1 小麥突變體的創造
南陽市農科所自七十年代初,綜合國內外對射線、化學藥劑誘發突變的研究結果,在國內率先開展以雜交、物理引變、化學誘變相結合小麥“三結合”突變育種。先后應用Co60γ射線、X射線、熱中子、快中子、電子微波、激光等射線和DES、EMS、秋水仙堿、三氮鈉等化學誘變劑,對小麥種子進行單因素或多因素處理。實踐證明,這種綜合處理方法能夠造成遺傳物質的染色體畸變、肽鍵斷裂、基因位點突變,使處理后代性狀得以改良和出現前所未有的新類型。
經過連續多年的雜交、物理射線處理、化學誘變處理和世代分離選擇,現已擁有各種各樣小麥育種材料156個類型計1860份。經突變育種選育出了適合當地小麥生態條件的宛原28-88、南陽75-6、宛原18-36等小麥品種,產生了較大的社會經濟效益。
2 小麥突變體的類型及特點
2.1 分枝類型小麥 我們現有的分枝類型小麥是普通穗型小麥的雜交后代,即用Co60γ射線照射和用秋水仙堿處理,后代分離出來的小穗軸伸長、分枝著生小花的小麥類型。株高45~80cm;穗型有:小分枝、中分枝、寬穗長分枝、圓錐小分枝、長穗少分枝型等;穗長×寬多為10cm×3cm,最大為15cm×5cm,最長為20cm;單穗小花數150~450個,單株平均每穗80~250粒。這類材料由于受雜交、射線和化學藥劑的共同作用,遺傳基礎復雜,穩定性差,但經過多年分離選擇,部分類型的性狀已相對穩定。主要優點是多花多粒,缺點是晚熟,有些抗性較差,難應用于生產。
2.2 性狀穩定的普通穗型突變體 利用物理和化學因素誘發突變,產生的小麥新變異類型,經多年分離選擇,植株性狀基本穩定。按其具有的特殊性狀可分為大穗型、矮稈型、早熟型、抗源型以及優質型等。
大穗資源:株高75~85cm,穗長15~23cm,穗型長方或棍棒型,每穗60~110粒,千粒重40g左右,大穗多粒。主要缺點是植株偏高,中晚熟,有些抗性較差。
矮稈資源:株高25~50cm,穗長8~14cm,長方或棒型穗,每穗30~50粒,千粒重35~40g。缺點是中晚熟、抗性差。
早熟資源:株高65~70cm,穗長8~10cm,穗型長方,每穗35~40粒,千粒重38~40g,具有株葉型緊湊、抽穗早、成熟早的特點。缺點是籽粒品質差、穗小、分蘗成穗少。
抗性資源:株高65~75cm,穗長12~14cm,千粒重40~45g,每穗45粒左右,高抗三銹、白粉、赤霉、葉枯、紋枯等病害。缺點是成熟偏晚。
3 小麥突變體的利用途徑
為了更好的利用由誘變育種方法創造出的突變體材料,盡快選育出高產、優質、抗逆性強的小麥新品種,我們從1997年開始進行小麥突變體的利用研究,并依據其特征特性進行分組,確定其利用途徑,經過幾年的研究,已收到良好的效果。
3.1 對分枝類型小麥的利用 對分枝小麥的利用,我們主要從兩方面切入:
一是利用其不穩定性,從分枝突變體中選擇出應用雜交方法難以得到的普通穗型的優良單株。幾年來,我們從分枝小麥中選出一千多個普通穗型的分離單株,經分離篩選獲得17個優良變異類型。它們的株高65~75cm,穗長14~17cm,穗型有長方形和棍棒型,穗粒數55~120粒,千粒重38~42g,部分類型集矮稈、大穗、株葉緊湊、中早熟、抗性強為一體,是培育高產、優質、多抗小麥新品種的優良株系。
二是分枝小麥明顯“庫”大于“源”,造成千粒重、產量低。應用誘變劑提高其光合效率,有可能培育出超高產小麥品種。我們正在做這方面的嘗試。
3.2 對性狀穩定的普通穗型突變體的利用 對于有一定的缺點、不能直接用于生產的大穗、矮稈、早熟、抗性源、優質等類型的誘變材料,由于性狀穩定,可作為種質資源用于培育新品種。對缺點較多的種質資源可作為雜交親本用其特殊性狀,或應用誘變方法再改造其不良性狀;對于綜合性狀好、僅有個別缺點的材料,應用回交轉基因方法,培育具有原品種優良性狀的高產、優質、早熟小麥新品種。實踐表明,我們對21個材料應用回交方法再改良其性狀,已收到良好的效果。
3.3 對不穩定的突變體材料的利用 誘變處理,后代分離世代多、范圍廣,能夠出現各種各樣的小麥新類型。在世代分離選擇方面,應著重田間選擇,保留具有特殊性狀的變異類型。重點選擇具有早熟、矮稈、大穗,抗性較好,品質優良的符合育種目標的材料。經過幾年的努力,現已篩選出11個綜合性狀優良的品系。這些新品系具有早熟、豐產性好、抗逆性強、株型緊湊、優質等特點,其株高65~75cm,穗長10~12cm,穗粒數45~60粒,千粒重40~48g,白粒、角質或半角質,經進一步試驗,有望選育出優良品種。
4 結語
實踐證明,應用小麥品種間雜交、物理引變、化學誘變相結合的小麥“三結合”突變育種方法,是創新小麥種質資源的有效途徑,是品種選育的有效方法。
對于從分枝類型突變體中選育出的高光效大穗小麥類型,在用于生產之前需根據其特征、特性進行高產栽培技術研究,良種良法配套,才能發揮其增產潛力。
為了利用現有的突變體材料,加快良種進程,盡快選育出有較大利用價值的品種,不能只注重對某一個產量因素(如穗長、千粒重、穗粒數)的選擇,而必須注重選擇生產需求的變異類型。在接近大田生產的條件下進行甄別鑒定,對于表現優異的品系進一步進行產比試驗,以確定其實際生產應用價值。