轮回选择改良群体和选育恢复系的方法*

田笑明，聂迎彬，孔德真，崔凤娟

（新疆农垦科学院作物研究所/谷物品质与遗传改良兵团重点实验室，新疆 石河子 832000）

轮回选择是指从某一作物基础群体中选择优良个体进行周期性的互交、自交和鉴定，实现有利基因优化重组，从而有效地提高改良群体优良基因频率，同时保持新群体仍有丰富的遗传变异，供下一轮选择的方法。其中周期性的选优杂交有利于打破优劣基因的连锁，使优良基因充分重组和积累，自交和选择能从群体中排除不利基因[1]，有效提高优良基因的频率。2016年我们采用半同胞混合轮回选择方法开始小麦AL型细胞质雄性不育恢复系的选育，建立了完整的轮回选择程序，成为我们选育恢复系的主要途径。

1 轮回选择改良恢复系群体的方法

轮回选择组群。选择来源广泛的20个亲本，包括15个细胞质不育系CMS的保持系（B）和5个恢复系（R），配置100个F1双列杂交组合，其中有44个组合为R×B、B×R和R×R组合（亲本含恢复基因），然后进行杂种优势群聚类分析，选择亲本有恢复系的10个强优势单交组合等量种子混合为授粉父本。以矮败Tal穗系为母本，与授粉父本按行比1∶1种植创建基础群体C0。轮选具体方法如下：

第一年，矮败轮选C0群体。种植200行左右矮败不育株异交结实种子为母本，选含恢复系亲本的强优势组合混合种子为父本，母本和父本间行种植，行长1.5 m，行距25 cm。每个母本穗行25粒，父本行30粒。授粉期在母本穗系中选择矮败不育株（1～2株）其主茎穗人工套袋，选择近旁父本行优良单株（穗）挂牌标记并完成1穗对1穗人工授粉杂交。成熟期收获母本人工杂交穗，杂交穗种子混合作为轮选C0群体。挂牌入选的优良父本单株（穗），室内以种子饱满度为指标决选，取一半种子（每穗约取20粒）等量混合作为下年轮选C1群体的授粉父本，另一半种子不混合种植下年矮败轮选C0F2穗系。

第二年，矮败轮选C1群体。种植上年C0基础群体种子，上年父本行入选单穗部分种子等量混合为授粉父本。种植方式与选择方法同第一年。成熟期收获矮败不育株杂交穗种子混合作为C1群体。入选的优良父本单穗室内决选，一半种子等量混合作为下年轮选的授粉父本，另一半种子不混合种植下年矮败轮选C1F2穗系。

为丰富群体的遗传多样性，防止轮选过程中恢复基因频率“漂移”，从C1轮选群体开始，可以选择群外优异种质（品种或品系）和一般配合力高的优良恢复系做授粉父本与矮败不育株人工授粉杂交，其比例控制在30%左右作授粉父本渗入轮选群体。

第三年，矮败轮选C2群体。种植上年C1群体，上年父本行入选单株混合为授粉父本。种植方式和选择方法同第二年。成熟期收获矮败不育株杂交穗种子混合作为C2群体。入选的优良父本单穗，一半种子等量混合作为下年轮选的授粉父本，另一半种子不混合种植下年矮败轮选C2F2穗系。

入选的C2群体进入新一轮选择。以此方法不断衍生Cn轮选群体和CnF2后代穗系。

2 轮回选择后代选育恢复系的方法

每一轮轮回选择改良群体中都选择了优良的父本穗，所选单株（穗）相当于杂种F2代，形成CnF2穗系，进入恢复系系谱选择程序。

2.1 系谱编号规则

系谱编号由轮选群体Cn加选择世代Fn组成。每递进一代Cn群体号不变衍生世代号变为Fn+1。例如：C0F5表示C0F4轮选群体的穗系衍生至F5代，C1F4表示C1F3轮选群体的穗系衍生至F4代，C2F3表示C2F2轮选群体的穗系衍生至F3代，C3F2表示C3F1轮选群体的穗系衍生至F2代，C4F1表示C4轮选群体在起始F1代。每轮都是从CnF1开始到CnF6结束，以此类推。这种系谱编号可以清楚知道入选后代的轮选群次和当前所处世代，也便于对群体改良的遗传进展进行比较。

2.2 选育恢复系的方法

CnF2～CnF4穗系比较选优良单株（穗），CnF5开始优系中所选优株（穗）与不育系测交，鉴定恢复力。CnF6升品系初级产量比较，同时优系中选穗与不育系成对交，鉴定优系中不同个体间的恢复力，以便选择具有强恢复力的穗系。

选择实例：C4F2的选择。于田间从C4F1中选优良可育株300穗，室内根据种子饱满度决选种植C4F2穗行220行，行长1.5 m，行距25 cm。每行25粒左右（另一半种子等量混合作C5F1的父本）。

C3F3的选择。田间从C3F2的穗行中选择52个穗系中选穗，室内根据种子饱满度决选种植C3F3穗行70行，每穗1行。每10行加一行对照新冬18号。选择优良穗系与对照进行穗系产量比较，产量高的优良穗系种子等量混合作为下一轮F1的父本。

C2F4的选择。田间从C2F3的穗系中选取5个优良穗系，从优系中选穗，室内决选后种植C2F4穗行13行，每穗1行。每5行加一行对照。选择优良穗系与对照进行穗系产量比较。

C1F5的选择。田间从C0F4的22个穗系中选39穗，并与不育系测交，下年种植测恢F1。室内决选后种植C1F5决选的29个穗系。每10行加一行对照。选择优良穗系与对照进行穗系产量比较。

C0F6的选择。测恢F1与测恢父本穗相邻种植，F1抽穗后随机套袋5穗考察每穗结实数和自交结实率，决选恢复力高的父本穗系进入品系初级产量比较，同时选50穗与不育系1∶1成对种植，下年进行成对交提纯。

2016年组建的轮选C0群体的选择后代已到F6代，把C0F5选系轮3-2中的9个穗系作父本与Z366A不育系测交，F1随机套袋5穗考察自交结实（5穗平均值），结果如表1。

表1 新创制恢复系恢复力的田间鉴定

分析穗粒数和自交结实率结果看出，2016AR轮3-2-1、轮3-2-2、轮3-2-4具有强恢复力，作为恢复系进一步成对交提纯。2016AR轮3-2-2表现突出升品系初级产量比较。初步说明应用轮回选择方法用于杂交小麦恢复系的选育取得了预期效果。该轮回选择方法获授权发明专利：“一种杂交小麦优势种质群体轮回选择方法”。专利号：ZL 2017 1 0751227.3。