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鄂尔多斯糜子育种工作成就与经验体会

2014-05-30高志军等

安徽农学通报 2014年8期

高志军等

摘 要:该文介绍了鄂尔多斯市农牧业科学院(前身伊克昭盟农科所)50多年来的糜子育种工作的主要成就,又从糜子品种资源的研究与利用、科学的确定育种目标、育种方法、有性杂交育种、以及品种的区域试验、生产示范和良种推广等方面做了详细的阐述,供后来者参考和同行的交流,从而促进今后的糜子育种工作。

关键词:糜子育种;品种资源;育种目标;育种方法

中图分类号 S516 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2014)08-55-04

糜子(Panicum milicum L)是禾本科黍属的一个栽培种。米粒有粳糯两类。粳性西北地区称糜子或饭糜子,东北地区称稷子;糯性称黍子或软糜子。主要分布在我国北方干旱半干旱地区。

鄂尔多斯市位于内蒙古西部的黄河南岸,年降水量150~400mm,是半干旱向荒漠的过渡地区。境内分布有库布齐和毛乌素两大沙漠,自然条件比较恶劣。历史上在旱作为主体时糜子曾占良田面积的40%。春旱严重年份,比重更高,这是糜子的优良抗性所决定的。糜子不仅是旱作农区农民的主要口粮,还是蒙古人喜爱食品的“炒米”的原料。黍子是北方城乡人民的主要糯食,还是节日的佳品。近代由于灌溉农业的发展和生态建设的需要,一些坡地、沙地、薄地退耕还林还牧,旱作只占少部分,糜子的重要性已让位给玉米了,但在人们的生活中仍占一定地位。

1 育种工作的主要成就

鄂尔多斯市农牧业科学院前身是伊克昭盟农科所,成立于1959年。糜子的育种工作始于1960年,当时只进行了品种的观察与鉴定,目的是让科技人员了解这个作物。1962年糜子育种列入科研计划,配备了专人。鄂尔多斯农区大体上划分为两大类型:沿黄河平原区,以灌溉农业为主;丘陵旱作区,以旱作为主。糜子育种工作初期只在旱作区试验地区开展了糜子育种工作。从20世纪90年代起,糜子育种工作逐渐移向位于黄河平原区的新民村试验站。由于在育种工作中,重视了品种的广适性,所以在新民村育成的品种也能适应积温相近的鄂尔多斯丘陵地区。

50多年来,鄂尔多斯共育成糜子新品种22个。其中粳性14个,糯性8个。根据育种方法区分,用系统选育法育成的品种9个,即伊选大红糜、疙瘩小红糜、白7219糜、内糜1号、内糜3号、内糜4号、霉见愁糜、伊选青黍、内黍2号。用有性杂交法育成品种9个,即内糜2号、伊糜1号(曾命名为伊糜5号)、GS内糜5号(曾命名为伊糜2号)、内糜6号、内糜9号、伊黍1号、伊选黄糜(糯性)、内糜7号(糯性)、内糜8号(糯性)。用其它方法育成的品种4个,即自内蒙古作物所的紫秆红糜、通过地方品种整理评选并在生产上推广的东胜二黄糜、杭旗小白黍和准旗紫秆红黍。除此之外,和山西高寒所合作,用有性杂交法育成糯性新品种晋黍5号。现将有特色的几个品种简介如下:

内糜2号:原代号63107,是内蒙古自治区1976年第一批审定的糜子品种。1963年以内蒙古作物所的中晚熟紫秆红糜为母本,中早熟的东胜二黄糜为父本,有性杂交育成。它是内蒙古自治区第一个用有性杂交法育成的糜子品种,也是我国第一个用有性杂交法育成的糜子粳性品种。内糜2号麦茬复种生育期(出苗至成熟)65d,需≥10℃积温1 400℃,叶7~8片叶。6月中旬播种,生育期80d左右,需≥10℃积温1 800℃,叶12片左右。千粒重9g左右。丰产性能好,无论正茬播还是麦茬播都能高产。大面积单产可达4 500kg/hm2。它的早熟性、丰产性、千粒重都超双亲。因而内糜2号成为鄂尔多斯高寒区和风沙区的主栽品种,也是鄂尔多斯全区的主要备荒品种。由于特殊的生态条件,鄂尔多斯在过去相当一个时期备荒种子是必不可少的。历史上备荒的糜子品种是当地的小红糜,早熟性与内糜2号相似,产量较低。平时农民不种它,灾年备荒种子来源成问题,国家需要专门繁殖贮存,成本高多了。由于内糜2号是部分地区的主栽品种,就彻底解决了灾年备荒种子的种源问题。

伊糜1号:又名伊糜5号,有性杂交育成。母本为耐旱性强的地方品种牛卯旦黄糜,父本为多小穗米粒带粘性食味号的自选品系白7219糜。伊糜1号综合了双亲的主要优点,表现耐旱、耐肥、抗倒伏、大穗、多小穗、分蘖成穗整齐、结实率高、米饭食味好等特性,最高单产达5 250kg/hm2。2008年被中国作物学会黍类作物专业委员会评为“优质黄米品种”。

GS内糜5号:以旱作区耐旱的伊选大红糜为母本,沿河平原区耐盐的内糜3号为父本,有性杂交育成。1984-1985年全国区试中,产量居参试品系第一名。内蒙古东部的赤峰丘陵区、内蒙古西部的土默川平原、河套平原、鄂尔多斯高原、陕西榆林地区和宁夏固原地区的表现良好。甚至在甘肃会宁试点也能适应。千粒重9.5g,为特大粒品种,是少见的。内糜5号是具有多种抗逆性的品种。有较强的耐盐性和耐旱性,抗倒伏性强,抗落粒性强,适应性强。因而产量高而稳定。它的多方面的优良性状,几乎都超双亲。2008年被中国作物学会粟类作物专业委员会评为“优质黄米品种”。

内黍2号:从地方品种黑壳蚤中系选育成的糯性品种。耐盐碱、丰产性好、适应范围广。在1983-1985年全国北方区试中,产量居糯性组第一名。

内糜7号(糯性):以内黍2号为母本,7619-2-2-1-1(即以后的内糜5号)为父本有性杂交育成。是我国用粳糯杂交育成的第一个糯性品种。2006-2008年参加国家糜子品种区域试验、生产试验,表现出良好的丰产性和广泛的适应性,命名为内糜7号。主要特征特性:中熟、侧穗、黄粒。抗旱、抗盐、抗倒伏、抗落粒性强。产量高而稳定。所内试验,产量较内黍2号增产20%。3a全国区试,13个试点38点次,其中32点次增产,平均产量3 286.3kg/hm2,比统一对照冀承黍1号增产15.23%,在参试品种中居第一位。内糜7号较统一对照冀承黍1号增产24.6%。更为可贵的是内糜7号的广泛适应性。2006-2008年区试年度有13个区试点,其中增产点10个,此即内糜7号的适应区域。其它3试点9点次中,也有4点次增产,仅5点次减产。这种情况只能说明内糜7号适应性确实很强。增产的10试点中,属于东北平原生态区的是吉林白城试点和内蒙古赤峰试点。属于黄河高原生态区的试点为陕西省北部的大同和五寨,陕西北部的府谷,宁夏中西部的同心和盐池、南部的固原和彭阳。另一试验点属于内蒙古高原区的达拉特旗。令人高兴的是内糜7号适应东北平原的偏南地区种植,过去我们育成的品种在东北平原区多数表现不理想。内糜7号的适应范围横跨了三个生态区,在已有的糜子品种中是少见的。endprint

2 糜子育种的经验与体会

2.1 重视我国糜子品种资源的研究利用 品种资源是育种工作的物质基础。育种工作初期,靠科技人员下基层在种子部门和农技推广部门的帮助下搜集地方品种资源。靠走出去,搜集国内和国外糜子品种资源。早期曾得到陕西延安农科所、内蒙古巴盟农科所的无私帮助。早期育成的几个品种,就是从这些资源中,或通过整理评选,或通过系统选育而用于生产的。现在情况变了,截止2004年,编入中国黍稷(糜)品种资源目录的糜子品种资源已达8 515份。其中相当一部分资源已经过性状鉴定。入国家中长期种子库,还包括一些育种单位育成的优良品系。除此之外,我国还有一批糜子品种资源研究成果问世(如:抗旱性、抗盐性、抗病性、品质分析、生态型研究等)。为利用我国的糜子品种资源提供了理论指导。

2.2 科学确定育种目标 育种目标的重要性是显而易见的,它是育种工作的方向。目标要具体,要落实在性状上。在粮食作物中,糜子的性状变异是最复杂的。如生育期、形态、籽粒大小、皮壳率、抗性、品质等,种类繁多。不仅使新品种选育有较大的选择范围,也增加了育种工作的难度。为此必须根据当地主栽品种存在的问题,确定相应的育种目标。

第一,品种广泛适应性问题。一般而言,糜子品种的适应范围较窄,这是和玉米、小麦、谷子等作物的品种相比较而言的,原因是糜子品种对光照长短、温度高低反应敏感。但是,目前我国已育成一批具有广泛适应性的品种用于生产。说明只要下功夫,完全有可能育成广适性新品种。为此,要注意两个方面。一是有性杂交亲本至少一个是适应性强的。二是育成品系能够多点试种,以确定它的适应性。

第二,粳糯性育种目标各有侧重。这里强调的是糯性一定要把品质或适口性放到第一位。优良的黍糕应是软筋、色黄、甜并无涩味。所以对糯性新品种的粒色、米色,淀粉中支链淀粉的含量、单宁的含量,以及制品的适口性,都应给予重视。粳性品种,除产量外也应根据用途鉴定它的适口性。

第三,高产问题。糜子大面积单产4 500kg/hm2虽有难度,还是能够达到的。相对而言,麦茬复种,反而较易达到高产。若糜子能在北方灌区占一席之地,需要在品种的高产上下功夫。根据情况,可在两方面努力:矮秆育种和麦茬复种高产品种选育。矮秆育种多年来未有突破。麦茬复种,由于生育期短,不易穗长而倒伏,又可密植,在栽培技术和品种两方面努力,高产是可能实现的。

2.3 育种方法要因地制宜循序渐进,也要有所创新 糜子育种采用的方法最好还是因地制宜循序渐进。初期通过引种和地方品种整理评选,筛选出一批品种用于生产。在此基础上,在优良的但一致性较差的地方品种中,通过系统选择,一定可以育成新品种。待育种工作有一定基础后,可逐渐过渡到以有性杂交育种为主。因为有性杂交能够综合两个或两个以上亲本的特性,育成系统法难以育成的具有更优性状的品种。

在这里强调两个问题。一是把引种工作放到一定地位。过去由于广适性的糜子品种少,所以对糜子引种工作很少强调。糜子播种面积较小,糜子产区的科研单位不可能都有专人搞糜子育种。因而重视引种,把适于当地种植的外地品种在本地区推广,这是有利于农业生产的好事,值得提倡。二是加强科研单位之间的协作。育种方法的创新,当然是多方面的。现阶段要强调的是加强育种协作。为了做到这一点,需要解决成果分享问题,需双方协商解决。

2.4 有性杂交育种应注意的问题 有性杂交育种,从开始杂交到命名,若技术上不走弯路,按现在规定,约需12a(按1a世代计算)。若采用南繁加代等措施,也只能缩短3a左右的时间,所以必须慎重对待每个环节。

(1)根据育种目标慎选亲本。亲本除了性状互补外,具有的主要性状能满足育种目标的需要。还应注意它们的生态型和适应性。不同生态型或适应性之间杂交,或亲本之一具有广适性,才容易育成广适性品种。配制组合时,选好易于识别的标志性状,便于杂种第一代准确淘汰假杂种。若亲本生育期相差加大,早熟亲本一般做父本,可延迟播种,有的亲本要种在花盆里,便于授粉。此外,还还可采用粳糯性杂交,也能育成优良品种,如内糜7号。

(2)杂交方法。我国开展糜子杂交育种只有50a的历史,从事糜子育种的人员较少,现阶段应以简单杂交为主,逐渐开展复式杂交和回交。

(3)去雄方法。糜子花器小,去雄技术是决定成败的主要因素。人工去雄,技术要求高,效率低,但杂交率高。重点组合或研究遗传规律时可采用此法。温水杀雄效率高,杂交率低。不同亲本杀雄的最适水温和 浸泡时间也有差别。常使某些组合得不到杂交种子。需要第二年对这些组合在进行杂交,为保险起见,需采用人工去雄法)。待工作有经验后,同一组合,可采用不同水温进行杀雄,多数组合都能获得真杂种。我们推荐的方法是:水温47.8℃浸泡5min。浸泡一次后,晴天水温下降0.3~0.5℃,可以继续浸泡糜穗杀雄,但浸泡时间需延长1~2min。待水温降至46.8℃时,浸泡时间为7.5min。低于46.8℃时,浸泡时间为7.5min。低于46.8℃时,应加开水,将水温调制47.8℃,即可继续进行杀雄。除此之外,还应注意几个方面:①温度计应是气象部门较正过的,最小刻度为0.2℃。②盛水的器具是广口保温瓶,一次可浸泡双穗,所以整穗时应考虑这一点。③全部小穗要浸入水中。④整穗后的小穗必须是1~2d内即将开花的小穗。

(4)重视选择方法。主要采用系谱法。F1根据标志性状,淘汰伪杂交种。这一点十分重要。F2及以后世代选单株。多数情况下,F6性状稳定后可进行株系鉴定。F2选单株是关键,需要较大群体,试验地地力要匀,单株的营养面积要相近,关键还是育种人员的观察能力。在数百株或近千株的群体中,把优良单株选出来,通过室内考种,优中选优,确定入选单株。从F3起,先选优系,在优系中再选优株。选株时要避免入选异交株。异交株有杂种优势,容易误选。根据杂交的显性规律,还是容易识别异交株的。endprint

(5)做好性状鉴定工作。鉴定的内容有生育期鉴定、形态特征鉴定、特性鉴定和品质鉴定等。根据育种目标,确定鉴定重点。有些项目需要多年多点鉴定,才能得出科学结论。质量性状的遗传规律是有差别的,需根据它们的不同特点决定取舍。原则是早代应松一点,高代应严一些。

(6)育种地点对育成品种的适应性有重大影响。鄂尔多斯曾在3个地点进行糜子育种工作。它们是地处鄂尔多斯中部,海拔150m,≥10℃积温2 500℃的东胜试点。此点育成的品种适于鄂尔多斯高寒区,风沙区。也适于山西省大同地区。以及它们的相邻地区。另一试点是地处黄河平原的达拉特旗新民村试验站。海拔1 011m,≥10℃积温2 950℃。前期育成的品种主要适应于鄂尔多斯黄灌区和土默川平原。后期育成多个广适性品种。还有一个试点是地处鄂尔多斯东部丘陵区的纳林试点。海拔1 100m,≥10℃积温3 100℃。育成的品种主要在≥10℃积温2 800~3 200℃的鄂尔多斯旱作区和它的邻近地区推广。1983年至今,鄂尔多斯有多个育成品系参加全国区域试验,只有达拉特旗试点育成的新品系出现了广适性品种。比较突出的是GS内糜5号和内糜7号(糯性)。全国30年的区域试验实践说明,只有少数试点出现了广适性品种。当然,这是一个复杂的技术问题,绝不是试点一个因素,至少还有杂交的亲本问题。无论如何,试点对育成品种的深刻影响,是不能忽视的。

2.5 加强区域试验、生产试验和良种推广 我国种子管理的有关法规规定,新育成的品种经过命名后才能用于生产。区域试验是命名的必要步骤,它对育种单位而言是至关重要的,但又不是育种单位本身能解决的问题。

2000年根据中华人民共和国种子法的规定,糜子等小宗粮豆品种评价由审定委员会改变为品种鉴定。终于2001年在山西太原成立了全国小宗粮豆品种鉴定委员会,负责糜子等小宗粮豆品种鉴定工作,并由西北农林科技大学柴岩教授任鉴定委员会主任。从此糜子的区域试验进入了一个新阶段。主要表现在:一是区试点增加,分布更广泛,对品种的鉴定更全面了;二是区试把生产示范也列入计划;三是命名的速度加快了。

参考文献

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[3]王伦,网星玉.中国黍稷种资资源研究与利用.中国杂粮与杂粮产业[M].杨凌:西北农林科技大学出版社,2013.

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[6]柴岩.中国糜子品种改良,中国杂粮与杂粮产业[M].杨凌:西北农林科技大学出版社,2013. (责编:张长青)endprint