F型小麥雄性不育系與普通小麥雜交組合選配探討

任永康，牛瑜琦，逯成芳，崔 磊，郭 慶，唐朝暉

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所，作物遺傳與分子改良山西省重點實驗室，山西太原030031）

雜種優(yōu)勢利用是提高小麥產(chǎn)量的重要途徑[1]。自20世紀(jì)50年代以來，世界各小麥生產(chǎn)國都開展了雜交小麥的攻關(guān)研究[2-3]。我國在1965年引進美國的T型不育系，開始了雜交小麥的研究，此后全國幾乎所有的小麥育種單位都先后進行了研究[3-4]。現(xiàn)在我國主要有北京、陜西、河南、云南、四川、山西等省市的科研單位在繼續(xù)雜交小麥研究，研究的途徑有3種：一是“二系法”[5-6]研究；二是“化學(xué)殺雄性法”[7-9]（簡稱化殺法）；三是“三系法”[10-11]。因為普通小麥（占世界小麥種植面積90%以上）是六倍體植物，其遺傳機理遠比二倍體或四倍體的水稻、玉米、高粱、大豆等復(fù)雜，雜交小麥的應(yīng)用研究還處于初級階段。

山西省運城市藍紅雜交小麥研究中心馮樹英研究員，通過20多年的研究，育成了F型小麥雄性不育系（即FA），實現(xiàn)了三系配套（小麥雄性不育系、保持系和恢復(fù)系），選育方法獲得國家發(fā)明專利，F(xiàn)A不育系獲得植物新品種權(quán)[12-14]。現(xiàn)在強優(yōu)勢組合的選配是F型雄性不育系研究面臨的首要任務(wù)[15-17]。

本研究以已育成的4個F型不育系（FA）為母本，6個普通小麥品種（系）為父本雜交，進行了主要農(nóng)藝性狀雜種優(yōu)勢的初步選配，以期為后續(xù)研究提供參考。

1 材料和方法

1.1 材料

小麥F型雄性不育系（FA）的4份新品系（FA90-1，F(xiàn)A153-2，F(xiàn)A154-3，F(xiàn)A202-1）由山西省運城市藍紅雜交小麥研究中心馮樹英研究員育成并提供種子；6份普通小麥品種（系）（太113，太13606，太 1512，太 504，pmb，pm51）由山西省農(nóng)科院作物科學(xué)研究所小麥研究室選育、收集并保存。

1.2 方法

2015年5月以6個常規(guī)小麥品種（系）為父本與F型小麥不育系為母本分別配制雜交組合，根據(jù)田間花期情況，配制了12個雜交組合；同年9月底將雜種F1種子、母本種子和父本種子單行種植，行長2.5 m，行距20 cm，株距3 cm，采用大田常規(guī)管理；在小麥生育期，調(diào)查其越冬性、株高、穗長、株型等性狀。灌漿后期，每行隨機選取10穗調(diào)查成熟期F1的公頃穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量。因小麥F型雄性不育系的育性較易恢復(fù)[18]，沒有測定其育性恢復(fù)性。

1.3 測定項目及方法

田間、室內(nèi)調(diào)查項目有株高、抗病性、穗長、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量等。

其中，P1為父本，P2為母本。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)使用Excel 2007進行分析制表。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量因素與強優(yōu)勢組配的關(guān)系

從表1可以看出，超親優(yōu)勢有正向優(yōu)勢，較多為負向優(yōu)勢。由圖1產(chǎn)量三要素的超親優(yōu)勢來看，千粒質(zhì)量優(yōu)勢對產(chǎn)量優(yōu)勢的貢獻最大，穗數(shù)次之，穗粒數(shù)貢獻最小。從表1中還可以看出，產(chǎn)量優(yōu)勢的形成是產(chǎn)量三要素優(yōu)勢互補的結(jié)果。

表1 各組合的產(chǎn)量性狀雜種優(yōu)勢表現(xiàn)

統(tǒng)計有正向產(chǎn)量雜種優(yōu)勢的5個組合為：FA90-1/ 太 113，F(xiàn)A153-2/ 太 113，F(xiàn)A154-3/ 太13606，F(xiàn)A154-3/太 113，F(xiàn)A202-1/太 113，可以看出，父本為太113的雜種優(yōu)勢明顯，所有組合產(chǎn)量均表現(xiàn)為正向優(yōu)勢；除太13606表現(xiàn)正向優(yōu)勢外，其余組合均表現(xiàn)為負向優(yōu)勢。這可能因母本（F型不育系）為半冬性，父本太113和太13606為山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所小麥研究室自育的強冬性品種，適應(yīng)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。因此，筆者認為父本需要選用強冬性品種，雜種才有可能較為適應(yīng)山西省中部麥區(qū)的生長環(huán)境條件。

2.2 農(nóng)藝性狀與強優(yōu)勢組配的關(guān)系

2.2.1 株高 株高不是構(gòu)成產(chǎn)量的直接因素，但株高與生物產(chǎn)量密切相關(guān)，是保證獲得高產(chǎn)的基本前提。株高和產(chǎn)量成正比，但株高超過一定的高度，就會出現(xiàn)倒伏，從而影響產(chǎn)量。從圖2可以看出，所有組合的株高均表現(xiàn)出正向雜種優(yōu)勢，由表2可知，株高基本都在70～80 cm，屬高產(chǎn)型株高的范圍，因此，可以選配出理想株型，有利于篩選強優(yōu)勢組合。

2.2.2 穗長與株型 雖然小麥產(chǎn)量的直接因素并不是穗長與株型，但通過調(diào)節(jié)群體內(nèi)通風(fēng)透光等來影響小麥產(chǎn)量。雜種一代的穗長和株型大都介于父母本之間，但沒有一個超親優(yōu)勢，可以推斷穗長和株型的性狀偏向于母本。母本為披葉型，因此，改良母本株型對篩選強優(yōu)勢組合有利。

2.2.3 越冬性與抗病性 選擇目標(biāo)為山西中部麥區(qū)的雜交小麥，要求越冬性要強，母本在山西南部麥區(qū)選育出來為半冬性，轉(zhuǎn)育適宜山西中部越冬性較好的不育系是重要任務(wù)，父本也要選擇冬性較強的品種。山西中部麥區(qū)的病害主要為白粉病，選育的雜交種要對白粉病有一定的抗性，這樣才有可能大面積推廣。從表2可以看出，F(xiàn)1的抗病性介于雙親之間，母本的抗病性差，因此，在強優(yōu)組合選配時要注重親本的抗病性。

表2 各組合的雙親與雜種農(nóng)藝性狀比較

3 結(jié)論與討論

目前F型小麥的研究利用剛進入起步階段，而常規(guī)小麥的產(chǎn)量水平已經(jīng)達到了相當(dāng)高的水平，給F型雜交小麥研究提出了更高的要求。因此，通過研究親本選配規(guī)律來獲得強雜種優(yōu)勢的組合，這樣有利于提高雜種優(yōu)勢的利用，本研究選用的小麥品種（系）及組配雜交組合的雜種F1，從親本與子代的雜種優(yōu)勢在產(chǎn)量要素以及農(nóng)藝性狀角度進行分析，研究表明，太113是一個優(yōu)良父本，可作為主要親本對組合進行選配。F型不育系要進行改良，轉(zhuǎn)育成越冬性、抗病性較強且株型較為緊湊的不育系，會是山西中部麥區(qū)雜種小麥的利用的突破性進展。

千粒質(zhì)量、穗長、株高的性狀表現(xiàn)出較強的超親優(yōu)勢，且株高的所有組合都表現(xiàn)為正向優(yōu)勢。有些親本個別性狀一般配合力較好，可根據(jù)育種目標(biāo)有選擇性地使用。

大田試驗表明，用小麥F型雄性不育系育成的雜種優(yōu)勢比較明顯[19]，因F型不育系種子量稀少，試驗沒有重復(fù)，且沒有設(shè)置對照品種，以后需進一步研究。