野生遺傳基因種質(zhì)資源在小麥育種中的應(yīng)用及遺傳特征

張青顯

（新鄭市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所 河南新鄭 451100）

當(dāng)前制約小麥育種最大的問題是沒有建立起足夠完善全面的種質(zhì)資源庫，不具備豐富的遺傳基因供利用選擇，致使雜交組合選出的品種同質(zhì)化嚴(yán)重，與生產(chǎn)上栽培應(yīng)用品種DNA差異位點(diǎn)低（審定標(biāo)準(zhǔn)只能定在比雙親本差異高于4位點(diǎn)），極易出現(xiàn)近親遺傳現(xiàn)象。這樣給小麥生產(chǎn)帶來總是傳統(tǒng)上無法突破解決的問題，比如小麥赤霉病瓶頸，所有麥區(qū)審定推廣的小麥新品種中幾乎沒有高抗赤霉病的品種，中抗赤霉病的小麥品種也不多，高抗小麥條銹病的品種極少，缺乏綜合抗逆性好的品種（抗凍、抗倒春寒、抗干熱風(fēng)、抗倒伏）[1]，極少有品質(zhì)好又高產(chǎn)、超高產(chǎn)的品種，給國家糧食安全和人民健康帶來安全隱患。要想從根源上解決這些問題，需從小麥育種初期遺傳基因選擇做起，跳出傳統(tǒng)遺傳基因選擇的小圈，選擇馴化、改良、利用野生遺傳基因種質(zhì)資源和差異顯著環(huán)境種質(zhì)資源作為親本材料。筆者從一個(gè)完整育種周期，用帶有長穗偃麥草野生遺傳基因（小偃54）作親本材料，并對其1～7代后代變異單穗、單株、品系的試驗(yàn)、跟蹤、觀察、記載、對比、篩選等進(jìn)行了分析總結(jié)。

1 野生遺傳基因種質(zhì)資源

1.1 長穗偃麥草

長穗偃麥草［Elytrigia elongata（Host）Nevski］是禾本科、偃麥草屬多年生植物，別名高冰草、長麥草。稈直立，堅(jiān)硬，被白霜，基部殘存枯死葉鞘。葉鞘通常短于節(jié)間，邊緣膜質(zhì)，平滑;葉舌質(zhì)硬，頂具細(xì)毛;葉耳膜質(zhì)，褐色；葉片灰綠色，上面粗糙或被長柔毛、下面無毛。穗狀花序直立;穎長圓形，頂端鈍圓或稍平截;外稃寬披針形，頂端鈍或具短尖頭;內(nèi)稃稍短于外稃，頂端鈍圓，脊上具細(xì)纖毛;花藥長6～7 mm[2]。

1.2 小偃6號

小偃6號是原中國科學(xué)院西北植物研究所用染色體工程技術(shù)將長穗偃麥草基因?qū)胄←溣傻母弋a(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種，是小麥育種的骨干品種之一[3]。

1.3 小偃54

小偃54是中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育研究所于1985年用從西北植物研究所引進(jìn)的小偃6號為原始材料育成的優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥新品種，2000年通過陜西省農(nóng)作物品種審定委員會審定。

1.4 遺傳基因的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：分蘗成穗率高，半冬性，抗逆性好，品質(zhì)優(yōu)，抗干熱風(fēng)，成熟落黃好，抗病性好。缺點(diǎn)：稈太高，不抗倒伏，在河南成熟期偏晚，旗葉長不上沖。

2 雜交組合及選育過程

2.1 雜交組合

2016年用小偃54做雜交組合18個(gè)：鄭麥9023//溫麥6號/小偃54、宛43/小偃54、西農(nóng)979/小偃54周麥32/小偃54、周麥27/小偃54、鄭麥903/小偃54、衡觀35/小偃54、漯麥18/小偃54、保科2號/小偃54、新麥26/小偃54、歐親本385-87NSA-3640/小偃54、鄭麥366/小偃54、豐德存5號/小偃54、小偃54/3630歐、衡觀35//周麥16/小偃54、小偃54/L33、衡觀216//L33/小偃54、西農(nóng)3517/小偃54。

2.2 F2代變異特點(diǎn)

變異豐富，但缺點(diǎn)都是顯性性狀，11個(gè)組合變異特性大多出現(xiàn)野性遺傳基因不可用的性狀，稈特別高，90 cm以上，不抗倒伏。西農(nóng)3517/小偃54、歐親本385-87NSA-3640/小偃54、新麥26/小偃54等3個(gè)組合變異性狀出現(xiàn)需要的類型，但綜合性狀并不十分突出。周麥32/小偃54、周麥27/小偃54有雙親本之間的變異性狀，2個(gè)組合變異不明顯，父母本不太親和。

2.3 F3代變異特點(diǎn)

F2淘汰2個(gè)組合后，把16個(gè)組合所有的變異性狀類型都選出來進(jìn)入F3代，進(jìn)行試驗(yàn)、對比、觀察。又有10個(gè)組合F3代變異性狀不明顯、不突出（株高超過95 cm、分蘗成穗不突出、旗葉下拉），被淘汰。最終保留了西農(nóng)3517/小偃54（29個(gè)株系、變異方向有雙親型和中間型、綜合性狀比較優(yōu)良）、歐親本385-87NSA-3640/小偃54（18個(gè)株系、變異類型繼承雙親優(yōu)點(diǎn)）、新麥26/小偃54（9個(gè)株系、變異類型傾向于父本較多）、周麥32/小偃54（2個(gè)株系、保持變異性狀）、周麥27/小偃54（7個(gè)株系、保持雙親變異性狀）等5個(gè)組合的65個(gè)株系進(jìn)入F4代。

2.4 F4代株系的變異特點(diǎn)

（1）西農(nóng)3517/小偃54組合是18個(gè)雜交組合中變異性狀最理想的一個(gè)。進(jìn)入F4代后性狀出現(xiàn)了4個(gè)變異類型：①穗型、籽粒性狀、旗葉、成熟期、抗凍抗寒性、抗干熱風(fēng)、抗病性都繼承小偃54優(yōu)點(diǎn)；株高（70 cm）、分蘗成穗率一般繼承西農(nóng)3517的性狀；籽粒品質(zhì)一般（半角質(zhì)）介于雙親本之間。②株高、穗型、品質(zhì)、分蘗成穗率都繼承了小偃54的特征特性，但抗倒伏能力差，只能淘汰。③分蘗成穗、穗型、旗葉、成熟期、抗性、抗病性等繼承小偃54優(yōu)點(diǎn)，株高（73 cm）、品質(zhì)介于雙親本之間。④綜合性狀比較好，繼承了雙親本的優(yōu)良性狀，株高、抗性、抗病性等表現(xiàn)都比較優(yōu)良，但后期出現(xiàn)不抗倒春寒、天然不育和結(jié)實(shí)性差的現(xiàn)象。

（2）歐親本385-87NSA-3640/小偃54，變異類型中大多不符合在生產(chǎn)上利用，只有一種變異綜合性狀比較好，分蘗成穗率高、旗葉不上沖比較長，兩級分化不利落，豐產(chǎn)性好，籽粒品質(zhì)一般。

（3）新麥26/小偃54，有一種變異性狀比較理想，繼承了親本新麥26的優(yōu)點(diǎn)，需要進(jìn)一步進(jìn)行試驗(yàn)、觀察、對比。

（4）周麥32/小偃54（2個(gè)變異株系）、周麥27/小偃54（7個(gè)變異株系），這2個(gè)雜交組合的9個(gè)變異株系F4代的變異性狀都不理想，出現(xiàn)在栽培上無法容忍的缺點(diǎn)，在F4代淘汰這2個(gè)組合。

2.5 F5、F6代變異特點(diǎn)

進(jìn)入F5代的西農(nóng)3517/小偃54（4個(gè)株系）、歐親本385-87NSA-3640/小偃54（1個(gè)株系）、新麥26/小偃54（1個(gè)株系）等3個(gè)雜交組合的6個(gè)株系，經(jīng)過F5代的試驗(yàn)、觀察、對比、篩選，分別選出6個(gè)穩(wěn)定品系進(jìn)入F6代的新品系對比鑒定試驗(yàn)。

3 各品系特征特性

3.1 新育528

該組合來源為西農(nóng)3517/小偃54。綜合性狀穩(wěn)定，表現(xiàn)比較優(yōu)秀，2021年6月11日，委托河南省中農(nóng)檢測技術(shù)有限公司檢驗(yàn)（對照品種為西農(nóng)3517），檢驗(yàn)編號：NO.D2106007。根據(jù)NY/T 2470-2013《小麥品種鑒定規(guī)程SSR分子標(biāo)記法》，該樣品與對照樣品經(jīng)42對SSR引物進(jìn)行DNA譜帶數(shù)據(jù)比對，差異位點(diǎn)數(shù)為21，判定為不同品種。已經(jīng)參加2021-2022年度河南省小麥新品種對比試驗(yàn)。半冬性中晚熟品種，分蘗成穗率較高，兩極分化快，株高70～73 cm，莖稈粗壯抗倒伏，旗葉功能期長、落黃好，耐凍害和抗倒春寒，抗干熱風(fēng)，結(jié)實(shí)性好，抗白粉病、銹病，中抗紋枯病、赤霉病，籽粒半角質(zhì)，畝成穗數(shù)一般43萬～45萬穗，穗粒數(shù)39～41粒，千粒重43～46 g。

3.2 西農(nóng)3517/小偃54組合

該組合中的3517-54-2、3517-54-3、4517-54-4等3個(gè)品系還有部分性狀變異現(xiàn)象，繼續(xù)進(jìn)行新品系對比鑒定。

3.3 鄭新麥854

該組合來源為新麥26/小偃54。半冬性，幼苗匍匐，中晚熟，葉色深綠，兩級分化快，抗凍抗倒春寒，株高78 cm，株型較緊湊，籽粒品質(zhì)好，容重高，抗病性好，抗逆性強(qiáng)，三要素協(xié)調(diào)，分蘗率高，成穗率一般。變異性狀傾向于父本新麥26，需進(jìn)行第2年試驗(yàn)，觀察DNA譜帶數(shù)據(jù)并與父本新麥26比對。

3.4 鄭新麥985

該組合來源為歐親本385-87NSA-3640/小偃54。弱冬性，中晚熟，幼苗直立，葉色淺綠，兩級分化不利落，抽穗慢，抗凍和耐倒春寒能力一般，株高75 cm，株型不緊湊，抗倒性一般，穗層較整齊，抗干熱風(fēng)，抗病性較好，籽粒品質(zhì)一般。分蘗成穗率高，三要素協(xié)調(diào)。需進(jìn)一步進(jìn)行對比試驗(yàn)，鑒定其豐產(chǎn)性、抗病性。

4 小結(jié)

（1）野生遺傳基因種質(zhì)資源與常用遺傳基因比較容易親和，F(xiàn)2代變異性狀多傾向于野生遺傳基因親本的缺點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)性狀處于隱性，沒有表現(xiàn)出來，不容易被選擇。因此，在F2代變異單穗選擇時(shí)，要把變異于雙親本的單株、單穗盡可能都選出來，讓其在F3、F4代中繼續(xù)變異，然后再試驗(yàn)、篩選，擴(kuò)大選擇面。

（2）F4、F5后代變異穗行、株行中，對有致命性缺陷的雜交組合要立即淘汰，減輕人力物力的無為消耗。比如株高超過90 cm、不抗倒伏、不抗倒春寒、結(jié)實(shí)性差、高感赤霉病、條銹病的組合和株系。

（3）綜合性狀優(yōu)良、穩(wěn)定的品系，顯性性狀多傾向于常用親本性狀，如株高、株型、葉型、穗型、籽粒形狀等特征特性。要進(jìn)行更細(xì)致的試驗(yàn)觀察和對比，鑒定一些隱性性狀，如分蘗成穗、抗逆性、抗病性、籽粒容重、品質(zhì)等。如果通過隱性性狀對比鑒定還無法確定，可以進(jìn)行DNA譜帶數(shù)據(jù)比對，如新育528（西農(nóng)3517/小偃54），株高、葉型、穗型等和父本西農(nóng)3517非常相似，但通過DNA譜帶數(shù)據(jù)比對，差異位點(diǎn)21對（品種審定標(biāo)準(zhǔn)要求差異位點(diǎn)高于4對），鄭新麥854有待和父本新麥26進(jìn)行比對。