杨茂昌
(楚雄州农业科学研究推广所,云南 楚雄 675000)
近年来,随着育种科研持续进步,新品种不断推出;随着农田水利条件的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,需要的品种数量增加,提纯繁育原种的任务也随之加大。如果继续应用原来常用的 “三圃法”[1]、“二圃法”[1]、“株系循环法”[2]来繁育20多个品种的原种,那么每年都要到田间采选2000多个各个品种的单株,然后再到室内进行考种、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。因此,解决现行原种繁育技术与原种需求不适应的矛盾,是当前常规粳稻原种繁育所面临的问题。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,2003~2004年笔者用经单株选择、田间种植鉴定、已经提纯的品种合系41号、楚粳24号的株系循环混合种子与用三圃法提纯后的株系混合种子进行两年的大区种植,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。顺着这一思路,笔者开展了多年的进一步的试验研究。
经过不同品种不同提纯繁育方法在大田中的初步比较,及提纯繁育经验总结,并参考一圃法三级种子繁育技术[3],笔者于2005~2006年用本地推广面积最大的两个品种合系22-2号和楚粳27号的三种不同提纯繁育方法的种子作材料进行两年比较试验,看三种不同繁育方法的各主要性状之间是否有较为明显的差异。
材料有:A.合系22-2号;B.楚粳27号。其中,合系22-2号表现为主穗和分蘖穗高度有5 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。
A.合系22-2号:A1保种圃种子繁育,A2循环株系种子繁育,A3三圃株系种子繁育,共三个处理。B.楚粳27号:B1保种圃种子繁育,B2循环株系种子繁育,B3三圃株系种子繁育,共三个处理。其中“保种圃种子繁育”代表新的方法,“三圃株系种子繁育”处理代表多年延用的“三圃”或“两圃”法,“循环株系种子繁育”处理代表现行的“株系循环”法。
本试验用两个品种各三个处理,即相当于同时做两组试验,每组试验各处理设三次重复。每区6个双行,株行距为宽窄行,宽行26.64 cm,窄行13.32 cm,株距10.00 cm,每丛插秧一苗,小区面积13.33 m2。各小区间无间隔,试验区两侧设保护行,两端设内保护行。
试验地点安排在楚雄州种子公司青龙桥原种场内。两年的试验育秧均采取以各处理为单位,划定相同的秧田面积,称取相同重量的种子进行播种。育秧采取平铺式打孔薄膜育秧。本试验秧田与其他试验和繁种田的秧田在一起,管理方法与其他一致。两年的大田移栽期分别为5月2日和5月5日,秧龄分别为51天和54天,大田管理与其他试验和繁种田一致。
本试验主要观察记载田间分蘖消长、各主要生育期、株高、亩有效穗、稻瘟病、目测整齐度,室内考察穗长、穗粒、结实率、千粒重,晒干称产。
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。
从表1所列数据中可以看出,两个品种各三个处理的主要生育期,除始穗期稍有差异外,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。
表1 两品种各处理的主要生育期
从表2所列数据中可以看出,两个品种各三个处理的最高茎蘖、亩有效穗、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。
表2 两品种最高茎蘖、有效穗、成穗率比较表
穗部性状是一个品种的主要性状,从表3数据中可以看出,两个品种各三个处理的穗长、穗粒数、穗实粒数、千粒重是基本一致的,两年的结果也是一致的。
表3 两品种各处理穗部性状比较
产量和株高是一个品种的两个主要特性,从表4、表5所列数据中可以看出,两个品种各三个处理的产量和株高差异很小,可以看成是基本一致的,尤其是株高几乎是相等的。
表4 两品种各处理产量和株高比较表
用2006年两品种三处理三重复亩产量和株高的试验数据(表5数据)做变量分析,其结果是产量和株高差异都不显著(变量分析过程省略)。
表5 2006年两品种三处理三重复产量和株高比较
2005、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。
两品种三种繁育方法的各主要生育期及外观和穗部性状、产量、株高等主要生物性状是一致的或基本一致的。
根据大区观察和两年试验结果,以及2006~2009年多年的大田繁育原种和生产用种实践,可以得出一个结论,就是用保种圃种子繁育原种是可行的,笔者把这种繁育方法叫做“保种圃法”。
该方法主要是使用经单株选择、株行(系)鉴定、去杂去劣后混合收获的纯真混系种子或纯真的育种家种子来建立保种圃,以后每年都用保种圃种子来繁育原种,用一部分保种圃种子继续建立保种圃。其流程如下:
该方法省去了“三圃法”、“二圃法”中的年年采选单株,年年种植株行(系)鉴定的繁杂过程,也省去了“株系循环法”中的每年选择单株,年年种植株系的程序,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。
3.5.1 优点
3.5.1.1 操作简便易行。无须单株选择、室内考种、株行种植鉴定等繁杂的技术环节,用提纯的混合种子按常规进行育秧、移栽,因而操作简便易行。
3.5.1.2 省工、省时、省力。由于无须年年采选单株,年年种植株行(系)鉴定,进行室内考种,省去了很多的人力、物力、财力及时间。
3.5.1.3 避免选择偏差。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]。由于连年多次选择,人为造成的偏差在所难免,这种偏差的积累会使品种群体偏离正确的方向。
3.5.1.4 避免遗传漂移。现在推广的品种多,每个品种所需原种数量较少,所需选择的单株数量也减少。由于选择的群体小,在选择的过程中人为的但又无意识地淘汰了部分基因型,从而破坏了群体遗传平衡,导致品种退化。
3.5.2 缺点
没有连年的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,每年进行二三次田间去杂是非常必要的。甚至从单株选择开始,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。
用丹麦遗传学家W.L约翰森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。常规粳稻是较为严格的自花授粉作物,一个粳稻品种应该是遗传基础稳定的性状一致的“纯系”,故在纯系内即使进行多代连续选择也是没有明显效果的。因此,保种圃繁育法从理论上讲也是可行的。
然而,一个品种的纯是相对的,粳稻品种在种植过程中仍然会出现天然杂交、基因突变、生物学混杂,所以在后代中仍有分离现象出现。因此,应用“保种圃繁育法”应年年去杂去劣,才能确保所繁育品种的纯度。
[1]张全志.种子管理全书[M].北京:北京科学技术出版社,2004,121 ~ 124.
[ 2 ] 陆作楣.论株系循环法[J].种子,1999,(4):3 ~ 5.
[3]姜书贤.一圃三级小麦种子生产技术及其应用[J].麦类作物学报,2000,20(3):95 ~ 97.
[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.