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浅谈小麦育种工作中的几点感悟

 洋溢九洲 2022-03-26

      济宁市农业科学研究院 陈贵菊

各位老师,大家好! 我是“一麦众承”19号组(“金色麦穗香”)的陈贵菊,我们组成员还有河南周口赵明凯老师、陕西杨凌示范区科技局曹志午老师、河北藁城农科所刘志连老师、中国农科院作物所周永斌老师、山东济宁农科院高国良老师(组长)、王福玉老师、黄玲老师、邵敏敏老师,今天我代表我们组值日。

我入群很早,不过由于自惭水平有限,经验不足,极少发言,大部分时间都是默默的学习各位专家们的宝贵经验,这些日子以来收获很多,在此向大家深表感谢!首先感谢陈红敏老师组建了这个平台,为我们提供了交流学习的机会;再就是感谢群里各位小麦育种前辈和专家们无私的提供宝贵的经验,让我们这些成长中的育种者在短时间内接收到大量的信息,有力地助推了我们在小麦育种工作中的快速成长。

我2008年毕业于中国科学院昆明植物研究所植物学专业,毕业后入职山东省济宁市农业科学研究院,至今一直从事小麦育种及一些相关的栽培工作。我们基层农科院做的大部分还是一些初级性的工作,大田工作相对较多一些。虽然一直在开展小麦育种工作,也选育出了一些小麦新品种(系),但总感觉自己脑子里很多知识还是有点支零破碎,未能形成一个体系,在各位大专家面前,更是没有什么成功的经验可谈,在这里就谈一下我们济宁农科院的育种概况和自己在小麦育种成长过程种的几点感悟,不当之处还请各位专家多多批评指正。

一、济宁农科院小麦育种概况

济宁农科院小麦课题组1960年成立,从60年代传承至今,可以说育种基础很好。前期育成的小麦品种主要有鲁麦16、济宁3号、济宁9号、济宁12、济宁13、济宁16、济宁17、儒麦1号等,这些品种的大部分还是单位老一辈育种家取得的成果。其中鲁麦16号据说是山东省审定的第一个优质小麦品种,当时是全国少数优质小麦品种之一;育成的小麦品种济宁12号,自育成到现在30余年来,仍然在当地生产上应用;济宁16为早熟强筋大穗型小麦品种,以这个小麦品种为依托,单位成功申请了2006年的农业部跨越计划项目。

育种工作是具有传承性的,2006年开始,单位陆续招聘一些研究生加入到小麦课题组,为小麦育种团队增加了新生力量,在老一辈育种家的带领下,我们积极的开展小麦育种工作。课题组前期选育的品种(系)主要以高产大穗型为主,随着济麦22等一系列多穗型品种的出现,我们的育种目标也开始逐步向多穗型品种转型。2014年儒麦1号(中大穗品种)审定之后,中间有6年我们没有审定品种,2021年济儒麦19通过山东省品种委员会审定,这是转型后的第一个多穗型高产小麦新品种。

近些年,我们团队密切关注育种动态,根据育种目标调整育种计划,在保证高产品种选育的同时积极开展旱地、强筋、特色小麦新品种选育,也取得了一定的成绩。目前,团队选育的小麦新品系经过层层选拔,分别晋升到了国级、省级以及联合体等各种渠道的生产试验、区域试验、品比试验等,苗头品系十几个,其中涵盖高肥、强筋、旱地、特色小麦几种类型,希望近几年能有几个品种通过审定。

前期我们进行强筋品种选育全凭经验进行,目标性太差,很多品系都是参加试验的时候才进行品质方面的检测,一旦品质不达标,前期的一切工作都是徒劳;现今,单位小麦育种实验室条件有了一定的改善,我们可以利用近红外、面筋指数仪等进行粗略的早代筛选,针对筛选出的品质比较好的品系再用粉质仪、拉伸仪等仪器设备做进一步检测,这对我们进行优质强筋小麦新品种选育是一个有利的推动;另外,我们的分子标记辅助选择育种实验室也将陆续启动,可以做一些初步的分子标记筛选,这将对我们更快、更有效的筛选优质抗病新品种(系)起到很好的辅助作用。

二、本人的育种成长过程

“背”亲本材料阶段:刚才参加工作那会儿,我对小麦育种工作几乎没有什么了解,一切都是从零学起。小麦课题组上尹逊利研究员是我们市里经验丰富的小麦育种专家,近水楼台,我可以很快地学习并熟悉小麦育种工作的整个流程。那时候,由于地级科院实验室条件差,我们只能开展一些大田工作,这也给我提供了更充裕的时间来进行田间调查和学习。我们尹研究员不但育种经验丰富,而且非常敬业,也乐于传授经验,一有空他就带领我们几个年轻人去地里调查,给我们点评不同时期不同品种的优缺点。深知自己基础薄弱,每次田间学习我都倍加认真,带一个小本子,把专家点评的每个材料的特征都记下来,没事就跑到地里加班复习,拿着本子对标地里的材料,一遍又一遍,详细地观察试验田里种植的种质材料。为了很好地完成领导交给的区试调查任务,每个生长周期,我都对我们承担种植的区域试验、生产试验材料以及一些其他的区域试验材料,按记载标准仔细的跟踪调查、详细记载,在地里跑了一遍又一遍,有时候也是感觉枯燥乏味,疲惫不堪,但是每一次辛苦的付出都是有收获的,每年收获完成,撰写完试验报告,一些好的典型材料的特征基本都能“背“下来了,一提哪个材料,各个时期的特征,在脑子里都很清晰。后来工作中发现,开始几年“背”的材料还真有用,至今有些材料的特征特性还清晰在目,配置组合的时候就可以根据育种目标随机选择亲本了。

盲配盲选阶段:2010年开始,领导让我们自己试着配杂交组合,刚上班一年多,虽然脑子里也装了一些材料,哪些好用,哪些不好用还是很难甄别,来到地里,看着哪个材料都很好看,索性就看着哪个顺眼就拿出来做亲本,管他行不行,做了再说。杂交组合做完了,种下去的后代该怎么选也是个问题,虽然有专家指点,但是终归还是“师傅领进门,修行在个人”,真正田间选择最后还是自己把控,每个人都有自己的偏好,不过大穗,亮穗,粒大饱满的类型,大部分人都喜欢,我也不排除在外。顺着自己的喜好选起来,这个时候完全凭运气,但是后来慢慢发现,选的材料里面大穗的群体上不去,色泽好的,粒大、粒饱的材料往往都是个子高材料,这种材料一到鉴定小区就倒伏了,有些种下去或者抗冻性不过关,或者抗病性不行,这样的材料就被淘汰了,当然过程中由于运气好,也有选到的好材料。尤其是在强筋品种选配上,我扔的材料更多,2012年开始意识的做一些强筋组合,或者强强组合,或者强中组合,也或者一些强筋中筋任意选配的复交组合等,但是在后期选择的过程中,田间后代不是丰产性不好,就是抗病、抗干热风差,就是勉强凑活着留下来的一些品系,到了小区鉴定环节又因产量比济麦22减产太多,一气之下,全部淘汰了,重新又配新组合,继续选继续扔,手里的强筋亲本材料都配了一个遍。因为当时我对强筋小麦育种手段和审定标准了解不够,一味的按照高产育种的思路进行,忽略了中间过程的品质检测和评价,没有把强筋品种的产量和强筋对照去比较,导致误杀了一些好组合。盲配盲选阶段,我主要靠的还是勤奋,不怕辛苦,多配组合,多观察多总结;整个过程有失也有得,虽然感觉浪费了很多精力和时间,但是也收获了很多田间经验。

有目标的配置组合和后代选择及品鉴筛选阶段:经过几年的田间实践,育种经验慢慢积累,掌握的种质资源也越来越丰富,了解的审定试验渠道也越来越多,这为我能顺利的进行新品种选育做了更好的铺垫。我开始有目标的进行杂交组合配置,在后代的选择过程中综合考虑亩穗数、穗粒数、千粒重的协调性,冬季抗冻性、春季抗倒春寒能力、株高、抗倒伏、抗病性、抗干热风、品质等等。根据各个性状的出现的时期,安排好调查时间,及时到田间进行调查。

关于后代的选择方法,大家大部分都是系普选育,基本程序都差不多,具体情况因人而异,我的具体操作如下:F1代种植1行,点播,1.5米行长,全部收获;F2代种植小区,10万基本苗,小区播种机播种,8米行长,1.75米宽,根据分离情况、丰产性、整体抗性等性状的好坏,淘汰组合,剩余组合选单穗,重点组合适当多选。F3-F4代继续种植穗行,1.5米行长,选穗。F5代及以后高代边小区鉴定边选择:继续种植穗行,1.5米长,选穗;对于稳定快、综合性状好的穗行,多选穗,同时统收该穗行剩余种子,升入下一年度鉴定小区,并标记好每个鉴定小区对应的高代穗行编号;下一年度鉴定小区田间表现好的材料对应的高代穗行,先选穗,再统收,根据鉴定小区的产量结果,再在统收的材料里面选择优良品系,升入下一年度品比试验,同时标记好对应高代穗行编号,进入下一年度的筛选;优质组合从F4代开始进行近红外筛选和面筋指数测定,以筛选优质强筋组合,重点跟踪筛选。

品比和鉴定小区种植和调查记载、评价标准参照正规区试小区的标准进行,便于和区试品种对比,筛选优异新品系。根据鉴定品比结果,仔细评价,对于表现优异的的品系参加我们院里的区试推荐试验,推荐试验表现突出的材料晋升到各级正式区域试验或者品比试验。

品系参试、品种审定阶段:经过10多年的努力,主持育成的第一个小麦新品种济儒麦19于2021年通过山东省品种委员会审定,审定编号为鲁审麦20210012。济儒麦19特征如下:半冬性,幼苗半匍匐,株型半紧凑,叶色中绿 ,叶片上冲,茎秆弹性好,高抗倒伏,落黄好,生育期233天左右。株高76-80厘米,亩有效穗 45-48万,分蘖成穗率高;穗型长方形,穗粒数33-37粒,千粒重46-50克,容重810克/升;长芒、白壳、白粒,籽粒硬质,饱满。综合抗病性较好,抗寒性1级。籽粒蛋白质含量14.3%,湿面筋37.1%,沉淀值32ml,吸水量 63.8ml/100g,稳定时间3.43min,面粉白度72.1。2017-2018年度参加山东省高肥组预备试验,平均亩产562.6kg,比对照济麦22增产6.5%;2018-2019和2019-2020参加山东省高肥区域试验,两年平均亩产607.8kg,比对照济麦22平均增产3.6%;2020-2021年度山东省高肥组生产试验,平均亩产612.5kg,比对照济麦22增产4.9%。

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      此外,主持选育出的4个苗头品系分别正在参加山东省高肥组生产试验、山东省高肥组区域试验、国家黄淮北片水地组区域试验,黄淮北片旱地组品比试验。

三、我的几点感悟

1、一定要多下地观察。从事小麦育种工作一定要不怕辛苦,多下地调查记载,尤其不能错过关键时期的调查和选拔,该调查的时候不能拖延,因为稍微一犹豫,调查的关键时期就会错过,该年度这个时期的性状就无法掌握了。

2、要注重种质材料的积累和熟悉。种质资源是基础,只有积累了丰富的种质材料,才能有丰富的遗传背景;脑子里装的材料越多,记忆的材料性状越具体,可供选用的亲本就越多,配置杂交组合时才能做到心中有数,运用自如。

3、客观准确的评价品比鉴定材料。品比和鉴定试验小区一定要规范种植,详细调查记载。小区面积准确、地力均匀,苗全苗匀,这样才能更客观准确的评价产量结果;小区大小不一致、地力不均、缺苗断垄都会对产量比较带来很多麻烦,影响产量比较。对于苗头品系,最好多年多点比较种植,这样才能避免因地域差异或年季间气候差异造成的判断失误。

4、适度控制育种规模。育种规模一定要根据自己的实际情况来控制,根据规模大小,安排调查进度和选择方法。在育种功底不是很深的情况下,配置组合的命中率不高,规模太小,选出好品种的几率就不高;但是规模也不宜太大,否则精力达不到,没法保证质量。

5、密切关注审定标准、参试渠道以及生产需求的变化。根据要求和需求制定育种目标,确定选择手段,只有这样才能少走弯路,选育出符合目标的小麦新品种。

6、要有一定的栽培管理经验。育种人不但要精通育种工作,还要有一定的栽培管理经验,育种材料种植的早晚、管理的好坏,特殊气候条件等都会影响育种材料的生长发育情况,要能预判栽培管理措施或气候条件变化带来的农艺性状的变化,相应的适当调整选择标准。

以上不足之处,敬请各位专家批评指正,以便能在今后的育种工作中进一步成长,谢谢!

作者简介:陈贵菊,女,高级农艺师,2008年毕业于中国科学院昆明植物研究所植物学专业,现于山东省济宁市农业科学研究院小麦所工作,一直从事小麦育种及相关栽培试验研究工作。山东省小麦产业技术体系济宁综合试验站创新团队技术骨干,参与选育出省审小麦新品种1个,主持选育出省审小麦新品种1个,参试品系4个。

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