小麦种子繁育过程中育种家对种子保纯容忍度的研究.pdf
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1、研究报告收稿日期:2 0 2 2-1 1-1 2基金项目:国家重点研发计划子课题(2 0 1 8 Y F D 0 1 0 0 8 0 3)。作者简介:张建周(1 9 7 4),男(汉族),河南长葛人;硕士,副研究员,主要从事小麦遗传育种及示范推广(E-m a i l:z h a n g j a i n z h o u 0 01 6 3.c o m)。通讯作者:齐建双(1 9 7 9),女(汉族),河南滑县人;硕士,副研究员,主要从事品种评价研究(E-m a i l:q i j i a n s h u a n g 1 2 6.c o m)。小麦种子繁育过程中育种家对种子保纯容忍度的研究张建周1,
2、王继民3,李春盈1,刘 明1,宋万献1,张天兴1,齐建双2(1.河南省农业科学院小麦研究所,郑州4 5 0 0 0 2;2.河南省农业科学院粮食作物研究所,郑州4 5 0 0 0 2;3.长葛市种子管理站,河南 长葛4 6 1 5 0 0)摘 要:育种家种子保纯繁育是保障小麦种子质量和产量达到国家要求最重要的环节,本试验从育种家选育并审定的小麦品种中选取郑麦1 8 6 0、郑麦7 6 9 8、郑麦0 9 4 3和郑麦1 3 5 4等四个品种为研究材料,由授权企业和育种家在生育期内开展以株高、株型、叶色、穗型、芒长等5个关键农艺性状的调查,分别抽取15个关键农艺性状对其一致性进行鉴别和筛选,单独
3、混收并对其进行纯度检测,经过比对和方差分析,找出符合育种家种子标准的快速鉴别性状为株高和叶色,确定其性状允许存在的变异和分离异质容忍程度为00.0 0 5%。关键词:小麦种子;繁育;性状;保纯;容忍度中图分类号:S5 1 2.1 文献标志码:A 文章编号:1 0 0 8-2 2 3 9(2 0 2 3)0 3-0 0 0 1-0 6S t u d yo nt h eT o l e r a n c eo fB r e e d e r s t oS e e dP u r i t yi nt h eP r o c e s so fWh e a tS e e dB r e e d i n gZ H A
4、 N GJ i a n z h o u1,WA N GJ i m i n3,L IC h u n y i n g1,L I U M i n g1,S O N G W a n x i a n1,Z H A N GT i a n x i n g1,Q IJ i a n s h u a n g2(1.I n s t i t u t eo fWh e a tR e s e a r c h,H en a nA c a d e m yo fA g r i c u l t u r a lS c i e n c e s,Z h e n g z h o u4 5 0 0 0 2,C h i n a;2.C e
5、r e a lC r o p sR e s e a r c hI n s t i t u t e,H en a nA c a d e m yo fA g r i c u l t u r a lS c i e n c e s,Z h e n g z h o u4 5 0 0 0 2,C h i n a;3.C h a n g g eS e e dM a n a g e m e n tS t a t i o n,C h a n g g eH en a n4 6 1 5 0 0,C h i n a)A b s t r a c t:T h eb r e e d i n gt e c h n o l o
6、 g yo f k e e p i n g t h ep u r i t yo fw h e a t s e e d sb yb r e e d e r s i s t h em o s t i m p o r-t a n t l i n k t oe n s u r e t h a t t h eq u a l i t ya n dy i e l do fw h e a t s e e d sm e e t t h en a t i o n a l r e q u i r e m e n t s.I n t h i sp a-p e r,f o u rw h e a tv a r i e t
7、 i e sZ h e n g m a i 1 8 6 0,Z h e n g m a i 7 6 9 8,Z h e n g m a i 0 9 4 3a n dZ h e n g m a i 1 3 5 4w e r es e-l e c t e da s r e s e a r c hm a t e r i a l s f r o mt h ew h e a tv a r i e t i e ss e l e c t e da n da p p r o v e db yb r e e d e r s,a n dt h ea u-t h o r i z e de n t e r p r i
8、 s e sa n db r e e d e r sc a r r i e do u t t h er e s e a r c ho np l a n th e i g h t,p l a n t t y p e,l e a f c o l o r,e a rt y p e f o r t h e i n v e s t i g a t i o no f f i v ek e ya g r o n o m i c t r a i t s s u c ha s a w n l e n g t h,1t o5k e ya g r o n o m i c t r a i t sw e r es e
9、l e c t e d r e s p e c t i v e l y t o i d e n t i f ya n ds c r e e n t h e i r c o n s i s t e n c y,m i x e dh a r v e s t s e p a r a t e l ya n dd e t e c tt h e i rp u r i t y.T h r o u g hc o m p a r i s o na n da n a l y s i so fv a r i a n c e,i tw a sf o u n dt h a t t h er a p i di d e n
10、 t i f i c a t i o nt r a i t s i nl i n ew i t ht h eb r e e d e r ss e e ds t a n d a r dw e r ep l a n th e i g h ta n dl e a fc o l o r,a n dt h et o l e r a n c eo fv a r i a t i o na n ds e p a r a t i o nh e t e r o g e n e i t yw a s0-0.0 0 5%.K e yw o r d s:w h e a t s e e d s;b r e e d;c h
11、 a r a c t e r;p u r i t yp r e s e r v a t i o n;t o l e r a n c e 小麦是我国重要的粮食作物,种子质量尤为重要1-2,在小麦种子生产的诸多系统和环节中,育种家种子保纯繁育技术是确保小麦种子质量达到国家标准的最重要环节3。上世纪8 0年代,我国良种繁育实行“四化一供”的方针,建立了一套完整的良种繁育技术体系,加速了我国农业现代化的进程4。2 0 1 7年始,1耕作与栽培,2 0 2 3,4 3(3):1-5,9.h t t p:/g z z p.g z n y z y x y.c n T i l l a g ea n dC u
12、l t i v a t i o n V o l.4 3 N o.0 3 J u n.2 0 2 3表2 人工费用品种人工费用/元A 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8郑麦7 6 9 86 07 57 51 1 01 2 51 2 51 2 51 5 0郑麦0 9 4 35 57 07 01 0 51 2 01 2 51 2 51 5 0郑麦1 8 6 05 57 07 01 0 51 2 01 2 51 2 51 5 0郑麦1 3 5 45 57 07 01 0 51 2 01 2 51 2 51 5 0全国小麦品种审定渠道相继增加,审定品种数量逐年上升,市场上小麦品种量“井喷式”增
13、加。由于品种审定速度的加快,导致审定的小麦品种出现种性不稳定,纯度下降快,为小麦大田生产带来隐患5-6。为保持优良小麦种性和纯度的持续稳定,迫切需要对小麦种子繁育技术体系中的关键环节 育种家种子7保纯繁育技术进行改革。本试验从市场中选择销售量相对较大的4个自育小麦品种为研究材料,协同育种家和授权销售企业一起开展对小麦育种家种子关键农艺性状异质容忍度的研究,以期找出授权经营企业和育种家在种子保纯和繁育中允许存在的异质程度,从而对育种家种子进行快速繁育满足市场需求,进而将大田用种的种性和质量把控提前到基础种源,延缓优良品种的种性退化,提高大田用种的质量8。1 材料与方法1.1 试验材料供试小麦品种
14、4个(表1),均为近几年国家或者河南省新审定的具有自主知识产权的自育小麦品种,目前在市场上销售量相对较大。表1 4个供试小麦品种的基本信息品种名称审定编号选育单位郑麦1 8 6 0国审麦2 0 1 9 0 0 2 7河南省农业科学院小麦研究所郑麦7 6 9 8国审麦2 0 1 2 0 0 9河南省农业科学院小麦研究所郑麦0 9 4 3国审麦2 0 1 9 0 0 5 6河南省农业科学院小麦研究所郑麦1 3 5 4豫审麦2 0 1 9 0 0 0 9河南省农业科学院小麦研究所1.2 试验方法试验于2 0 1 8、2 0 1 9连续两年在河南省新乡、滑县种植大户种植繁种材料试验田进行。试验地土壤类
15、型为壤土,肥力均匀地势平整,排灌设施良好。前茬作物为玉米,玉米收获后秸秆全部粉碎还田,深耕整理后播种小麦。试验种子稀播于试验田,每个品种播种面积6.7h m2,分别由授权企业和育种家在生育期内开展以株高、株型、叶色、穗型、芒长这5个关键农艺性状为研究对象,分别抽取15个关键农艺性状对其一致性进行鉴别和筛选,单独混收并对其进行纯度检测,各自找出符合育种家种子标准的鉴别性状,对于其他性状允许存在的变异和分离异质容忍程度。1.3 调查项目及方法对4个试验材料,在生育期内以5个关键农艺性状(株高、株型、叶色、穗型、芒长)为研究对象,分别选择15个关键农艺性状在田间对其一致性进行鉴别和筛选,成熟后分别混
16、收随机取样3个重复并对其进行纯度检测。在选择农艺性状时,由于芒长在区别上过于精细、耗时长、难度大等与研究目的不相符;而株高作为种子繁育中最为突出的一个关键性状,必须考虑进去。因此,把这些农艺性状组合分类为8种,分别是按品种株高(编号为A 1);株高和株型(编号为A 2);株高和叶色(编号为A 3);株高和穗型(编号为A 4);株高、株型和叶色(编号为A 5);株高、株型和穗型(编号为A 6);株高、叶色和穗型(编号为A 7);株高、叶色、株型和穗型(编号为A 8)。授权企业和育种家采取上述同样的研究内容和方法开展工作。主观上,双方分别依据自己的标准在田间对品种15个性状的一致性进行调查;客观上
17、,品种收获之后进行纯度检测,比对授权企业与育种家在育种家种子之间的差异,确定授权企业在繁种育种家种子过程中与育种家种子之间的容忍度,结合田间工作量和劳动力的投入,确定合适的标准。1.3.1 农艺性状组合分类设区处理在新乡、滑县安排种植大户种植试验材料郑麦1 8 6 0、郑麦7 6 9 8、郑麦0 9 4 3、郑麦1 3 5 4各6.7h m2。根据五大关键农艺性状8个组合分类,以不做任何处理为对照区;把每个品种一共划分为9个区,每区面积设立1.3h m2。授权企业和育种家分别对种植的4个品种随机选取0.6 7h m2地,按品种农艺性状组合的8个分类实施,结合各个品种的特征特性对繁育田进行去杂调
18、查。在苗期,对叶色(深绿、绿、黄绿)、株高(高、中、低)和株型(匍匐、半直立、直立)等3个性状进行调查;在灌浆中期,对株高(高、中、低)、株型(紧凑、适中、松散)、穗型(大穗、中穗、多穗)3个性状进行选择。1.3.2 农艺性状的调查方法株高是以起身拔节速度作为判断依据,对于过快或过慢的都要整株拔除,后期再从株高上进一步拔除2张建周 等:小麦种子繁育过程中育种家对种子保纯容忍度的研究 耕作与栽培 第4 3卷 第3期表3 不同农艺性状鉴别筛选后检测结果均值(育种家)品种纯度/%A 0A 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8郑麦7 6 9 89 9.1 39 9.2 69 9.3 19 9.
19、9 39 9.3 59 9.9 49 9.4 59 9.9 89 9.9 7郑麦0 9 4 39 9.9 11 0 0.0 01 0 0.0 01 0 0.0 01 0 0.0 01 0 0.0 01 0 0.0 01 0 0.0 01 0 0.0 0郑麦1 8 6 09 9.3 39 9.7 29 9.7 59 9.9 19 9.8 39 9.9 79 9.8 79 9.9 89 9.9 9郑麦1 3 5 49 9.6 59 9.7 69 9.7 89 9.9 79 9.8 69 9.9 89 9.8 99 9.9 71 0 0.0 0表4 不同农艺性状鉴别筛选后检测结果均值(授权企业)品种
20、纯度/%A 0A 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8郑麦7 6 9 89 9.1 39 9.2 09 9.3 39 9.9 49 9.3 09 9.9 39 9.4 49 9.9 09 9.9 0郑麦0 9 4 39 9.9 11 0 0.0 01 0 0.0 01 0 0.0 01 0 0.0 01 0 0.0 01 0 0.0 01 0 0.0 01 0 0.0 0郑麦1 8 6 09 9.3 39 9.6 99 9.7 09 9.9 19 9.8 49 9.9 79 9.8 89 9.9 89 9.9 0郑麦1 3 5 49 9.6 59 9.7 09 9.7 69 9.9 4
21、9 9.8 09 9.0 09 9.8 09 9.9 81 0 0.0 0遗漏或突发异变植株。叶色是在苗期进行鉴别筛选,苗期植株矮,易观察、易判断、易做到整株拔除。1.3.3 收获、纯度检测授权企业和育种家依据各自的鉴定标准,每个品种按照性状组合分类收获,然后取样,在样品袋上标注对应品种及组合分类编号,由项目组委托河南华诚农业质量检测有限公司对所有样品利用聚丙烯酰胺电泳法,开展纯度检测。1.3.4 鉴别筛选人工费用计费方式试验田均在同一个区域,田间人工费用授权企业和育种家统一标准,按照1 0元/h的标准进行核算,超过0.5h的记为1h,不足0.5h的记0.5h。8种组合处理分别按照投入时间合计
22、用工费用,统计结果见表2。1.4 数据处理与统计分析数据处理分析采用D P S 7.5软件进行。2 结果与分析2.1 纯度检测结果由河南华诚农业质量检测有限公司对9个处理(8种组合+对照)样品纯度检测。育种家鉴选后的种子检测结果见表3,授权企业鉴选种子检测结果见表4。2.2 纯度检测分析分别对育种家和授权企业4个品种8个组合处理鉴别筛选检测结果进行双因素方差分析,然后分别对达到国家标准的组合处理进行多重比较,结果如下。2.2.1 育种家鉴选的结果与分析 表5结果表明,8个性状处理A 3、A 5、A 7和A 8均值都在9 9.9%以上,关键农艺性状鉴定的越多纯度越高。按照国家标准9,原种要求具备
23、与育种家种子同样的品质,在种子纯度上应尽可能接近育种家种子,种子纯度不低于9 9.9%。上述4个组合处理中,A 3到A 8纯度均值从9 9.9 5 25%到9 9.9 9 00%,纯度逐渐接近育种家种子,A 3的纯度9 9.9 5 25%在8个处理中能够满足国家最低标准。表5 8个性状组合间多重比较分析(育种家)处理纯度均值/%5%显著水平1%极显著水平A 89 9.9 9 00aAA 79 9.9 8 25a bAA 59 9.9 7 25bAA 39 9.9 5 25cBA 69 9.8 0 25dCA 49 9.7 6 00eDA 29 9.7 1 00fEA 19 9.6 8 50gF
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