分享

优良矮源蚰包在山东小麦育种中的应用及烟农品种系谱总结

 洋溢九洲 2022-04-28

各位老师,大家好!

我是“一麦众承”21号(麦丰铸梦)组的孙晓辉,麦丰铸梦组共有九位成员:李林志老师、韩玉林老师、张中良老师、赵延勃老师、朱启迪老师、葛昌斌老师、李宏博老师、唐益苗老师和我。今天我代表“麦丰铸梦”值日,就种质资源“蚰包”的创制和对山东育种的贡献及烟农系遗传系谱图简单总结介绍一下。不妥之处,敬请各位前辈及同行批评指正。

该文章的品种数据为2020年以前数据,最近几年的因为统计不完全,暂没有做分析。系谱图总结到2022年烟台农科院小麦参加生产试验的品种,其中审定品种烟农78和烟农301因为和图中亲缘关系距离较远,所以下图中未有烟农78和烟农301。烟农系列系谱图为初稿,如果有什么不当之处,希望大家指正!

非常感谢“一麦众承”这个平台,给我们育种人一个互相学习沟通交流的机会。我每天都认真学习各位老师的文章 ,感受颇深,使我眼界大开,受益匪浅,深度解决了我在育种中的疑惑。

小麦种质资源是开展育种工作的亲本来源,是培育高产优质多抗新品种的物质基础,正确选用优异种质资源合理组配亲本组合是取得育种成效的关键环节,种质改良创新在育种中的重要作用毋庸置疑。创造、评价和利用优异种质资源,是进一步提高小麦品种产量、抗性和品质的基础。楚秀生等[1]回顾了山东省上世纪50年代以来小麦种质资源的引进、鉴定评价和创新利用情况,总结了山东小麦种质资源研究存在的问题和解决途径。樊庆琦等[2、3]对山东小麦地方种质资源的铁和锌含量以及山东保存小麦种质资源的面粉白度进行了分析,刘爱峰等[4]对山东小麦种质资源品质特性多样性进行了研究,周娟等[5]分析了山东部分小麦种质资源的多酚氧化酶活性,盖红梅等[6]报道了鲁麦14对山东新选育小麦品种的遗传贡献。陈天青等[7]对50份小麦种质资源进行了萌发期耐旱性鉴定,孔欣欣等[8]对36份小麦种质资源抗麦长管蚜遗传多样性做了鉴定与分析。山东农业大学创造的“矮孟牛”在中国培育出16个新品种,累计种植面积3053万hm2,增产小麦158.7亿kg,创造社会效益100.07 亿元,获国家技术发明一等奖[9]。蚰包是山东省烟台市农业科学研究院育成的紧凑耐密型小麦新品种[10],1968年在山东莱阳创出单产550.75kg的高产记录[11],丰产性好,具有一对与Norin10号4D上的Rht2位点相同或相近的矮秆基因[12、13]。通过查询山东省品种审定公告、第一种业网、中国种业商务网、农博数据中心和中国知网等,对品种组合及其系谱来源进行分析,找出由蚰包或蚰包的衍生系育成的山东省审(认)定小麦品种。深入系统地分析优良矮源蚰包在山东育成小麦品种中的作用,摸清蚰包的优良性状基因来源,不仅能提高育种亲本选用的准确性,也有利于小麦育种成效和科学预见性的提高,为开展小麦育种理论研究和指导育种工作提供参考和依据。

1  蚰包或蚰包的衍生系在山东育成的审(认)定小麦品种

蚰包含有抗叶锈基因Lr1[14]、Lr35[15]和抗秆锈基因SrTmp[16],对叶锈小种叶中1号、叶中15号、叶中34号、叶中41号、叶中43号、叶中44号均具抗性[17],为高氮收获指数型品种[18],现将蚰包或蚰包的衍生系在山东育成的审(认)定品种,汇总于表1。

表1  蚰包或蚰包的衍生系在山东育成的审(认)定小麦品种

图片
图片

由表1可以看出,山东共有39个科研单位和育种企业以蚰包或蚰包的衍生系共育成品种127个。育成品种最多的单位是烟台市农科院、山农农业大学和山东省农科院,分别为22、17和14个;育成品种较多的单位是泰安市农科院、山东省青丰种子有限公司、山东科源种业有限公司、山东良星种业有限公司和济宁红地种业有限责任公司,分别为7、6、5、5、4个;济宁市农科院、聊城市农科院、山东鑫丰种业有限公司和山东省郯城县种子公司均育成3个;青岛农业大学、淄博市农科院、菏泽市农科院、菏泽市丰川农业科学技术研究所、泰安市泰山区瑞丰作物育种研究所、泰安登海五岳泰山种业有限公司、济南鑫瑞种业科技有限公司和山东圣丰种业科技有限公司均育成2个;山东登海种业股份有限公司 、莱州农业科学院、莱州西由王贾科技队、原莱阳县农科所、泰安市郊区农作物种子科学研究所、泰安市大汶口农科所、泰安市汶农种业有限责任公司、山东岱农农业科技有限公司、阳信县种子公司、滨州泰裕麦业有限公司、山东仁和种业有限责任公司、山东莘州种业有限公司、山东景阳岗种业有限公司、临沂市农科院、苍山农垦实业总公司、德州市德农种子有限公司、山东鑫星种业有限公司、山东爱农种业有限公司和山东东润种业有限公司均育成1个。

2  蚰包或蚰包的衍生系在山东育成的大面积推广应用品种

利用中国农业农村部种业管理司的“中国种业大数据平台”中的“数据查询”,在“品种推广”一栏对蚰包或蚰包的衍生系在山东育成的大面积推广应用品种(年最大推广面积超过66.67万hm2和累计推广面积超过333.33万hm2的品种)汇总于表2。

表2  蚰包或蚰包的衍生系在山东育成的大面积推广应用品种

图片

由表2可知,蚰包或蚰包的衍生系在山东育成的大面积推广应用品种共有12个,分别为烟台市农科院育成的烟农15、鲁麦7号、鲁麦14、鲁麦21和烟农19,山东省农科院育成的济南16、济南17、济麦19、济麦20、济麦22和鲁原502,以及山东农业大学育成的山东辐63。烟农15、济南16推广应用到2个省份,鲁麦7号推广应用到3个省份,鲁麦21、山农辐63推广应用到4个省份,烟农19、济麦19、鲁原502推广应用到5个省份,鲁麦14、济南17推广应用到6个省份,济麦20、济麦22推广应用到7个省份。

3  获得奖励

以蚰包或蚰包的衍生系选育的品种,共获省级以上奖励31项。山农辐63获国家技术发明四等奖,泰山1号获国家科技进步一等奖,鲁麦15获国家教委科技进步奖一等奖,济南13、济南17、济麦19、济麦20、济麦22、鲁原502、山农20、鲁麦14、烟农19获国家科技进步二等奖。济南13获农业部科技进步一等奖,济南16、济麦19、济麦20、济麦22、鲁原502、鲁麦14、烟农19、烟农5158获山东省科技进步一等奖,济南17、山农20、鲁麦7号、鲁麦21、烟农21、烟农24获山东省科技进步二等奖,烟农15、烟农22、济宁13、荷麦13获山东省科技进步三等奖。

4 讨论与结论

小麦品种适度矮化,不仅是抗倒伏的需要,更重要的是减少了部分茎秆和叶鞘的生长,使得幼穗的生长发育处于更加有利的条件,将更多的光合作用产物用于籽粒生长。矮化的重要生理效应是调整库源结构,控制营养生长势,减少茎秆对同化产物的竞争,提高库的强度和光合生产能力,增加了穗部同化产物的供应,提高穗部结实能力,在单位面积上生产更多的穗数和粒数,从而增加籽粒产量[19-22]。墨西哥因为矮秆和半矮秆小麦品种的推广种植,短时间内使粮食产量翻了几番,极大地影响了发展中国家的粮食和农业生产,这被称之为“第一次绿色革命”[23]。所谓矮源是指矮秆基因最初的供体来源,贾继增等[12]研究认为辉县红和蚰包是中国四类矮源之一,含有Rht2矮秆基因,能够提高收获指数从而增加籽粒产量[24]。蚰包或蚰包的衍生系在山东育成审定小麦品种127个,这与优良矮秆小麦遗传资源Rht2在山东分布最多的结论相吻合[25]。王江春等[26]对建国以来山东省9次更换的66个小麦品种进行了亲缘系数和聚类分析,认为山东省小麦种质资源的利用基本上可追溯到碧玉麦、中农28、洛夫林系列和蚰子麦四大骨干体系,蚰子麦主要是通过蚰包在育种中发挥作用的。王永和等研究[27]认为北京地区利用矮源最有成效的就是蚰包及其衍生系的利用,蚰包在华北北部矮化育种中也起到重要作用 [28]。蚰包的母本蚰子麦是中国最早应用的16个小麦骨干亲本之一[29],是河南省抗旱[30]、高抗条锈病[31]的地方品种,为蚰包提供了良好的基因基础。由于在育种过程中对产量、品质和抗性的定向选择,品种遗传多样性日益下降,可利用的小麦种质资源越来越有限,限制了新品种的选育[32]。

    总之,优良矮源蚰包含有Rht2矮秆基因、Lr1、Lr35抗叶锈基因和SrTmp抗秆锈基因,为高氮收获指数型品种,以蚰包或蚰包的衍生系为亲本在山东的小麦育种研究中起到了基础性的巨大作用。新品种的成功选育得益于优异种质资源的挖掘和利用。今后的小麦育种工作应该在利用较好优异骨干亲本的基础上,加强创制、挖掘和引进新的优异种质资源,使小麦育种工作更上一个新台阶。

图片


参考文献

[1]楚秀生,李根英,隋新霞,等.山东小麦种质资源研究回顾与展望[J].植物遗传资源科学,2001(04):59-63.

[2]樊庆琦,楚秀生,李玉莲,等.山东小麦地方品种资源铁和锌含量分析[J].植物遗传资源学报,2012,13(01):138-142 162.

[3]樊庆琦,李玉莲,隋新霞,等.山东保存小麦种质资源面粉白度分析[J].植物遗传资源学报,2012,13(03):363-369.

[4]刘爱峰,段友臣,程敦公,等.山东小麦种质资源品质特性多样性研究及利用[J].植物遗传资源学报,2012,13(04):515-520 528.

[5]周娟,隋新霞,李根英,等.山东部分小麦种质的多酚氧化酶活性分析[J].山东农业科学,2013,45(03):25-27.

[6]盖红梅,李玉刚,王瑞英,等.鲁麦14对山东新选育小麦品种的遗传贡献[J].作物学报,2012,38(06):954-961.

[7]陈天青,王伟,杨康林,等.小麦萌发期耐旱性材料的筛选与评价[J].种子,2014,33(10):81-84.

[8]孔欣欣,王春平,王黎明,等.36份小麦种质资源抗麦长管蚜遗传多样性的鉴定与分析[J].种子,2016,35(11):62-66.

[9]何元龙.农大89-2729小麦种质资源的创新及其利用[J].黑龙江八一农垦大学学报,2006(01):1-4.

[10]于经川,刘兆晔,姜鸿明,等.蚰包麦的选育及其在育种上的应用[J].中国农学通报,2007(02):189-192.

[11]方正.冬小麦育种实践54年回顾[J].小麦研究,2008(01):1-11.

[12]贾继增,丁寿康,李月华,等.中国小麦的主要矮秆基因及矮源的研究[J].中国农业科学,1992(01):1-5.

[13]王永和.半矮秆冬小麦优异种质——蚰包/036∥山前系列的选育给予的启示[J].北京农业科学,1997(04):14-17.

[14]杨文香,朱之堉,王焕如,等.我国小麦叶锈菌鉴别寄主抗性基因的推导[J].植物病理学报,1994(02):181-184.

[15]魏新燕,杨文香,刘大群,等.150个小麦品种(系)抗叶锈基因Lr35分子检测[J].中国农业科学,2004(12):1951-1954.

[16]胡长程.我国36个小麦品种抗秆锈基因的推导[J].中国农业科学,1988(05):45-52.

[17]陈万权,晏思白,胡长程,等.1990—1993年我国小麦叶锈菌生理小种及其致病性特点研究[J].植物保护学报,1994(04):289-295.

[18]王树亮,田奇卓,李娜娜,等.不同小麦品种对氮素吸收利用差异及其分类研究[J].华北农学报,2008(S1):213-219.

[19]吴兆苏,魏燮中.长江下游地区小麦品种更替中产量及有关性状的演变与发展方向[J].中国农业科学,1984(03):14-22.

[20]盛承师.小麦冠层形态结构与籽粒产量的关系(三)——理想株型的设计[J].麦类作物学报,1987(01):35-38.

[21]庄巧生,王恒立.小麦育种理论与实践的进展[M].北京:科学普及出版社,1987:424—450.

[22] M.P.N.Gent,陈淑琴.收获指数不同的冬小麦品种光合产物的同化与分配[J].麦类作物学报,1990(06):42.

[23]傅兆麟.小麦超高产基因型的株型结构问题[J].云南农业大学学报,2007(01):17-22.

[24]王恒立.开展小麦超高产育种之我见[J].作物杂志,1990(01):6-7.

[25]郭保宏,宋春华,贾继增.我国小麦品种的Rht1、Rht2矮秆基因鉴定及分布研究[J].中国农业科学,1997(05):57-61.

[26]王江春,胡延吉,余松烈,等.建国以来山东省小麦品种及其亲本的亲缘系数分析[J].中国农业科学,2006(04):664-672.

[27]王永和.北京地区小麦矮化育种[J].北京农业科学,1996(06):13-16.

[28]朱国华,林志珊,辛志勇,等.小麦几个“矮源”品种矮秆基因的遗传分析[J].作物学报,1992(02):90-98.

[29]庄巧生.中国小麦品种改良及系谱分析[M].北京:中国农业出版社, 2003.

[30]赖运平,李俊,张泽全,等.小麦苗期抗旱相关形态指标的灰色关联度分析[J].麦类作物学报,2009,29(06):1055-1059.

[31]邱永春,李建军,戎振祥,等.我国小麦微核心种质抗锈病及白粉病鉴定与分析[J].麦类作物学报,2015,35(02):268-273.

[32]何中虎,肖世和,庄巧生.“九五”全国小麦育种研究进展[J].麦类作物学报,2001(03):72-75.

作者简介:孙晓辉,2006年毕业于山东农业大学农学专业,自毕业以来一直从事于小麦遗传育种及栽培工作;主持选育小麦新品种烟农301和烟农161,参加选育小麦品种烟农0428、烟农1212、等;先后获得山东省科技进步二等奖和三等奖,国家农牧渔丰收奖和山东省农牧渔丰收奖、烟台市科技进步二等奖等奖励;在《山东农业科学》、《麦类作物学报》、《安徽农业科学》等期刊发表学术论文17篇。























    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多