、不孕小穗數(shù)、主穗粒數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重、千粒重、粒色、穗型和芒型。獲得數(shù)據(jù)進行方差分析,利用方差分析數(shù)據(jù)估算廣義遺傳率[4]。
2結(jié)果與分析
21生育期
211法國小麥種質(zhì)生育期參試法國小麥種質(zhì)拔節(jié)期在4月29日~5月2日(表1),較當?shù)仄贩N晚5~8 d;抽穗期在5月12日~5月15日,比當?shù)仄贩N晚8~11 d;成熟期為6月16日~6月20日,晚于當?shù)仄贩N3~7天。法國小麥種質(zhì)抽穗期與當?shù)仄贩N相差的天數(shù)比拔節(jié)期相差天數(shù)明顯加長,而法國小麥種質(zhì)抽穗-成熟間隔天數(shù)(34~36 d)短于當?shù)仄贩N(39~41 d),后期逼熟現(xiàn)象明顯。
212法國小麥種質(zhì)突變體生育期突變體比其誘變親本拔節(jié)提前0~5 d,抽穗期提前3~10 d,早熟表現(xiàn)明顯;由于親本和部分突變體受程度不同的高溫逼熟影響,較難根據(jù)成熟期對后代準確選擇。在突變體中,09FS1591和09FS1495拔節(jié)期與親本相比沒有提前,抽穗期分別比其親本提前3 d和5 d,但仍晚于當?shù)仄贩N較多,后期高溫逼熟,籽粒飽滿度差;09FS2511與其親本比拔節(jié)稍有提前,抽穗提前5 d,只稍晚于當?shù)仄贩N,成熟期和當?shù)仄贩N相當,但田間觀察屬于早衰類型;09FS2341和09FS2180比親本早拔節(jié)5 d、3 d,早抽穗8 d,抽穗期和成熟期與當?shù)仄贩N相當,收獲籽粒較為飽滿;突變體09FS2635與其誘變親本相比拔節(jié)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當?shù)貙φ掌贩N(表1)。
22農(nóng)藝性狀
222法國小麥種質(zhì)突變體農(nóng)藝性狀早熟突變體與其誘變親本成對比較(表2),除09FS2341株高較其親本提高外,其余突變體株高普遍降低,但平均值仍高于當?shù)仄贩N;突變體主穗長度和主穗小穗數(shù)比其對應(yīng)親本互有增減(圖1),但平均值仍高于當?shù)仄贩N,平均穗長多050 cm、平均小穗數(shù)多11個;突變體主穗粒數(shù)比其親本雖互有增減(圖2),但平均穗粒數(shù)低于誘變親本,甚至也較當?shù)仄贩N平均表現(xiàn)低;突變體單株有效分蘗較其親本均有不同程度的下降,6667m2穗數(shù)降多升少,但兩者的平均值高于當?shù)仄贩N;隨著抽穗期的提前,突變體千粒重得到較大幅度的改善(圖3),但和當?shù)仄贩N比仍有提高空間,唯一例外的是09FS2511,其千粒重較其親本降低,表現(xiàn)出早衰類型的特征。法國小麥普遍的紅色籽粒不符合當?shù)匦←溝M習慣,經(jīng)誘變改良后的早熟突變體有的具有白色籽粒。
23廣義遺傳力
3討論與結(jié)論
近年來我國小麥高產(chǎn)育種取得了很大成就,黃淮麥區(qū)已有諸多小麥品種產(chǎn)量潛力接近12 000 kg/hm2,超高產(chǎn)和高產(chǎn)廣適新品種的選育急需引進不同類型高產(chǎn)小麥遺傳資源。法國為世界著名的小麥高產(chǎn)地區(qū),其北部麥區(qū)小麥平均單產(chǎn)9 000 kg/hm2左右,同時法國很多小麥品種含有來源于偏凸山羊草的VPM片段[5],抗病能力非常突出。然而法國麥區(qū)位于北緯40°20′和51°5′以及西經(jīng)4°47′和東經(jīng)8°15′之間,由于適宜的氣候條件和特殊的耕作制度,小麥生育期長達300天。因此全面考察法國小麥種質(zhì)資源在引入麥區(qū)生長發(fā)育及農(nóng)藝性狀表現(xiàn)差異,是充分有效地利用其育種價值的開端。
本研究結(jié)果顯示,與當?shù)仄贩N相比,參試法國小麥種質(zhì)拔節(jié)晚5~8天,抽穗晚8~11天,拔節(jié)到抽穗間隔較當?shù)仄贩N延長,而抽穗至成熟間隔天數(shù)明顯壓縮,后期高溫導致法國種質(zhì)籽粒灌漿嚴重不足,千粒重降低,逼熟現(xiàn)象明顯,對引入地地理氣候條件和耕作制度較難適應(yīng)。法國小麥種質(zhì)表現(xiàn)出穗長、小穗數(shù)多、分蘗成穗率高和較多群體穗數(shù)等優(yōu)異性狀,對當?shù)匦←溣N有著重要價值,但存在的晚熟、植株較高、紅粒等不利性狀是雜交育種親本選配和后代選擇必須克服的。
針對法國小麥種質(zhì)晚熟和紅粒這2個當?shù)赜N利用的最大限制因素,山東省農(nóng)科院原子能農(nóng)業(yè)應(yīng)用研究所開展了誘變改造嘗試。經(jīng)過處理選出早熟突變體,生育期明顯短于法國小麥親本,有的早熟突變體同時具有白色籽粒。從突變體選育中體會到,因逼熟現(xiàn)象的存在,成熟期作為早熟的指標是不可靠的;早熟性的選擇應(yīng)該以抽穗期為考察重點,輔以拔節(jié)期作參考,只有選出拔節(jié)期和抽穗期均明顯提前的突變體才能提高早熟改造效率??疾烊脒x早熟個體的千粒重可有效地剔除早衰類型突變體。因法國小麥生態(tài)類型和當?shù)匦←溝嗖钸^大,通過一次輻射誘變處理難以選出能夠直接利用的小麥材料,但卻在很大程度上減少了將法國小麥種質(zhì)做親本同當?shù)匦←滊s交育種的難度。隨著生育期的縮短,突變體有效分蘗數(shù)低于法國小麥種質(zhì),但仍多于當?shù)仄贩N,主穗長和小穗數(shù)也仍優(yōu)于當?shù)仄贩N。大部分突變體株高雖得到降低,但要符合當?shù)卦耘嗔晳T仍有改造空間。本試驗中各突變體的穗粒數(shù)變幅較大,其遺傳力估算值也比較低,重視選擇和利用具有多花性的早熟突變體才能發(fā)揮法國小麥種質(zhì)價值。
參考文獻:
[1]
李新華,李鵬, 張鋒,等 法國小麥遺傳育種研究概況[J] 山東農(nóng)業(yè)科學,2010,6:27-28
[2]李新華,李鵬,張鋒,等 法國小麥種質(zhì)資源的特點與誘變利用[J] 山東農(nóng)業(yè)科學,2009,6:27-29
[3]李鵬,孫明柱,張峰,等 法國小麥種質(zhì)高分子量麥谷蛋白亞基組成分析[J] 山東農(nóng)業(yè)科學,2009,9:5-7
[4]孔繁苓 植物數(shù)量遺傳學[M]北京:中國農(nóng)業(yè)大學出版社,2006
[5]Bonjean A P, Angus W J The world wheat book: a history of wheat breeding[M] France: Lavoisier Publishing ,2000