浅议小麦矮源亲本材料后代的负面影响
一、前言
上個世紀后期,我國的小麥生產面臨著諸多挑戰,品種單一、產量低、抗倒伏、抗逆性差。在這樣的背景下,一批有識之士開始踏上小麥育種的探索之路。小麥矮化育種成為最佳育種目標,老專家們通過對國內外優良品種的引進和篩選,積累了寶貴的育種經驗和優秀的矮桿小麥品種。小麥矮化育種歷程承載著無數農業科學家的智慧與汗水,矮桿小麥品種為保障國家糧食安全發揮了至關重要的作用。這些矮桿高產品種和育種材料的影響一直輻射至今。(黃淮南片水地)以西農881、周麥9號、周麥16、矮抗58為代表。
目前的狀況是育種競爭激烈,市場對品種要求更高更多元化,總結就是要抗病抗倒、高產、優質,而這些矮桿品種及其衍生品種作為矮源材料越來越發現其負面影響。
二、育種實踐
我本人育種實踐中,很多雜交后代的品系,株高偏高的往往比同組合的低桿的品質好,尤其是籽粒的色澤、容重均好于低桿的系,我一個組合是自育中間材料與新麥26雜交,后代群體中,株高80-85的幾個系,籽粒圓潤、光亮,籽粒商品性實在漂亮,目測品質沒問題,株高在80以下的幾個系,籽粒腹溝、表皮在對比下黯然失色,所幸抗倒伏性過關,但是偏離了老板們的80公分以下心理范圍,選擇焦慮。
另一個組合是自選材料與淮麥33的后代,也是80公分以上的對葉銹病、條銹病抗性為中抗,80公分以下的中感、慢感、高感,赤霉病抗性也是這樣的情況,現在的審定標準,選低桿的參加區試,抗病性難過,也是麻煩,80-85公分的品種在大面積情況下讓人看著又有顧慮,陷入選擇焦慮中。
株高與抗倒春寒,就我的觀察體會,同一個組合的后代,植株高的抗倒春寒能力要優于低的,倒春寒影響會導致后代出現生物學混雜而分離(???),低桿的品系明顯后代會出現更多的生物學分離,高的分離明顯少(但是不絕對,矮抗58就不嚴重),這個是不是和矮桿敗育有關,還是矮桿敗育也是倒春寒帶來的溫敏不育??? 在生產上,看到一些品種高低不齊,其抗倒春寒能力都需要打問號,生產上提純復壯成本相差很多,我們有一個矮桿品種在推廣過程中,原原種繁殖的都是高低不齊,最后放棄推廣。
三、總結一下利用小麥矮源親本材料后代的一些負面影響,主要包括以下方面:
1. 產量相關方面:
籽粒產量下降:攜帶某些矮桿基因可能會對小麥的籽粒灌漿產生負面影響,導致千粒重降低、穗粒數減少等,從而使小麥的最終產量下降。有研究指出,一些矮稈且審定的千粒重低于 45 克以及畝成穗低于 40 萬穗的品種,產量減少的風險較大。對氮肥需求增加:矮稈基因可能影響小麥對氮素的利用效率,導致植株需要較高的氮肥投入才能維持正常的糧食產量。這不僅增加了種植成本,還可能對環境造成一定的壓力,比如過量施用氮肥可能導致土壤酸化、水體富營養化等問題。
2. 生長發育方面:
種子出苗能力差:部分矮稈基因屬于赤霉素不敏感型,會造成胚芽鞘變短,影響種子頂土出芽能力和幼苗活力,不利于小麥的正常出苗和前期生長。植株早衰:矮稈小麥品種的根系容易早衰,葉片也容易早枯。雖然有些矮稈小麥可能在生育后期表現為晚熟,但實際上是一種“青枯”現象,這會導致小麥的灌漿期縮短,千粒重降低,籽粒品質變劣。
3. 抗逆性方面:
綜合抗性降低:植株的綜合抗性(抵抗多種病害和抗倒伏)能力與細胞壁厚度等因素有關,而矮稈小麥由于節間縮短、莖稈變細等原因,可能導致細胞壁厚度不足,從而使綜合抗性降低,更容易受到病蟲害的侵襲。抗倒伏能力未明顯提升:雖然矮稈小麥在理論上具有較好的抗倒伏能力,但實際上,如果莖稈質量差、根系不發達或對根莖腐爛等病害的抗性差,即使植株矮小,也不一定能真正實現抗倒伏。
4. 光合作用方面:
光合源不足:植株矮小可能導致葉面積系數變小,葉片相互遮擋,影響植株整體的光合作用效率,減少光合產物的積累,進而影響生物產量和經濟產量。通風透光性差:矮稈小麥的節間短、葉片密,會造成田間通風透光性差,空氣流通不暢,濕度增加,為病害的滋生和傳播創造了有利條件,加重病害的發生。
四、建議改變育種思路和材料
2024年的品種審定標準修正中的品種相似度要求提高的目的其實是要求新品種遺傳背景多元化,類型多元化,所以作為育種者應該求新求變,使自己的品種進入市場上盡量與眾不同。我目前也在改變,用西南的一些抗性好的材料、四川農科院的一些遠緣材料后代、北方的一些耐寒材料作為親本半遠緣雜交,其后代的性狀確實無法一步達到理想的品種,基本只能作為中間材料,豐富中間材料,我想才是最重要的一步。慢下來,不用預先制定育種目標限制更多可能。株高高一點也可以出好品種,比如淮麥33、徐麥35等。
綜上,是本人試驗、育種工作的切身體會和參考一些研究資料,這段時間總結、備播忙,時間緊張,文筆有限,啰啰嗦嗦寫了這些體會、疑問,希望與老師、朋友們多多交流。不當之處,煩請各位老師、專家指正。