“保種圃法”繁育常規(guī)粳稻原種的原理和方法

楊茂昌

（楚雄州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究推廣所，云南楚雄 675000）

楚雄州是云南省常規(guī)粳稻種子繁育主要基地，是農(nóng)業(yè)部重點(diǎn)投資建設(shè)的高原粳稻原原種、原種繁育中心之一。州內(nèi)常年種植常規(guī)粳稻100萬畝左右，每年繁殖粳稻良種3.2萬余畝，收銷種子800多萬 kg，種子銷往云、貴、川三省的11個(gè)地（州、市）的40多個(gè)市（縣），可種植200多萬畝。如何使繁育收銷的種子保質(zhì)保量，尤其是確保各個(gè)品種的純度，一直是一個(gè)很大的難題。為了解決這一問題，筆者通過試驗(yàn)研究，提出了“保種圃法”［1］繁育粳稻原種的新方法，多年的實(shí)踐證明該方法是可行的。

1 保種圃繁育法的提出

1.1 原種繁育存在的問題

2000年以來，隨著粳稻育種步伐加快，新品種不斷推出，用于生產(chǎn)的新品種數(shù)量不斷增加；隨著農(nóng)田灌溉條件得到改善和農(nóng)民科技意識(shí)的提高，農(nóng)民為了增加收入，對(duì)品種的選擇出現(xiàn)了前所未有的多樣性。這樣，在生產(chǎn)上就出現(xiàn)了種植的品種數(shù)量增多，而每個(gè)品種所需要的種子數(shù)量下降的狀況。隨著品種數(shù)量的不斷增加，科技人員的提純繁育任務(wù)也在不斷加大。用傳統(tǒng)的三圃法［2］、兩圃法［2］或株系循環(huán)法［3］來繁育原種，每年要繁育20多個(gè)品種，當(dāng)年就要到田間采選2000多個(gè)各個(gè)品種的單株，再到室內(nèi)進(jìn)行考種、比較、篩選、脫粒，第二年又要拿到田間分品種、分株系育秧、移栽鑒定。這不僅花費(fèi)了大量的人力、物力、財(cái)力，而且由于工作繁雜，環(huán)節(jié)多，人力有限，繁育效果也不盡人意。

1.2 試驗(yàn)研究

面對(duì)提純繁育的品種多，每個(gè)品種所需原種數(shù)量不大，工作量繁重的問題，筆者思考能否在現(xiàn)行的三圃法、株系循環(huán)法的基礎(chǔ)上作些改進(jìn)，用簡便的方法來提純繁育原種以減輕工作量，而且不影響提純繁育的品種數(shù)量和種子質(zhì)量?？偨Y(jié)多年來提純繁育工作中的經(jīng)驗(yàn)和田間觀察得到的印象，筆者認(rèn)為，可以采用減少選擇單株的次數(shù)和數(shù)量的方法來達(dá)到這一目的。并于2002年后用經(jīng)單株選擇、田間種植鑒定，已經(jīng)提純的品種合系41號(hào)、楚粳24號(hào)的經(jīng)兩年重復(fù)繁殖的種子（已去雜）與兩品種的三圃株系種子進(jìn)行二年的大區(qū)種植對(duì)比，在田間進(jìn)行目測比較，發(fā)現(xiàn)二者在分蘗、抽穗、成熟等各主要生育期進(jìn)程和外觀及整齊度上都無明顯差別。

經(jīng)過對(duì)不同品種用不同提純繁育方法繁殖的種子在大田種植比較，并借鑒其他作物種子的繁育技術(shù)，筆者于2005年、2006年以現(xiàn)行楚雄州內(nèi)推廣面積最大的兩個(gè)品種合系22-2號(hào)和楚粳27號(hào)作材料，用三種不同提純方法繁育的種子進(jìn)行兩年的種植比較試驗(yàn)，準(zhǔn)確觀察記載兩品種不同處理的各主要性狀，看是否有較為明顯的差異。其中合系22-2號(hào)表現(xiàn)為主穗和分蘗穗高度有3 cm左右的差異，即穗層高度不一致；而楚粳27號(hào)的主穗和分蘗穗高度差異很小，即穗層較為整齊。兩個(gè)品種各設(shè)保種圃種繁育、循環(huán)株系種繁育、三圃株系種繁育共三個(gè)處理。其中保種圃種繁育處理代表新的方法，三圃株系種繁育處理代表多年延用的三圃法或兩圃法，循環(huán)株系種繁育處理代表現(xiàn)行的株系循環(huán)法。

1.3 試驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)過兩年兩品種試驗(yàn)的田間調(diào)查、室內(nèi)考種、稱產(chǎn)，得出了用保種圃種、三圃株系種、循環(huán)株系種三處理（三種種源）繁育原種的各主要生育期、株高、整齊度、抗稻瘟病、穗長、穗粒、千粒重、畝產(chǎn)量等主要性狀的數(shù)據(jù)和直觀感覺，經(jīng)過對(duì)試驗(yàn)各處理三重復(fù)的平均數(shù)據(jù)作分析比較，其結(jié)論是：（1）兩個(gè)品種各三個(gè)處理的主要生育期除始穗期稍有差異而外,各品種的抽穗期、齊穗期、成熟期都是一致的，兩年的結(jié)果也是一致的。（2）兩個(gè)品種各三個(gè)處理的最高莖蘗、單位面積有效穗、成穗率差異很小,可以看成是基本一致的，兩年的結(jié)果也是一致的。（3）穗部性狀是一個(gè)品種的主要性狀，兩個(gè)品種各三個(gè)處理的穗長、穗粒數(shù)、穗實(shí)粒數(shù)、千粒重基本一致，兩年的結(jié)果也是一致的。（4）產(chǎn)量和株高是一個(gè)品種的兩個(gè)主要性狀，兩個(gè)品種各三個(gè)處理的產(chǎn)量和株高差異很小，可以看成基本一致，尤其株高幾乎相等。用2006年兩品種的試驗(yàn)數(shù)據(jù)中的畝產(chǎn)量和株高做變量分析，其結(jié)果是產(chǎn)量和株高差異都不顯著。（5）2005年、2006年在分蘗期、成熟期分別從試驗(yàn)田的不同角度對(duì)兩個(gè)品種的各三個(gè)處理進(jìn)行目測比較，葉色、葉片大小整齊一致，熟色熟相均勻一致。由于用化學(xué)農(nóng)藥防治過稻瘟病、飛虱等病蟲，兩個(gè)品種各處理在兩年中都沒有發(fā)生稻瘟病和白葉枯病，蟲害也很輕。

根據(jù)大區(qū)試驗(yàn)觀察和兩年小區(qū)試驗(yàn)結(jié)果，以及2006-2008年三年的大田繁殖原種和生產(chǎn)用種實(shí)踐，可以得出一個(gè)結(jié)論，即用保種圃種子來繁育原種是可行的，筆者把這種方法叫做“保種圃法”。

2 保種圃繁育法的技術(shù)程序與技術(shù)要點(diǎn)

該方法主要是使用純真的育種家種子或經(jīng)單株選擇、株行（系）鑒定、去雜去劣后混合收獲的純真混系種子來建立保種圃，以后每年都用保種圃種子來繁育原種，同時(shí)用一部分保種圃種子來建立保種圃。

其技術(shù)要點(diǎn)是應(yīng)用育種家種子或經(jīng)提純的種子建立保種圃，以保種圃為中心安排原種田，在保種圃內(nèi)進(jìn)行單株種植，嚴(yán)格去雜去劣，妥善保管，嚴(yán)防混雜，并可視情況重新選純。

2.1 建立保種圃

使用各品種純真的育種家種子或純真的株系混合種子建立保種圃。在應(yīng)用該方法之前，一定要經(jīng)過單株選擇、株行（系）種植鑒定，淘汰雜劣株行，混合收獲純真的株系種子或使用純真的育種家種子才能用來建立保種圃。

2.2 以保種圃為中心

在原種繁殖中，以保種圃為中心計(jì)劃安排原種田。以保種圃為中心，將原種田設(shè)置在其周圍，以確保防止機(jī)械混雜和與其他品種雜交混雜。保種圃的面積可根據(jù)原種繁殖需要量來設(shè)置，現(xiàn)行種植的粳稻品種一般畝產(chǎn)種子600 kg左右，每畝秧田需播種40 kg左右，可移栽大田15畝左右，可產(chǎn)原種9 000 kg左右。

2.3 單株種植

按照本地常規(guī)寬窄行種植法，即寬行26.7 cm，窄行13.3 cm，株距10.0 cm，每畝大田插秧4萬叢，每叢插秧一粒谷苗。單株種植便于觀察比較，便于去雜去劣。

2.4 嚴(yán)格去雜去劣

每年于水稻分蘗盛期、齊穗期、黃熟期三次整株去雜去劣，清除因基因突變、天然雜交、機(jī)械混雜等原因造成的雜株，確保保種圃種子的純度。

2.5 妥善保管

保種圃種子應(yīng)在收獲時(shí)充分混勻后單獨(dú)選取一部分曬干,妥善保存,留做下年乃至第三年保種圃繁育使用，杜絕人為混雜，其余大部分種子用作下年繁殖原種。

2.6 重新選純

經(jīng)幾年延續(xù)繁育后，可根據(jù)情況再次進(jìn)行單株選擇、株行鑒定，淘汰雜劣株，收獲純真的混系種子再進(jìn)入保種圃延續(xù)繁育。

3 保種圃繁育法與其他主要繁育法比較

3.1 與三圃繁育法比較

保種圃繁育法省去了三圃法中的單株選擇、株（穗）行鑒定、株系鑒定三個(gè)程序，節(jié)省了三年時(shí)間。

3.2 與兩圃繁育法比較

保種圃繁育法省去單株選擇，省去株行鑒定兩個(gè)程序，節(jié)省了兩年時(shí)間。

3.3 與株系循環(huán)繁育法比較

株系循環(huán)法是在留選的每個(gè)株系中采選若干個(gè)單株，留作第二年進(jìn)行株系種植鑒定，淘汰不良株系，混收留選株系種子（混系種子或原原種），混收前又在留選的每個(gè)株系中采選若干個(gè)單株留作下年進(jìn)行株系種植鑒定，如此反復(fù)用株系種進(jìn)行循環(huán)繁育。保種圃繁育法省去了選留若干單株和株系鑒定兩個(gè)程序，節(jié)省了兩年時(shí)間。

保種圃繁育法省去了三圃法、兩圃法中的年年選擇單株、年年種植株行（系）鑒定，也省去了株系循環(huán)法中的每年采選單株種植株系的程序，既省工、省時(shí)、省力，其效果又與三圃法、株系循環(huán)法繁育的原種沒有差別。

4 基本原理

該方法以純系學(xué)說理論觀點(diǎn)為指導(dǎo)，摒棄連年單株選擇，強(qiáng)調(diào)優(yōu)良群體的整體性，貫徹“大群體，少循環(huán)”的原則，有效克服了良種繁育中的遺傳漂移和選擇偏差問題。

4.1 以純系學(xué)說理論為指導(dǎo)

應(yīng)用純系學(xué)說的理論觀點(diǎn)來分析，純系內(nèi)個(gè)體間的差異是由環(huán)境條件造成的，是不會(huì)遺傳的?！凹儭笔侵钙贩N的相對(duì)一致性、穩(wěn)定性，主要應(yīng)是遺傳基礎(chǔ)的一致性。常規(guī)水稻是較為嚴(yán)格的自花授粉作物，一個(gè)水稻品種應(yīng)該是遺傳基礎(chǔ)穩(wěn)定的性狀一致的“純系”。因而，在純系內(nèi)即使進(jìn)行多代連續(xù)選擇也是沒有明顯效果的。也就是說，在一個(gè)“純”的水稻品種內(nèi)進(jìn)行選擇是沒有意義的。因此，保種圃繁育法摒棄連年單株選擇，強(qiáng)調(diào)優(yōu)良群體的整體性，從理論上講也是可行的。

4.2 大群體，少循環(huán)

該方法以選純的品種群體為基礎(chǔ)，每年選出一部分種子作為下年進(jìn)入保種圃的用種，其余種子作為下年繁殖原種使用。保種圃使用的種子其群體相對(duì)較大，遺傳基礎(chǔ)較為豐富，再加上無須年年循環(huán)選擇，使品種的優(yōu)良種性能很好保持下去。

4.3 克服遺傳漂移

如果留種比例小，由于取樣的隨機(jī)影響，必然會(huì)使上下代群體之間的基因頻率發(fā)生波動(dòng)，改變?nèi)后w的遺傳組成，這就是基因的隨機(jī)漂移。由于現(xiàn)在推廣的品種多，每個(gè)品種所需原種數(shù)量較少，若繼續(xù)采用單株選擇提純，所需選擇的單株、種植的株系（行）都在減少，就會(huì)造成群體遺傳基礎(chǔ)貧乏，導(dǎo)致遺傳漂移，人為造成品種退化。留種數(shù)量愈少，遺傳漂移就愈嚴(yán)重。反之，留種量愈大，遺傳漂移就可減少。該方法留種數(shù)量相對(duì)較大，可以部分克服后代種子的遺傳漂移，從而確保品種的優(yōu)良種性。

4.4 克服選擇偏差

人工選擇對(duì)改變?nèi)后w遺傳組成是有決定影響的，選擇的個(gè)體數(shù)愈少，群體的改變也就愈大［4］。由于連年多次重復(fù)選擇，人為造成的偏差再所難免。這種偏差的積累，就會(huì)使品種群體偏離正確的方向。該方法無需連年單株選擇，可以有效克服人工選擇造成的偏差。

該方法的缺點(diǎn)是沒有連年進(jìn)行人工選擇和種植鑒定，保種圃各世代群體中難免有天然雜交、基因突變造成的生物學(xué)混雜。因此，單株種植，每年進(jìn)行兩三次田間去雜是非常必要的；甚至從單株選擇開始就進(jìn)行株行（系）種植鑒定，重新選純品種，也是不可或缺的補(bǔ)充辦法。

[1]楊茂昌.常規(guī)粳稻原種繁育方法初探 [J].種子，2009，（7）：123～125.

[2]張全志.種子管理全書[W].北京：北京科學(xué)技術(shù)出版社，2004：121～ 124.

[3]陸作楣.論株系循環(huán)法 [J].種子，1999，（4）：3 ～ 5.

[4]陸作楣.略論農(nóng)作物品種群體的遺傳變異問題[J].種子，1983，（2）：75 ～ 77.