小麦品种烟农23号的选育与育种思路、策略分析

摘 要：为提高育种预见性和选择效率，对高产稳产小麦新品种烟农23号的育种设计思路与选育策略进行了探讨。认为：正确的育种计划与选育思路是育种工作者摆脱盲目性、提高科学性的有效途径。在杂交方式上，采用复式阶梯杂交，实现优良基因的转移、互补、重组、积累，逐渐优化性状组合；选育策略上采用多组合小群体筛选组合与少组合大群体选育品种相结合，重点组合重点选择；在杂种后代处理上采用以穗代株选择法，较好地综合了系谱法和混合法的优点，增强了选择性和目标性，提高了育种成效；在高代品系鉴定上，创造育种环境的多样化，使育成品种的主要目标性状得到全面鉴评，有利于选育出丰产性、稳产性、多抗性和广适性结合较好的基因型，达到以空间争取时间的目的。

关键词：小麦；烟农23号；育种设计思路；选育策略

中图分类号：S5121+10.35 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2012）11-0022-04

烟农23号是烟台市农业科学研究院1991年以自创的优异基因复合体烟1061做母本，以鲁麦14做父本杂交选育而成的高产稳产小麦品种，先后被确定为山东省优质专用小麦主导品种、小麦良种补贴品种、高产创建主推品种、胶东地区中高肥水地块首选品种和青岛市21万公顷小麦“四高一改”超高产栽培技术示范与推广品种。为提高今后育种的预见性和选择效率，特就烟农23号的育种设计思路与选育策略进行探讨总结，以供借鉴。

1 依据当地自然特点和生产条件设计育种总体思路 正确的育种计划与选育思路，是育种工作者逐步摆脱盲目性、提高科学性的有效途径。山东地域广阔，生态、地理条件差异较大。冬春分蘖期长，有利于争取单位面积穗数。穗分化和小花分化时间较灌浆期长，单位面积粒数是高产、稳产的关键因素。灌浆期光照充足，籽粒灌浆速度较快，但灌浆期较短，粒重不稳定[1]。冬春易发生寒害，后期常有白粉、锈病、蚜虫等多种病虫害和干热风胁迫等许多不利自然因素，不仅严重影响小麦生产，而且提高了小麦生产成本。高产麦田生长量大，易倒伏；中、低产麦田常因肥水条件制约，引起产量大幅度波动，致使小麦品种产量高而不稳或稳而不高。在株型结构上要求具有相对较多的分蘖力和成穗数以及较宽的环境适应性（包括对生物和非生物胁迫的耐受性）。根据山东麦区的地理位置、生态条件、生产水平等一系列综合因素，构思设计了烟农23号选育的总体思路。

11 广泛的生态适应性

冬性、半冬性或偏冬性，对光温反应不敏感，播期弹性大，对外界环境有较强的缓冲作用。品种本身各生育阶段的优势均能得以发挥，实现光合产物形成、分配、贮存和利用的互补效应。

12 产量因素均衡协调互补，具有较广的地力适应性

个体群体协调发育，分蘖力强，繁茂性好，成穗率高，茎蘖趋于同步生长，能形成稳定的冬前群体，有效穗数多而稳定。对产量构成三因素统筹兼顾，使其达到更加合理的配置，以其协调发展而获得较高的综合优势，使其能较好地随环境和肥水条件的变化而增减互补。在高肥水和中肥水条件下均能获得较为理想的产量，对环境变异具有较好的产量稳定性。

13 动态变化的株叶型

要求半矮秆，株高75～85 cm，基部茎壁厚，茎秆坚韧，叶片上挺，根系发达，有较高的生物学产量和收获指数。株型抽穗时紧凑、灌浆后期松散。叶水平角随灌浆进程逐渐加大，小麦功能叶在整个生育时期均能充分截取和利用阳光，叶功能期和根系活力保持时间长，光合面积大，光合效率高。

14 具有综合抗逆性

育成品种要有全生育期不同程度的多种抗逆应变能力，具有较强的抗冻耐寒能力、抗倒伏能力、抗干热风能力和对多种流行性病害（条锈、叶绣、白粉、叶枯、赤霉病等） 的综合抗（耐）性，能够抵御各种自然胁迫和生物胁迫，减少产量损失。

15 与当地生态条件和生产发展水平有高度的协调适应性

要求品种生长发育相对协调，前期营养生长稳健，壮而不旺，中期生殖生长快，抽穗扬花早，灌浆期长，后期灌浆速度快，成熟中等。能够经济有效地利用光、温、水、肥等资源，植株养分转化效率高，实现高产低耗。

2 利用复式阶梯杂交方式，提高育种成效

育种实践表明，正确选择亲本和组配杂交组合是选育优良品种的基础和关键。采用合理的杂交方式是关系到杂交育种成败的最重要工序。组配不当，以后一系列的育种工作都将徒劳无功。从理论上讲复交遗传基础丰富，能提供较多的变异类型，将多个亲本的优良性状集于一体是完全可能的。但实践起来比较困难：其一是这种概率非常小，尤其在育种规模较小的情况下优良基因极易丢失；其二是对亲本的目标（有利）性状往往看得较多，非目标性状注意得较少，对遗传多样性的负面效应有所低估，因为只要有一个不良性状，这个品种就可能无法在生产上应用。单交组合的针对性强，稳定快，易见成效。每个杂交组合只需做1～2个穗子，工作量小，可以扩大组合数量。不但简单易行，而且育种时间短，杂种后代群体的规模也相对较小，改良的目标非常明确，易使优良基因累加，目标性状互补集成。因此当两个亲本的性状基本符合育种目标且优缺点可以互补时，最好采用单交方式[2、3]。林作揖等[4]也认为选育小麦品种主要靠单交方式。烟农23号就是根据遗传理论和育种实践经验，选择具有优良性状的亲本材料，利用复式阶梯杂交（两个以上阶梯杂交）方法进行系统组配，通过组配—选择—创新，再组配—再选择—再创新的循序过程，实现优良基因的转移、互补、重组、积累，扩大杂种后代的遗传基础，逐渐优化性状组合，较好地实现了遗传异质性与品种丰产性、稳产性的统一。

3 多组合小群体筛选组合与少组合大群体选育品种相结合 新品种是将具有目标性状的遗传材料通过杂交，促使基因分离重组选择而成。育种目标确定之后，采用正确的选择方法，可收到事半功倍的效果。国内外学者多主张多组合大群体以增加选择概率，但在一定的育种规模下，多组合大群体难以兼得。这个矛盾突出反映在F2代。米泽胜卫等认为增加组合数目比增加组合内群体更重要。宁锟等[5]则认为，杂种后代的处理关键在于筛选出优良组合。

“多组合、小群体”的概念早已被提出过[6]，但探索应用的报道却很少。“多组合、小群体”是指在常规育种中杂交组合数目多、低世代群体小（F2代组合群体可少到200株），低世代重点筛选、淘汰组合的育种方法。如果试验地总规模不变，那么就可以用减小群体的代价换取较多的组合数，如果组合数不变，那么试验地总规模就可以减小。“小群体”和传统的“大群体”观点是相对的，也是相悖的。“大群体”要求F2代组合群体不少于1 000株[7，8]。但在“组合”与“群体”关系的处理上，“组合”应为主要矛盾。理由如下：第一，常规育种多为品种间杂交育种，品种间杂交，组合间变异大于组合内变异。第二，因F2代群体是随机的，根据统计学和遗传学分析，当亲本遗传背景差异不大时，适当增减选择压力，同一组合随机大群体和随机小群体在选择效果上无本质差异[9]。第三，多年育种实践证明，优良组合中出现优良品系的概率远远大于众多一般组合中出现优良品系的概率。第四，同一生态类型品种群内主要生态性状的遗传基础大致相似，目前常规育种选配组合的亲本大多是同一生态类群，品种间杂交的后代分离状况远没有种间或属间杂交后代的分离复杂。

“多组合、小群体”的意义在于抓住了“组合”这个主要矛盾，在“多组合”的条件下低世代大量淘汰劣质组合，有更多的机会获得好组合，把精力主要用在优良组合的选择上，从而获得好品系，增强了选育效果。同时，在各组合总群体不变的情况下，可获得比“大群体、少组合”更多的遗传变异，从而有更多的机会获得优良的变异类型。大大减少了田间和室内工作量，而且“小群体”省地、省工，提高了育种工作效率和选择效率。同时，把每组合F2代未种完的种子全部保留，对F2代表现好的组合，下年度扩大群体（1 000株以上）继续种植，以弥补小群体变异类型的不足。

在烟农23号的选育过程中，课题组都是按“多组合、小群体”处理早期世代的。处理的F2群体只有200～300株（相应地，杂交的穗数和F1代的群体都可减少，单交组合杂交1个穗子，F1代5株以上即可），而重点则是围绕育种目标多配组合和在较多组合条件下选择组合。F2代，根据各时期性状的综合表现，目标性状表现突出甚至超亲、分离类型多、长势繁茂且综合性状表现好的重点组合多选，一般组合少选， 劣质组合不选。这样可以有更多的时间详细观察符合育种目标组合的分离情况及个体间的微小差别，重点组合重点选择。中选的重点组合采用少组合大群体选育策略，F3代以后加大种植群体和选择力度，田间对长势、长相、株高、穗长、叶形、熟相、生育期、抗倒抗病抗逆性进行选择，室内对穗粒数、千粒重、饱满度、角质率、均匀度等进行筛选，收到了良好的效果。

4 采用以穗代株选择法，较好地综合了系谱法和混合法的优点 以穗代株选择法是在主要分离世代以单穗选择代替单株选择，并按组合将中选单穗种成穗行的后代处理方法，它较好地综合了系谱法和混合选择法[7，8]的长处。F2代灌浆初期初选，按常规选择标准选株，但不进行单株情况记录和套牌，每株只用油漆标记一穗，尽量保留较多株穗类型，表现优良的类型，可提高标记频率。适当调节选择压，分离类型多、表现好的组合多选，否则少选，每组合选30～50穗。灌浆后期复选，摘除后期感病、灌浆不良、叶片早衰等选穗。成熟时按组合收获中选单穗。F3代以后仔细观察比较穗行间的差异，选出优良的穗行，在中选的穗行内继续选择单穗，表现一般的穗行选1穗，表现特别优异的穗行选2～3穗。F4或F5表现突出、整齐一致的穗行混收参加品系鉴定试验。以穗代株选择法与系谱法和集团混合法相比，主要有以下优点：

41 简便易行，实用高效

此法在主要分离世代全部按组合穗行种植和按组合收获所选单穗，程序简要，田间操作、脱粒、烘晒和室内考种等十分简便，分离世代占地面积较小，省工省时，易于处理较多的组合。

42 有机会保留更多的变异类型和高产个体

高产是育种的最重要目标。产量等多基因控制的性状，在早代遗传力极低，定向选择是无效的。F2代入选个体是后继世代选择的基础，以穗代株选择法F2代可保留较多的变异类型和个体，这为保留更多的高产个体奠定了基础，有利于获得丰产性和综合性状优良的品系。

43 选择性、目标性强，不易丢失优良基因

以穗代株选择法带有单株选择的实质，既具有系谱法的长处，能及时淘汰不良类型和按预定目标对质量性状和遗传力高的数量性状定向选择，纯合较快（ F4、F5代大多数组合便可基本稳定），育种周期不会延长，又避免了混合法自然选择性太强、人工选择性较弱而削弱优良经济性状的不足，还克服了“一粒传”单株收种太少，因植株种子的异质性而丢失优良单株部分优良基因的缺陷。在烟农23号的选育过程中，课题组始终坚持各类优良性状综合协调的原则，增强了选择性和目标性，对表现优良的类型增大选穗频率，有效地防止了优良基因的丢失。

5 根据生态育种理论，对高代品系在不同生态条件下进行多点异地鉴定 小麦品种任何性状的表现都是基因型与环境条件相互作用的结果。一个新育成的品种只有适应性广，适应气候变化的能力强，才能应用时间长、范围广、推广种植面积大，年度间增产作用显著，产量比较稳定。高产品种具备较好的稳产性，不仅能充分利用当地有利的自然生产条件，发挥最大的增产潜力，获得最高的产量，而且对不利的生产条件和自然灾害具有一定的抗性或耐性。如何把丰产基因、稳产基因、多抗基因有机巧妙地组装在一起，是小麦育种工作者需要深入研究的问题。符合育种目标的选择环境是目标性状得以表达的必要条件，进一步加强异地多点鉴定，及早确定高代品系的遗传多样性，不断改进和完善现有品系的鉴定和评价方法，通过多点不同环境胁迫条件进行选择，使育成品种的主要目标性状得到全面鉴评，不仅可以了解品系的遗传生产潜力对各地不同生态因子反应的弹性大小以及品种的遗传抗性对多种自然灾害及病虫害的抵抗能力和忍耐程度，而且能在一、二年内得到多年才能得到的试验资料，起到以空间换取时间的作用。这有利于选出丰产性、稳产性、多抗性和广适性结合较好的基因型，全面提高育成品种主要性状的综合优异性，是快速、有效地筛选高产、稳产品种的重要措施。

山东省生态条件复杂、气候多变，自然灾害种类多，基因型与环境的互作比较明显，为了加速高代材料的选择和鉴定，课题组对符合育种目标的高代品系在烟台、莱阳、潍坊、平度蓼兰、平度香店5个试点进行多点试验和鉴定，以获取各种材料在不同生态环境条件下的丰产性和稳产性，这样对其取舍就可做出更客观更合理的判断，并在一年的时间内取得一个试点上多年才能获得的信息。参 考 文 献：

[1]吴敏楚，孙致良，王玉叶，等 广适性冬小麦品种及其选育策略[J] 莱阳农学院学报， 1992，9（3）：189-195

[2]方 正冬小麦育种实践54年回顾[J]小麦研究，2008，29（1）：1-11

[3]卢建祥，张荣芝，刘桂茹，等 高产、节水型冬小麦河农859的选育[J]麦类作物学报， 1998，18（3）：15-16

[4]林作揖，揭声慧小麦育种工作40年回顾[J]河南农业科学，1997，4：3-6

[5]宁锟，王 怡 陕229小麦新品种选育及其特性研究[J]西北农业学报，1996，5（2）： 15-18

[6]菜利（匈）著， 庄巧生等译小麦育种的理论与实践[M]北京：农业出版社，1982，75-94

[7]西北农学院作物育种学[M]北京：农业出版社，1981，87-96

[8]吴兆苏编小麦育种学[M]北京：农业出版社，1990，43-56

[9]唐永金，邢国风，刘碧贵，等 多粒多小穗小麦品种绵农2号的选育[J]绵阳农专学报， 1996，2：1-6 山 东 农 业 科 学 2012，44（11）：26～29