雜交育種與雜種優(yōu)勢的利用

□陳安茹

我國作為一個以農(nóng)為本，農(nóng)民人數(shù)比例很高的發(fā)展中國家，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)一直都是最基本的物質(zhì)保障。隨著世界的發(fā)展、社會的進步，必須大力開展現(xiàn)代新型農(nóng)業(yè)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，才能適應(yīng)社會的需求。作物的品種及栽培管理技術(shù)成為決定高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的兩大要素，而雜種優(yōu)勢的利用已成為作物增產(chǎn)的重要手段，優(yōu)質(zhì)品種不僅可以提高產(chǎn)量水平，還可育成性狀更為優(yōu)良的新品種。目前，國內(nèi)、外廣泛應(yīng)用的育種方法是雜交育種，它不僅應(yīng)用于常規(guī)品種的選育，也是選育不育系最基本的方法。此外，誘變育種、倍性育種等都要與雜交育種相結(jié)合，才能取得更好的效果。雖然現(xiàn)代作物育種已發(fā)展到誘變育種、細(xì)胞工程等新的途徑和方法，但雜交育種仍是當(dāng)前選育新品種的主要方法。利用雜交育種可提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，促進我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。

一、育種

育種是一種培育動植物新品種和新雜交種的過程。雜交育種和雜種優(yōu)勢利用都屬于育種方法。

1.雜交育種 雜交育種是一種最常用的育種方法。研究結(jié)果表明，雜交雙親間的遺傳差異與雜種產(chǎn)量之間具有密切的關(guān)系。從遺傳上看，子代的性狀取決于親本的性狀。不同親本雜交由于基因重組，綜合了兩親的優(yōu)良性狀，有利的顯性基因?qū)Σ焕[性基因的掩蓋，就可育成集兩親本優(yōu)點于一體的新品種?；蛑亟M控制著兩親相同性狀的不同基因在雜種后代中，逐漸積累起來產(chǎn)生超親現(xiàn)象。要提高雜交優(yōu)勢利用水平，必須在材料育種上進一步挖掘新資源，豐富親本的遺傳基礎(chǔ)，擴大其遺傳差異，通過有利基因的積累和加強育成比兩系性狀更好的新品種，親本選配隨之成為雜交育種中最基礎(chǔ)、最關(guān)鍵的首要步驟。

2.雜種優(yōu)勢利用育種 該法是利用兩個或幾個遺傳性不同的親本雜交育出在生長勢、生活力、抗逆性、產(chǎn)量、品質(zhì)等方面優(yōu)于其親本的雜種后代的一種育種方法。

獲得雜交種有5種途徑，即人工去雄、化學(xué)殺雄及利用自交不親和性、雄性不育性和標(biāo)志性狀。

二、親本選配

1.親本選配 作為雜交育種和雜種優(yōu)勢利用中最重要的環(huán)節(jié)，它決定著育種的成敗和育種成效的提高，并直接影響農(nóng)作物產(chǎn)量及質(zhì)量。親本選配好，不僅容易出現(xiàn)新的優(yōu)良類型，而且一個結(jié)合還可以育成多個新品種。選配得當(dāng)，有了好的遺傳基礎(chǔ)，后代出現(xiàn)的類型也會隨著增多，綜合了兩親的優(yōu)良性狀，更易于選出新品種。

目前，雜交育種已具有應(yīng)用于各種作物，包括糧食、油料、蔬菜、水果、花卉等。育種給農(nóng)作物帶來的優(yōu)良性狀比比皆是。如在水稻上，以雜種優(yōu)勢強、穗大粒多、耐肥抗倒、豐產(chǎn)性好、生育期比汕優(yōu)63長2～3天的TP2070作為親本與Ⅱ-32雜交獲得的Ⅱ優(yōu)2070，具有株高適中，莖稈粗壯，抗至中抗稻瘟病，米質(zhì)好及產(chǎn)量高等特點。

除糧食作物外，油料作物也在廣泛進行品種選育。如花生豐花1號是山東農(nóng)業(yè)大學(xué)花生研究所育成的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)抗病大花生新品種，它以蓬菜——窩猴作母本，?；?號作父本雜交，用系譜法選育而成。其母本是上世紀(jì)80年代山東省主栽品種,為普通型、株型直立、交替開花、品質(zhì)好、商品價值高，油酸/亞油比率為1.7以上，果仁均可出口。父本是80年代育成推廣的高產(chǎn)品種，為中間型、株型直立、連續(xù)開花、具有抗病、抗旱、耐瘠、耐澇等特性，具有較高的高產(chǎn)潛力，經(jīng)過2000年至今多年的測評，豐花1號不論是從產(chǎn)量還是品質(zhì)上都更勝一籌。2001～2003年，豐花1號比魯花11增產(chǎn)12.9%，2005年比魯花11增產(chǎn)16.8%，高產(chǎn)潛力可達10500 kg/hm2以上。該品種屬連續(xù)開花型，株型直立緊湊，果殼網(wǎng)紋明顯，果腰中淺，果嘴明顯，果大，百果重240 g，種子休眠期長，收獲期不發(fā)芽，仁大，百仁重102 g，果殼薄，出仁率72.6%，開花早，開花集中，花量大結(jié)果性能好，結(jié)果集中，雙仁果率90%以上，單株結(jié)果數(shù)20～36個，莢果整齊，經(jīng)濟系數(shù)0.48，一般比?；?號早熟5～7天，比魯花11號早熟3～5天，生產(chǎn)性能好，產(chǎn)量潛力高，前期生長勢強，中后期不旺長，地上生長與地下生長協(xié)調(diào)，特別抗倒伏，耐肥水，耐密植。最大葉面積系數(shù)可達7以上，全生育期平均3.72，后期保葉性能好，大田常規(guī)密度栽培，單墩結(jié)果數(shù)量最高達到110個，莢果充實性好，飽果率90以上，果數(shù)450～550個/kg，品質(zhì)優(yōu)良，果仁香脆，有甜味，口感好，油酸/亞油酸比率1.6，耐貯藏，符合大花生果、仁出口的國際要求。此外，它抗病性強，適應(yīng)性廣、高抗葉斑病和銹病，后期葉片不早衰、落葉晚，保持青枝綠葉成熟，耐重茬性能好，抗旱、耐瘠、耐肥、耐澇，對缺鐵反應(yīng)不敏感，耐鹽堿，收獲期一般不爛果，根系和根瘤發(fā)達，適宜高肥地、丘陵旱地、瘠薄地、微堿地栽培，適宜春播、夏直播，麥田套種、地膜覆蓋等多種種植方式，特別適合高產(chǎn)栽培。

2.親本選配的原則 親本選配如此重要也決定了它的過程是嚴(yán)格且復(fù)雜的。由于雜種的性狀不僅包括兩個親本性狀的簡單相加，還有基因互作、累加和連鎖遺傳等復(fù)雜的因素，所以在選配親本時，不僅要看親本性狀的表現(xiàn)，還要符合親本性狀的遺傳規(guī)律。親本必須有計劃地?fù)碛胸S富的基因資源，我們就應(yīng)不斷地引入新種質(zhì)，并深入地進行觀察研究，熟悉其主要性狀的遺傳規(guī)律，選出具有優(yōu)良性狀的材料作為親本，才易于將親本的優(yōu)點綜合于雜種后代。否則會導(dǎo)致組合過多，盲目性大，不易選出比親本更好的品種，要在以現(xiàn)有良種為中心親本基礎(chǔ)上，導(dǎo)入外緣基因，豐富其遺傳基礎(chǔ)。選配親本有以下五點原則：

（1）互補性原則 應(yīng)選優(yōu)點較多，主要性狀突出，缺點少又較易克服，而且親本間的優(yōu)缺點，能夠互補的親本，這樣出現(xiàn)綜合性狀較好的后代類型才多。兩親本的優(yōu)點較多，后代的表現(xiàn)也就較好，出現(xiàn)優(yōu)良類型的機會也增大。親本之一的主要目標(biāo)性狀應(yīng)十分突出，而且遺傳力要強，以克服另一親本這個性狀上的特點，使其具有該優(yōu)良性狀的個體，在雜種后代中占用較大的比重。西南農(nóng)業(yè)大學(xué)育成的小麥矮稈良種丘矮1號，雖然選用具有分蘗力弱，不耐肥，高稈性狀的永紅稈麥作為父本，而母本選用了矮稈、中熟抗倒、分蘗力強、耐肥、籽粒癟小的中原19，但雜交育成的子代能取長補短，集中了許多優(yōu)良性狀。實踐證明，兩親可以有共同的優(yōu)點，但不應(yīng)有共同的缺點。為了改進和彌補某一親本突出的特點，也可選用一些產(chǎn)量因素較差，但具有某些特殊優(yōu)良性狀的材料作親本，這時的雜種優(yōu)勢也許還會更顯著。此外，親本還不應(yīng)有難于克服的缺點，其中應(yīng)以優(yōu)良性狀較多的作為母本，在親本性狀互補上應(yīng)具體分析，靈活應(yīng)用。

（2）適應(yīng)性原則 親本之一應(yīng)是當(dāng)?shù)氐耐茝V品種且綜合性狀要較好，針對它的缺點應(yīng)選用另一個具有相應(yīng)優(yōu)點的外來親本。若外來的推廣良種基本上適應(yīng)當(dāng)?shù)貤l件，其他性狀又優(yōu)于當(dāng)?shù)仄贩N，則兩個親本都可選用外來的品種，但兩個親本不應(yīng)都選用當(dāng)?shù)氐耐茝V品種。必須選用外地具有特殊優(yōu)異性狀的品種，甚至應(yīng)用遠(yuǎn)緣的品種或類型進行雜交。

（3）遺傳差異原則 兩親本生態(tài)類型差異應(yīng)大，親緣關(guān)系應(yīng)遠(yuǎn)。親本應(yīng)選用地理上相距較遠(yuǎn)，生態(tài)類型不同或親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的品種。根據(jù)我國冬小麥推廣品種的系譜分析表明，雜交育成的推廣品種幾乎全部都是使用了一個國外品種或由國外品種衍生的品種作親本來育成的。在選擇親本時，還必須進行品種的系譜分析。

（4）相關(guān)性原則 應(yīng)注意親本性狀的相關(guān)性，目標(biāo)性狀的遺傳力要強。親本性狀之間具有一定的相關(guān)性，若兩個或兩個以上的優(yōu)良性狀表現(xiàn)相關(guān)時，就可根據(jù)其中一個性狀來進行選擇，同時兼顧另一些優(yōu)良性狀。而當(dāng)一個優(yōu)良性狀和一些突出的不良性狀相關(guān)時，則應(yīng)盡量避免選用這樣的親本。否則，在優(yōu)良性狀傳遞的同時，不良性狀也會遺傳給后代，而且不易排除，加強了選育過程，甚至導(dǎo)致雜交育種失敗。在選育中還應(yīng)考慮性狀的遺傳規(guī)律，應(yīng)選用克服對方缺點的性狀十分突出，遺傳力強的親本。同時，也要避免選用帶有特殊的、難以克服的不良性狀，又有可以傳遞給雜交后代的材料作為親本。

（5）配合力原則 親本的一般配合力要高。一般配合力是指一個純系親本在系列雜交組合的平均產(chǎn)量或其他性狀的平均表現(xiàn)，在雜交中可以遺傳給雜交后代。溫敏不育系株IS與普通早秈、秈粳中間型父本配組，一般配合力強，平均對照優(yōu)勢分別為6.4%和7.7%，普通早秈配組，對照優(yōu)勢大于10%的高產(chǎn)組合占33%。另一實驗證明，寧67 A所配組合與其母本76-27 A所配組合相比，播齊歷期與全生育期縮短，白葉枯病抗性加強，差異均極顯著，結(jié)實率和千粒重均有所提高，差異達顯著標(biāo)準(zhǔn)，轉(zhuǎn)色佳，灌漿快，脫粒易，米質(zhì)好。試驗數(shù)據(jù)表明了一般配合力的品種在雜交以后往往能得到良好的效果，還能分離出好的類型，但并非優(yōu)良品種好親本就好，親本也并非都是優(yōu)良品種。在選配時，應(yīng)加以注意，除了注意品種本身的優(yōu)缺點外，還應(yīng)通過雜交實踐積累經(jīng)驗來加強配合力的研究，了解親本配合力，選出一般配合力好的品種作為親本，增加雜交的成功率，配出高產(chǎn)的雜交種。

三、結(jié)束語

育種目標(biāo)是適應(yīng)國民經(jīng)濟發(fā)展的需要和栽培技術(shù)水平而制定的培育農(nóng)作物新品種的標(biāo)準(zhǔn)，開展任何育種工作，首先都要制定出育種目標(biāo)，才能進一步考慮育種途徑、辦法以及其他一些具體的技術(shù)措施。

親本的選配要按以上原則作為依據(jù)，還應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H情況和親本條件靈活應(yīng)用?？傮w要求親本應(yīng)該優(yōu)點多、缺點少，還應(yīng)選用自身產(chǎn)量高、兩親花期相近的作為親本，花期相近以偏早的為母本，來保證花期相遇。育種中對親本的要求是多方面的，我們應(yīng)把作物、親本多方面的因素聯(lián)系起來，仔細(xì)觀察，廣泛進行調(diào)查研究，認(rèn)真分析再選出親本。選擇適當(dāng)?shù)挠H本對提高繁殖親本和雜交制種的產(chǎn)量，增強雜種優(yōu)勢，提高育種效果，增強選育雜種的預(yù)見性都有決定性作用。育種工作中還要考慮新品種的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性、做到適應(yīng)性廣、抗逆性強，既要考慮當(dāng)前生產(chǎn)條件，也要預(yù)見到將來的發(fā)展，不斷培育出適合我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展要求的新的優(yōu)良品種。