辽宁省谷子恢复系选育利用研究

张文飞，陈国秋，张海金，王凯玺，朱康宁，刁玉霖，朱晓东

（辽宁省农业科学院旱地农林研究所，辽宁 朝阳 122000）

谷子杂种优势利用上只有我国开展了研究，自20 世纪60年代以来，在对谷子杂种优势利用表现、雄性不育系培养、杂种优势组合鉴定选择等方面均取得了显著进展，目前应用的杂交谷子依然属于血缘关系较近的品种间杂种优势利用的范畴，由于品种间的亲缘关系较近，遗传差异相对较小，基于传统方法的杂交种优势利用仍然存在较大的增长空间[1]。通过进行亲缘关系较远资源间杂交，尽量扩宽谷子的遗传种质基础，增加谷子杂种优势利用是主要研究方向。同时，进一步改良现有亲本的农艺表现，在更高产量水平上发挥杂种优势的潜力也是需要关注的研究内容。谷子杂种优势利用同常规品种一样，需要结合市场需求朝着粮饲兼用方向发展[2]，把谷子培育成优良的饲料作物，使之向更高的食物能量级别转移。从长远来看，谷子杂种优势利用将在旱作农业领域发挥越来越重要的作用[3]。辽宁省开展谷子杂种优势利用起步较晚，辽宁省旱地农林研究所2006年引进谷子光温敏不育系A2，2007 引进抗除草剂懒谷1 号，经过南繁北育完成不育系12A 和恢复系9365 的选育，并组配参加区域试验，2020年成为国家登记品种。为了更好地开展辽宁省谷子杂种优势利用，育成新的谷子不育系和恢复系并组配杂交组合是具有重要意义的科研工作[4]。

1 选育恢复系目的

恢复系首先是为了组配杂交种，配合力强的恢复系才有机会组配性状良好的谷子杂交种组合。由于谷子受区域性限制，应选择适宜本地区种植的谷子材料作为恢复系。通过两系法组配适宜本地区种植、产量较高、适应较广、抗性较强、米质优良、适宜机械化的谷子杂交品种。

2 恢复系获取途径、标准

筛选和选育出具有抗除草剂、配合力强、抗性强、农艺性状较好的谷子材料为育种目标。

2.1 获取途径

获取谷子恢复系途径有2 种：一是通过引进育成的抗一种或多种抗除草剂谷子品种；二是通过人工有性杂交获得新的具有抗1 种或2 种以上除草剂的谷子恢复系材料。

2.2 选育恢复系标准

2.2.1 农艺性状。农艺性状表现理想的株高为矮杆或中矮杆、叶片上冲或半上冲、穗直立或半直立、穗大小适中、松紧适中、抗倒伏、耐旱涝、产量高、米质优良、适口性好、稳定性强、适宜本地区种植，农艺性状较好，整齐一致，对当地病虫害如黑穗病、白发病、锈病、谷温病、钻心虫等有1 种或多种抗性，对干旱、高温、低温等恶劣环境有耐性的谷子品种作为杂交组配的恢复系应用。

2.2.2 育性性状。一个表现较好的恢复系首先要求抗1 种或以上且不同类型的除草剂[8-9]。要求恢复系花药开裂及时花粉量大，单株开花散粉周期长（在7 d 左右），花粉在田间生命力要强（在4 h 左右）。

2.2.3 配合力。配合力的选育要求在亲本农艺性状表现较好的基础上进行。

3 恢复系选育方法

选育出新的谷子材料作为谷子杂种优势利用中恢复系来利用。首先要求该材料需抗1 种或以上不同类型的除草剂。在结合农艺性状、育性性状、配合力、抗性等方面综合测试和比较，才能确定是否达到适合利用的新型谷子恢复系。

4 抗除草剂恢复系选育方法及作用

4.1 抗除草剂恢复系的作用

在连续使用除草剂的生产中，在谷子近缘种青狗尾草中，发现抗除草剂基因，采用远源杂交结合回交和选择，创制了抗除草剂拿捕净、阿特拉津、氟乐灵的谷子新种质[5]。这些种质的利用，在谷子育种中起到了重要作用，在谷子杂交种生产中发挥了积极作用[6]。将抗除草剂的基因转育到谷子恢复系中，两系法制种以后，在杂交种生产田中喷施相应的除草剂，杀灭假杂交种和杂草，从而保证了杂交种的利用[7]。

4.2 抗除草剂恢复系选育方法

谷子杂交育种可以采用单交、多交、复交、回交等方式，由于谷子是自交作物，花器小且多小花发育不一致，开花周期在7 d 左右，但适宜杂交时间短，因此人工杂交十分困难。为此，又创新了温汤集体杀雄、水浸人工综合去雄、套塑料袋日光杀雄、化学杀雄等技术。

近年来，随着抗除草剂新种质的创制和广泛应用，谷子杂交育种效率大大提高，一般用不抗除草剂品种为母本，显性抗除草剂材料为父本，F1代苗期喷施除草剂即可除掉假杂交种，从而大大提高工作效率。以抗除草剂的F1杂交为父本，以不抗除草剂的材料为母本，可实现复交或者回交（图1）。

图1 技术路线

4.3 恢复系选育亲本选配应遵循的原则

恢复系选育主要是通过品种间有性杂交创新变异而选育新品种的方法，是目前我国谷子育种普遍采用的、成效最显著的育种方法。亲本选配是杂交育种成败的重要环节。亲本选配应遵循原则为：第一，母本的综合性状好，缺点少，且主要性状突出，父本要具有母本缺少的突出特点，即双亲优缺点互补，且一般为抗除草剂品种；第二，双亲生态类型差异较大，亲缘关系较远，且一般配合力好；第三，双亲之一应是当地推广品种。

5 小结

紧扣育种目标，通过杂交回交等技术手段，创造符合育种需要的种质资源是重要的工作内容。恢复系的鉴定通过组配杂交组合调查配合力情况。田间种植观察是否对当地病虫害如黑穗病、白发病、锈病、谷温病、钻心虫等有1 种或多种抗性。通过株型、穗型、穗松紧度、刺毛长度、茎粗、单穗粒重、出米率、千粒重等性状对比，调查杂交种和恢复系的抗倒性、耐旱性、耐涝性、倒伏性等，测杂交种产量是否高于恢复系产量达到预期目标，结合上述农艺性状、产量、抗性等表现，并具有良好的结实性及有较强的遗传传递力。结合室内考种等，认定该抗除草剂谷子品种是否符合作为杂交谷子恢复系应用。