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    高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)小麥新品種運(yùn)麥14觀74的選育與應(yīng)用

    2019-08-13 07:20:32
    種子 2019年7期
    關(guān)鍵詞:穗數(shù)抗病性突變體

    (山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所, 山西 運(yùn)城 044000)

    小麥?zhǔn)巧轿魇≈饕Z食作物之一,常年種植面積約70萬hm2。主要集中在運(yùn)城、臨汾地區(qū)[1-2],面積約占全省的80%以上[3-4],其中水地面積約占50%。旱地小麥由于受到氣候影響,產(chǎn)量變化幅度較大。因此山西小麥產(chǎn)量豐產(chǎn)主要依靠旱地小麥,穩(wěn)產(chǎn)主要依靠水地小麥。培育適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂驐l件冬春干旱、倒春寒時(shí)常發(fā)生[5-7]的高產(chǎn)、廣適水地小麥新品種是育種者的主要目標(biāo)。運(yùn)麥14觀74為適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蚣吧a(chǎn)需要,由山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所麥類作物研究室于2008年用改良系譜法、水旱輪選、HWM-GS鑒定、多年多點(diǎn)鑒定將多穗、株型緊湊、抗病性好的Ayc 13145做母本,廣適、千粒重高的08-13做父本進(jìn)行有性雜交,經(jīng)過9年選育而成的小麥新品種。該品種于2018年12月通過山西省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定(審定編號(hào):晉審麥20180004),命名為運(yùn)麥14觀74。

    1 品種來源與選擇經(jīng)過

    1.1 育種目標(biāo)

    運(yùn)麥14觀74的選育立足山西省南部中熟冬麥區(qū),也屬于黃淮麥區(qū)北片區(qū)。其能夠適應(yīng)當(dāng)?shù)匦←湽酀{期逐漸延長(zhǎng)的氣候特點(diǎn),同時(shí)具有中熟,分蘗能力強(qiáng),抗寒,抗旱,耐倒春寒,抗病性較好,抗干熱風(fēng)能力強(qiáng),高千粒重的產(chǎn)量潛力在600 kg·(667 m2)-1左右的半冬性小麥新品種[8-9]。

    1.2 親本來源

    母本Ayc 13145采集于黃淮麥區(qū)北片區(qū)試品系,該品系半冬性,穗層整齊,分蘗能力較強(qiáng),成穗率高,株型緊湊、旗葉短小上沖、成熟落黃性好。父本08-13是山西省農(nóng)科院棉花研究所利用運(yùn)豐早21為母本和邯鄲5326為父本進(jìn)行雜交選育的廣適、抗病抗逆性好、高千粒重的小麥品系,該品系優(yōu)點(diǎn)是抗寒性好、比對(duì)照良星99早熟約3 d。缺點(diǎn)是穗數(shù)較少,春季起身略早、旗葉平展。將兩品系進(jìn)行雜交組配,可以做到部分農(nóng)藝性狀間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

    1.3 選育經(jīng)過

    2009年夏天配制雜交組合,Ayc 13145×08-13,F(xiàn)0收獲種子18粒。2010年F1(編號(hào):F110431)在水地條件下種植1行,由于其雜種一代的田間表現(xiàn)植株整齊、株高適中、成穗多、抗病性較好、表現(xiàn)出明顯的雜種優(yōu)勢(shì),成熟單株14株,全部混合收獲。2011年F2小區(qū)種植約1 500粒種子,該組合表現(xiàn)為分離類型豐富、分蘗能力強(qiáng)、株高80 cm左右、抗病性好,在該小區(qū)中選擇約300個(gè)紡錘型、長(zhǎng)方型的單穗混脫。2012年F3代稀播,約700粒種子,選擇單株成穗在7~10個(gè),株高75 cm左右,穗層一致等綜合性狀突出的單株進(jìn)行脫粒,根據(jù)籽粒重量、飽和度等考種淘汰選留103株,單株3行播種,每行50粒。2013年F4選擇整齊度好、分蘗能力強(qiáng)、成穗率高、抗病性好、粒重高的株系6個(gè)進(jìn)行單獨(dú)收獲脫粒。2014年F5代進(jìn)行水、旱2種環(huán)境的小區(qū)鑒定,選擇遺傳性狀穩(wěn)定一致,綜合性狀優(yōu)良,2種環(huán)境中產(chǎn)量都較高品系出圃,編號(hào):10431-6-Z 12-13-14 G 74。同年進(jìn)行HWM-GS亞基鑒選。2015年進(jìn)行3次重復(fù)小區(qū)的品系比較試驗(yàn),其比對(duì)照高約10.1%,命名為運(yùn)麥14觀74。2016年對(duì)該品系在同一生態(tài)區(qū)不同地點(diǎn)(臨汾、永濟(jì)、晉城、運(yùn)城等)進(jìn)行生態(tài)適應(yīng)性和產(chǎn)量鑒定。2017年參加山西省南部水地中熟冬麥區(qū)第1年區(qū)域試驗(yàn),同時(shí)進(jìn)行抗病性鑒定、DUS檢測(cè)、品質(zhì)分析。2018年繼續(xù)參加第2年區(qū)試,繼續(xù)進(jìn)行DUS檢測(cè)、品質(zhì)分析和抗病性鑒定,同時(shí)進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn),表現(xiàn)良好,符合審定要求和標(biāo)準(zhǔn)。于2018年12月通過山西省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定,定名為運(yùn)麥14觀74。

    表1 運(yùn)麥14觀74和良星99(ck)在山西區(qū)試及生產(chǎn)試驗(yàn)中的產(chǎn)量構(gòu)成因素比較

    項(xiàng)目 2016—2017年(區(qū)試) 2017—2018年(區(qū)試) 2017—2018年(生產(chǎn)試驗(yàn))運(yùn)麥14觀74ck運(yùn)麥14觀74ck運(yùn)麥14觀74ck穗數(shù)/萬穗44.745.842.744.143.645.6比對(duì)照%-2.4-3.2-4.4標(biāo)準(zhǔn)差/萬穗5.54.32.93.44.62.5穗粒數(shù)/粒35.133.633.132.133.831.6比對(duì)照%4.53.17.0標(biāo)準(zhǔn)差/粒4.83.74.44.05.14.4千粒重/g44.641.645.143.245.442.9比對(duì)照%7.24.45.8標(biāo)準(zhǔn)差/g4.11.63.63.43.05.5產(chǎn)量/[kg·(667m2)-1]594.3559.3445.1432.3433.4423.3比對(duì)照/%6.33.02.4標(biāo)準(zhǔn)差/[kg·(667m2)-1]36.546.983.784.373.983.8

    1.4 區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)示范試驗(yàn)產(chǎn)量表現(xiàn)

    2016—2017年第1年參加山西省南部中熟冬麥區(qū)水地區(qū)域試驗(yàn),當(dāng)年小麥成熟期,遭遇連續(xù)陰天小雨,部分參試材料出現(xiàn)穗發(fā)芽現(xiàn)象,但該品系僅僅表現(xiàn)籽粒紅色變淺,無穗發(fā)芽,表現(xiàn)較強(qiáng)的抗穗發(fā)芽能力。根據(jù)表1,該品種平均產(chǎn)量達(dá)到594.3 kg·(667 m2)-1,比對(duì)照良星99增產(chǎn)6.3%,平均穗數(shù)44.7萬,穗粒數(shù)35.1粒,千粒重44.6 g。增產(chǎn)點(diǎn)率100%,居試驗(yàn)第3位。2017—2018年參加第2年區(qū)試,當(dāng)年山西省南部4月5—7日遭遇嚴(yán)重的倒春寒,部分品系凍害嚴(yán)重,該品系也受到影響,其中一個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)由于播種早,減產(chǎn)較大,但整體上平均產(chǎn)量達(dá)到445.1 kg·(667 m2)-1,比對(duì)照良星99增產(chǎn)3%,平均穗數(shù)42.7萬,穗粒數(shù)33.1粒,千粒重45.1 g。增產(chǎn)點(diǎn)率87.5%,居試驗(yàn)第7位。同年參加生產(chǎn)示范試驗(yàn),平均產(chǎn)量達(dá)到433.4 kg·(667 m2)-1,比對(duì)照良星99增產(chǎn)2.4%,平均穗數(shù)43.6萬·(667 m2)-1,穗粒數(shù)33.8粒,千粒重45.4 g。增產(chǎn)點(diǎn)率87.5%,居試驗(yàn)第4位。通過2年該品種與ck產(chǎn)量標(biāo)準(zhǔn)差分析,其均較小,說明該品種區(qū)試各點(diǎn)產(chǎn)量離散程度較小,表明其對(duì)各點(diǎn)環(huán)境適應(yīng)性較好,2年中經(jīng)受了較為惡劣的氣候條件,依然達(dá)到審定標(biāo)準(zhǔn),屬于穩(wěn)產(chǎn)性品種。而在穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重方面標(biāo)準(zhǔn)差大于ck,表明這幾個(gè)方面穩(wěn)定性略差。且穗數(shù)均小于ck。

    2 主要特征特性

    2.1 特征特性

    屬于半冬性,全生育期240 d左右,比對(duì)照良星99早熟1 d。幼苗半匍匐,葉片細(xì)長(zhǎng),葉色深綠色,分蘗力較強(qiáng),抗倒春寒能力中等。株高80~87 cm,株型半緊湊,莖稈彈性中等,抗倒性中等。莖葉蠟質(zhì)較弱,旗葉直立到平展,穗層整齊,成熟落黃好。穗型長(zhǎng)方型,穗長(zhǎng)8.0~8.5 cm,穗白色,中長(zhǎng)直芒、芒稈黃色。護(hù)穎橢圓形,穎丘肩,穎嘴中彎,小穗密度中等。籽粒卵圓形,粒紅色,籽粒硬質(zhì),較飽滿。穗數(shù)42萬~48萬,穗粒數(shù)32~35個(gè),千粒重43~47 g。HWM-GS亞基組合為1、7+8、2+12。抗凍性中等,抗旱性中等,抗青干、抗干熱風(fēng)、抗穗發(fā)芽能力強(qiáng)。

    特殊標(biāo)記是該品種為類病變突變體材料(lesionmimics Mutants)[10-11]。根據(jù)田間表現(xiàn)屬于環(huán)境敏感型[12]和生殖生長(zhǎng)起始型類病變型(reproductive initiation lesion mimics,RILM)[13]。主要表現(xiàn)在生長(zhǎng)階段后期也就是抽穗期一直持續(xù)到成熟期,小麥葉片出現(xiàn)白色的米粒大小的可遺傳的病變斑,旗葉和倒2葉尤其明顯[14]。由于大部分類病變突變體對(duì)一些植物病原體顯示出較強(qiáng)的抗病性[15]。所以運(yùn)麥14觀74提供了可以研究細(xì)胞程序性死亡(programmed cell death,PCD)[16]和植物防衛(wèi)應(yīng)激反應(yīng)的機(jī)制的種質(zhì)材料。

    2.2 品質(zhì)性狀

    2017、2018年經(jīng)農(nóng)業(yè)部谷物及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(哈爾濱)檢測(cè),籽粒平均容重827 g·L-1,粗蛋白(干基)含量14.23%,濕面筋含量(以14%水分計(jì))31.4%,面團(tuán)形成時(shí)間2.7 min,穩(wěn)定時(shí)間2 min,弱化度163.0 F.U,粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)42 mm,評(píng)價(jià)值39。

    2.3 抗病性鑒定

    山西省區(qū)試抗病性鑒定結(jié)果:2017年中感條銹病、葉銹病和白粉病。2018年輕感條銹病,中感葉銹病和白粉病。

    2.4 DUS檢測(cè)

    2017、2018年連續(xù)2年在農(nóng)業(yè)部植物新品種測(cè)試(原陽(yáng))分中心進(jìn)行植物品種特異性、一致性和穩(wěn)定性檢測(cè)。通過對(duì)已知品種庫(kù)采用QL相等,PQ相等,QN小于3條件篩選,結(jié)果篩選為0個(gè)品種,判定具備特異性。同時(shí)根據(jù)農(nóng)業(yè)部植物新品種測(cè)試(原陽(yáng))分中心測(cè)試結(jié)果,判定具備一致性,穩(wěn)定性。其中近似品種名稱為濟(jì)核161,該品系護(hù)穎卵圓形、籽粒白色、質(zhì)地半角質(zhì)。而運(yùn)麥14觀74護(hù)穎橢圓形、籽粒紅色、質(zhì)地角質(zhì)。

    2.5 高產(chǎn)栽培技術(shù)要點(diǎn)

    適宜區(qū)域?yàn)樯轿魇∧喜恐惺於渽^(qū)水地種植,主要為中、高水肥地。栽培管理措施應(yīng)根據(jù)不同年份的氣候和環(huán)境特征制定[17],針對(duì)當(dāng)?shù)赝寥鲤B(yǎng)分含量情況為缺氮、少磷、富鉀,以及一年兩熟小麥-玉米輪作中玉米秸稈還田腐熟過程中微生物對(duì)N的需求和C/N比例失調(diào)問題,小麥播種前要施足底肥,增施有機(jī)肥。適期播種,一般為9月底至10月7日[18-19],考慮當(dāng)?shù)囟皽囟仍龈呒暗勾汉畷r(shí)有發(fā)生,建議推遲播種到10月15日左右?;久缈刂圃?7萬~25萬苗·(667 m2)-1為宜。12月上旬依據(jù)降雨情況澆足越冬水,促進(jìn)根系生長(zhǎng)與分蘗。3月中下旬根據(jù)天氣情況澆好返青起身水,隨水追施7.5~10 kg·(667 m2)-1尿素,適當(dāng)延緩拔節(jié)期,預(yù)防由于拔節(jié)期提前遭受倒春寒的危害。拔節(jié)期前進(jìn)行化學(xué)除草,特別注重節(jié)節(jié)麥、野燕麥的防治,并防治紅蜘蛛。抽穗至灌漿期注重蚜蟲、銹病、白粉病、赤霉病等病蟲害防治。注重“一噴三防”措施促進(jìn)灌漿,增粒增重,充分協(xié)調(diào)好產(chǎn)量三要素[20]。小麥完熟初期適時(shí)機(jī)械收獲,并及時(shí)晾曬。

    3 選育探討

    山西省大面積推廣的水地小麥品種主要是山東、河北培育的山農(nóng)22、濟(jì)麥22、魯原502等,當(dāng)?shù)剡x育的品種較少,主要是晉麥84、晉麥96等。河南選育的品種由于對(duì)當(dāng)?shù)馗珊岛偷勾汉m應(yīng)較差,種植具有一定風(fēng)險(xiǎn),推廣面積相對(duì)較小。

    因此,在選育過程中親本來源主要是大面積推廣品種或者區(qū)試品系之間的組合。這種組合優(yōu)點(diǎn)是綜合農(nóng)藝性狀好,穩(wěn)定快,聚合了許多優(yōu)異性狀基因。缺點(diǎn)是遺傳多樣性差,DUS檢測(cè)相似性高,農(nóng)藝性狀趨于相同,對(duì)適應(yīng)當(dāng)?shù)貫?zāi)害性氣候存在巨大隱患。其次是主推品種與當(dāng)?shù)刈杂废档慕M合,優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂驐l件,具有良好的抗逆、抗病性。缺點(diǎn)是豐產(chǎn)性較差,穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng),綜合農(nóng)藝性狀一般。如何更加合理的選擇親本材料是當(dāng)前當(dāng)?shù)赜N者面臨的主要工作,也是保障當(dāng)?shù)匦←溣N健康發(fā)展的主要問題。

    在該品系選育過程中,發(fā)現(xiàn)該品系為類病變突變體,其姊妹系部分也是突變體。研究表明,該類突變體有旗葉生長(zhǎng)后期葉片功能喪失較快,引起籽粒千粒重降低現(xiàn)象[11-13]。但在本選育過程中,卻發(fā)現(xiàn)該類突變體千粒重普遍較高,一般在44~47 g,抗病性在大田中表現(xiàn)也較好,但區(qū)試檢測(cè)為中感。為了更好的利用該類型突變體,還需從分子方面深入研究。

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