“保种圃法”繁育常规粳稻原种的原理和方法

杨茂昌

（楚雄州农业科学研究推广所，云南楚雄 675000）

楚雄州是云南省常规粳稻种子繁育主要基地，是农业部重点投资建设的高原粳稻原原种、原种繁育中心之一。州内常年种植常规粳稻100万亩左右，每年繁殖粳稻良种3.2万余亩，收销种子800多万 kg，种子销往云、贵、川三省的11个地（州、市）的40多个市（县），可种植200多万亩。如何使繁育收销的种子保质保量，尤其是确保各个品种的纯度，一直是一个很大的难题。为了解决这一问题，笔者通过试验研究，提出了“保种圃法”［1］繁育粳稻原种的新方法，多年的实践证明该方法是可行的。

1 保种圃繁育法的提出

1.1 原种繁育存在的问题

2000年以来，随着粳稻育种步伐加快，新品种不断推出，用于生产的新品种数量不断增加；随着农田灌溉条件得到改善和农民科技意识的提高，农民为了增加收入，对品种的选择出现了前所未有的多样性。这样，在生产上就出现了种植的品种数量增多，而每个品种所需要的种子数量下降的状况。随着品种数量的不断增加，科技人员的提纯繁育任务也在不断加大。用传统的三圃法［2］、两圃法［2］或株系循环法［3］来繁育原种，每年要繁育20多个品种，当年就要到田间采选2000多个各个品种的单株，再到室内进行考种、比较、筛选、脱粒，第二年又要拿到田间分品种、分株系育秧、移栽鉴定。这不仅花费了大量的人力、物力、财力，而且由于工作繁杂，环节多，人力有限，繁育效果也不尽人意。

1.2 试验研究

面对提纯繁育的品种多，每个品种所需原种数量不大，工作量繁重的问题，笔者思考能否在现行的三圃法、株系循环法的基础上作些改进，用简便的方法来提纯繁育原种以减轻工作量，而且不影响提纯繁育的品种数量和种子质量。总结多年来提纯繁育工作中的经验和田间观察得到的印象，笔者认为，可以采用减少选择单株的次数和数量的方法来达到这一目的。并于2002年后用经单株选择、田间种植鉴定，已经提纯的品种合系41号、楚粳24号的经两年重复繁殖的种子（已去杂）与两品种的三圃株系种子进行二年的大区种植对比，在田间进行目测比较，发现二者在分蘖、抽穗、成熟等各主要生育期进程和外观及整齐度上都无明显差别。

经过对不同品种用不同提纯繁育方法繁殖的种子在大田种植比较，并借鉴其他作物种子的繁育技术，笔者于2005年、2006年以现行楚雄州内推广面积最大的两个品种合系22-2号和楚粳27号作材料，用三种不同提纯方法繁育的种子进行两年的种植比较试验，准确观察记载两品种不同处理的各主要性状，看是否有较为明显的差异。其中合系22-2号表现为主穗和分蘖穗高度有3 cm左右的差异，即穗层高度不一致；而楚粳27号的主穗和分蘖穗高度差异很小，即穗层较为整齐。两个品种各设保种圃种繁育、循环株系种繁育、三圃株系种繁育共三个处理。其中保种圃种繁育处理代表新的方法，三圃株系种繁育处理代表多年延用的三圃法或两圃法，循环株系种繁育处理代表现行的株系循环法。

1.3 试验结果

经过两年两品种试验的田间调查、室内考种、称产，得出了用保种圃种、三圃株系种、循环株系种三处理（三种种源）繁育原种的各主要生育期、株高、整齐度、抗稻瘟病、穗长、穗粒、千粒重、亩产量等主要性状的数据和直观感觉，经过对试验各处理三重复的平均数据作分析比较，其结论是：（1）两个品种各三个处理的主要生育期除始穗期稍有差异而外,各品种的抽穗期、齐穗期、成熟期都是一致的，两年的结果也是一致的。（2）两个品种各三个处理的最高茎蘖、单位面积有效穗、成穗率差异很小,可以看成是基本一致的，两年的结果也是一致的。（3）穗部性状是一个品种的主要性状，两个品种各三个处理的穗长、穗粒数、穗实粒数、千粒重基本一致，两年的结果也是一致的。（4）产量和株高是一个品种的两个主要性状，两个品种各三个处理的产量和株高差异很小，可以看成基本一致，尤其株高几乎相等。用2006年两品种的试验数据中的亩产量和株高做变量分析，其结果是产量和株高差异都不显著。（5）2005年、2006年在分蘖期、成熟期分别从试验田的不同角度对两个品种的各三个处理进行目测比较，叶色、叶片大小整齐一致，熟色熟相均匀一致。由于用化学农药防治过稻瘟病、飞虱等病虫，两个品种各处理在两年中都没有发生稻瘟病和白叶枯病，虫害也很轻。

根据大区试验观察和两年小区试验结果，以及2006-2008年三年的大田繁殖原种和生产用种实践，可以得出一个结论，即用保种圃种子来繁育原种是可行的，笔者把这种方法叫做“保种圃法”。

2 保种圃繁育法的技术程序与技术要点

该方法主要是使用纯真的育种家种子或经单株选择、株行（系）鉴定、去杂去劣后混合收获的纯真混系种子来建立保种圃，以后每年都用保种圃种子来繁育原种，同时用一部分保种圃种子来建立保种圃。

其技术要点是应用育种家种子或经提纯的种子建立保种圃，以保种圃为中心安排原种田，在保种圃内进行单株种植，严格去杂去劣，妥善保管，严防混杂，并可视情况重新选纯。

2.1 建立保种圃

使用各品种纯真的育种家种子或纯真的株系混合种子建立保种圃。在应用该方法之前，一定要经过单株选择、株行（系）种植鉴定，淘汰杂劣株行，混合收获纯真的株系种子或使用纯真的育种家种子才能用来建立保种圃。

2.2 以保种圃为中心

在原种繁殖中，以保种圃为中心计划安排原种田。以保种圃为中心，将原种田设置在其周围，以确保防止机械混杂和与其他品种杂交混杂。保种圃的面积可根据原种繁殖需要量来设置，现行种植的粳稻品种一般亩产种子600 kg左右，每亩秧田需播种40 kg左右，可移栽大田15亩左右，可产原种9 000 kg左右。

2.3 单株种植

按照本地常规宽窄行种植法，即宽行26.7 cm，窄行13.3 cm，株距10.0 cm，每亩大田插秧4万丛，每丛插秧一粒谷苗。单株种植便于观察比较，便于去杂去劣。

2.4 严格去杂去劣

每年于水稻分蘖盛期、齐穗期、黄熟期三次整株去杂去劣，清除因基因突变、天然杂交、机械混杂等原因造成的杂株，确保保种圃种子的纯度。

2.5 妥善保管

保种圃种子应在收获时充分混匀后单独选取一部分晒干,妥善保存,留做下年乃至第三年保种圃繁育使用，杜绝人为混杂，其余大部分种子用作下年繁殖原种。

2.6 重新选纯

经几年延续繁育后，可根据情况再次进行单株选择、株行鉴定，淘汰杂劣株，收获纯真的混系种子再进入保种圃延续繁育。

3 保种圃繁育法与其他主要繁育法比较

3.1 与三圃繁育法比较

保种圃繁育法省去了三圃法中的单株选择、株（穗）行鉴定、株系鉴定三个程序，节省了三年时间。

3.2 与两圃繁育法比较

保种圃繁育法省去单株选择，省去株行鉴定两个程序，节省了两年时间。

3.3 与株系循环繁育法比较

株系循环法是在留选的每个株系中采选若干个单株，留作第二年进行株系种植鉴定，淘汰不良株系，混收留选株系种子（混系种子或原原种），混收前又在留选的每个株系中采选若干个单株留作下年进行株系种植鉴定，如此反复用株系种进行循环繁育。保种圃繁育法省去了选留若干单株和株系鉴定两个程序，节省了两年时间。

保种圃繁育法省去了三圃法、两圃法中的年年选择单株、年年种植株行（系）鉴定，也省去了株系循环法中的每年采选单株种植株系的程序，既省工、省时、省力，其效果又与三圃法、株系循环法繁育的原种没有差别。

4 基本原理

该方法以纯系学说理论观点为指导，摒弃连年单株选择，强调优良群体的整体性，贯彻“大群体，少循环”的原则，有效克服了良种繁育中的遗传漂移和选择偏差问题。

4.1 以纯系学说理论为指导

应用纯系学说的理论观点来分析，纯系内个体间的差异是由环境条件造成的，是不会遗传的。“纯”是指品种的相对一致性、稳定性，主要应是遗传基础的一致性。常规水稻是较为严格的自花授粉作物，一个水稻品种应该是遗传基础稳定的性状一致的“纯系”。因而，在纯系内即使进行多代连续选择也是没有明显效果的。也就是说，在一个“纯”的水稻品种内进行选择是没有意义的。因此，保种圃繁育法摒弃连年单株选择，强调优良群体的整体性，从理论上讲也是可行的。

4.2 大群体，少循环

该方法以选纯的品种群体为基础，每年选出一部分种子作为下年进入保种圃的用种，其余种子作为下年繁殖原种使用。保种圃使用的种子其群体相对较大，遗传基础较为丰富，再加上无须年年循环选择，使品种的优良种性能很好保持下去。

4.3 克服遗传漂移

如果留种比例小，由于取样的随机影响，必然会使上下代群体之间的基因频率发生波动，改变群体的遗传组成，这就是基因的随机漂移。由于现在推广的品种多，每个品种所需原种数量较少，若继续采用单株选择提纯，所需选择的单株、种植的株系（行）都在减少，就会造成群体遗传基础贫乏，导致遗传漂移，人为造成品种退化。留种数量愈少，遗传漂移就愈严重。反之，留种量愈大，遗传漂移就可减少。该方法留种数量相对较大，可以部分克服后代种子的遗传漂移，从而确保品种的优良种性。

4.4 克服选择偏差

人工选择对改变群体遗传组成是有决定影响的，选择的个体数愈少，群体的改变也就愈大［4］。由于连年多次重复选择，人为造成的偏差再所难免。这种偏差的积累，就会使品种群体偏离正确的方向。该方法无需连年单株选择，可以有效克服人工选择造成的偏差。

该方法的缺点是没有连年进行人工选择和种植鉴定，保种圃各世代群体中难免有天然杂交、基因突变造成的生物学混杂。因此，单株种植，每年进行两三次田间去杂是非常必要的；甚至从单株选择开始就进行株行（系）种植鉴定，重新选纯品种，也是不可或缺的补充办法。

[1]杨茂昌.常规粳稻原种繁育方法初探 [J].种子，2009，（7）：123～125.

[2]张全志.种子管理全书[W].北京：北京科学技术出版社，2004：121～ 124.

[3]陆作楣.论株系循环法 [J].种子，1999，（4）：3 ～ 5.

[4]陆作楣.略论农作物品种群体的遗传变异问题[J].种子，1983，（2）：75 ～ 77.