小麦育种中单穗-穗行-穗系循环选育法介绍
小麦新品种已经进入井喷时代，普通品种价值愈来愈低，为了减少用工、材料和土地成本，就需要一种快速、简便和高效的选育新方法，总结育种工作经验，介绍“单穗—穗行—穗系循环选育法”。这种方法从分离的F2代开始选单穗，根据材料变异优劣确定选穗数量，F2代以后的所有高代只要分离，就选单穗进行纯化分离，来年在穗行中再选优去劣，优良穗行如有分离继续选单穗，入选优良穗行后种穗系再从中选优良穗系，有分离的穗系继续选单穗，没有分离稳定的穗系，结合农艺性状和产量表现，选优良穗系大区示范和多点试验，从中选出优良品系进入区试（见图1）。
图1：单穗-穗行-穗系循环选育法示意图
(资料图片)
1.单穗-穗行-穗系循环选育法具体操作方法
选单穗时根据所属单株的株高、株型、熟期、熟相、抗病性、分蘖、穗大小以及结实性等进行选穗，特别优异的单株可多选几个穗子。单穗脱粒后，室内选种时淘汰种子颜色发黄发黑，黑胚率高、籽粒小、籽粒瘦瘪和种子量少的，保留大粒、角质、色亮、饱满和种子量多的。穗行种植时加对照，可单行2-3m种植，也可双行1-2m种植，人工均匀溜种即可，穗行之间可空行也可不空，有空行时容易发现分离并选分离单穗。选穗行时先看同一组合整体表现，根据单穗的株高、株型、熟期、熟相、抗病性、分蘖多少、穗大小和结实性，茎秆弹性，大致丰产性进行田间选择，入选优良穗行脱粒后，同单穗一样进行室内种子淘汰，保留大粒、角质、色亮、饱满和种子量多的穗行。一般穗行可收获500-700g种子，可安排种植2个小区（约13-15m2），入选穗系建议种植2个重复，2个重复采用不同地点或不同管理方式，可一个重复冬灌，一个重复不灌，根据墒情也可不同时期播种。这样能根据不同重复表现差异，选出适应性好的穗系。对照2个小区各穗系综合农艺性状田间表现，入选优良穗系脱粒后进行室内考种，结合产量表现，筛选出优良穗系进入大区示范和多点试验，进一步考察丰产性抗性和适应性。
2.选单穗相比选单株的优缺点
选单穗相比选单株的优点在于：省工、省时，还可以多选，第二年放大成穗行更容易全面比较群体效应，多选的单穗更能保留丰富的变异；单穗播种质量要求低，密度适当可放大；收获运输、脱粒、存放更简单；室内考种仅眼观种子即可，不必像单株要考察分蘖、株高、穗长、穗粒数和小花结实数，小穗数和千粒质量等细节。缺点是田间所选单穗，要么保留种植要么淘汰，后代没有保留的种子，如果遇天灾就会出现高代断种的风险。穗行、穗系后代选种时熟相和种子商品性是最重要的2个关键性状，因此要重视两个好即“晚节好、后代好”。熟相是小麦成熟时的长相，是小麦发育状况和光合产物转运是否流畅的总结性表达，是抗病抗逆能力的综合外观表现，也是小麦遗传型与栽培环境相适应的表现。种子商品性是小麦最终的产物外观表现，大粒、角质、色亮以及饱满等良好的种子商品性，就算指标未达到强筋标准，也是优质中筋小麦，会满足国人对馒头、面条等主要消费习惯的要求。
3.后代选种注意事项
后代选种时不追求超大穗、超大粒，小麦植株讲究的是“源、流、库”协调，超大穗、超大粒是“库”大，必然要求一个大“源”来支撑供给，这样植株会表现叶大、杆粗、分蘖少，“流”容易受到栽培和气候的影响，不利情况下不能保证营养物质的流畅转运，容易导致早衰、籽粒不饱满以及产量降低。分蘖和单位面积穗数也不宜太多，影响通风透光，容易发生病害和倒伏。所以，应该追求产量三因素在较高水平上达到协调，中大穗、中大粒、中分蘖，不追求极端。分析众多高产中筋重大品种，平均单位面积穗数41.2×104，变化范围36.5×104-46.7×104，平均穗粒数 33.4粒，变化范围 28-37.6粒，平均千粒质量42.5g，变化范围35.2-47.2g，生产中还没有一个超大穗或超大粒的重大品种出现。高产重大品种平均株高为77.8cm，高杆品种容易倒伏，低杆品种不容易抗病和耐旱，所以选育时以70-75cm的中矮杆为宜。
4.结语
西北农林科技大学自上世纪50年代开展小麦遗传育种研究，相继育成了一大批符合当代生产需求的新品种，仅1999-2020年我校国审小麦品种22个、省审76个，可以说取得了辉煌的成绩。然而，我国小麦遗传育种研究经过半个多世纪的发展，现有种质资源所携带的优良遗传基因已经基本被挖掘殆尽，所以必须引入外来优良遗传基因，这可能是未来小麦遗传育种研究的新路径。
（作者：西北农林科技大学 蔡东明）
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