登录| 注册    
收藏  点赞 

育种程序

不论采取何种育种途径,其育种程序一般都包括原始材料的收集与鉴定,发现或创造变异,选择纯化,品系比较,区域性试验和生产试验等几个主要阶段。每个阶段不仅要注意产量、抗性的表现,还要重视品质等性状的选择。原始材料搜集根据育种目标,广泛收集现有品种、品系及其近缘野生种,经过观察比较和鉴定,从中选出有利用价值的育种材料。原始材料是提供选育新品种所需性状的基因载体。

选育作物新品种必须经过的收集种质、创造变异、选择淘汰和鉴定比较等一系列工作步骤。育种途径不同,其程序也有一定的差异。如选种是发现和利用原始材料中已有的自然变异,将人类需要的基因型选择出来。杂交育种和一代杂种育种,都需经过杂交、选纯等,但杂交育种是先选择亲本,通过杂交,重组基因型,然后进行选择纯化,获得定型的品种;而一代杂种育种是先通过自交纯化,选出优良自交系,然后通过自交系间杂交,育成优良的一代杂种。不论采取何种育种途径,其育种程序一般都包括原始材料的收集与鉴定,发现或创造变异,选择纯化,品系比较,区域性试验和生产试验等几个主要阶段。每个阶段不仅要注意产量、抗性的表现,还要重视品质等性状的选择。

原始材料搜集

根据育种目标,广泛收集现有品种、品系及其近缘野生种,经过观察比较和鉴定,从中选出有利用价值的育种材料。原始材料是提供选育新品种所需性状的基因载体。按来源可分为本地的、外地的、野生的和人工创造的四类。本地原始材料包括原产本地或已在本地长期应用的栽培或半栽培类型,对当地自然条件有较强的适应性。外地引入的原始材料,具有适应各自原产地生态条件和栽培方式的特性,有利于增加类型的多样性,补充本地原始材料的不足。野生材料一般具有较强的生活力和抗逆性,有的还具有栽培种中所罕见的特殊品质性状,可提供栽培种所不具有的遗传种质。人工创造的原始材料,包括通过近缘或远缘杂交、人工诱变等途径获得的具有某些优良性状的材料。由于这些材料已经过有目的改良,在育种中的利用价值较高,见效较快。

由于原始材料类型多样,数量较多,田间种植时一般每份种一小区,小区面积不宜过大,也不设重复,顺序排列,每隔10~20个小区设一个当地优良品种作对照。种植时应根据所了解的生育期或生长习性差异进行分类排列,以便观察比较。为使性状得到充分表现,株、行距应比一般栽培略大一些。生长期间根据育种目标需要,进行物候期记载及主要经济性状和生物学特性调查。一般情况下,为完成某一育种任务,原始材料的鉴定比较需进行1~2年。

创造变异

在原始材料鉴定的基础上,通过有性杂交、人工诱变等手段,获得新的变异类型的过程。有性杂交是创造变异的主要途径之一,包括品种间杂交和远缘杂交。有目的地选择亲本进行品种间杂交,可获得兼有双亲优良性状的重组变异类型。这种方法在绝大多数蔬菜育种中广为应用。远缘杂交是指植物学种以上分类单位之间的杂交,主要用于创造高度抗性(抗病、虫或不良环境)变异类型、优良品质变异类型、雄性不育新类型以及人工合成新物种等。在进行有性杂交时,特别要重视亲本的选择,一般应注意以下几个原则:①亲本应具有育种目标所要求的性状组分,及较高的一般配合力。②亲本应具有较多的优点,较少的缺点。亲本之间的优缺点应尽可能互补。③亲本中最好有一个能适应当地环境条件。④亲本应在亲缘关系生态类型或地理分布上有一定的遗传距离。用于有性交配的材料,应根据育种目标及杂交需要,结合材料的性状特点,分类种植。这样既便于操作管理,也利于同类型材料间相互比较。各材料种植多少,按需要而定。一些综合农艺性状优良或具有某种突出特异性状的材料可多种一些,以备深入研究和使用。各材料播种期应按花期调整。种植行距宜宽些,以便授粉操作。

人工诱变也是创造变异的主要途径(见)。

选择和纯化

鉴定、选择和纯化育种材料,获得初步符合育种目标的定型系统,供进一步评比选择。杂交后代的选择和纯化,通常采用系谱选择法。F1按组合播种,一般不进行株选。进入F2分离世代,扩大群体,进行组合比较,从入选组合当中选择优良单株。但选择标准不可过严,以免丢失优良基因型。F3建立株系,进行株系和个体间比较鉴定,选出综合性状优良的系统,入选株系的数量可多些,每系选留株数可以少些。F4及以后世代对开始表现稳定的优良系统,只淘汰系内不良单株,按系混合留种;对尚不够稳定的系统,继续单株选择。一代杂种育种的亲本系选育,是通过多代单株自交,连续选择的方法育成优良的自交系。诱变育种,R1(辐射当代)一般不必选择淘汰,需全部保留,这是由于R1常有“嵌合体”,最好单果留种,仔细发现变异。从R3起建立突变株系,进一步分离鉴定突变,并进行优良突变系的选择比较,直至选纯稳定。试验材料的种植方式,一般每个组合或株系种一小区,小区株数应按材料的分离情况与目标性状出现的概率而定。远缘杂交、品种间多亲杂交及诱变材料等的分离世代种植株数应更多一些。一般不设重复,顺序排列,每隔5~10个小区栽种一标准种,或插入亲本行。田间或室内的观察和鉴定要特别注意有突出价值的特性,如抗病性、抗逆性、早熟性、品质及耐贮运性等。

选择、纯化的年限因育种途径、性状的遗传特点和选育目标的难易而不同。利用现有品种的自然变异进行选种,一般选择纯化2~3代,如有突出的优良品系,即可进入品系比较鉴定。品种间杂交育种,一般需要选择纯化5~6代才能整齐、稳定。如隐性突变,一经发现即已稳定;而显性突变,需经下代鉴定,证明确已纯合不再分离时止。简单遗传的质量性状,稳定较快,而多基因数量性状则稳定较慢。单一性状的改良,容易实现,而多目标性状育种,所需年限长。

比较鉴定

对已经基本稳定的入选系统,需进行全面的比较鉴定。一般分为株系和品种比较鉴定两个阶段。

株系比较鉴定是对入选株系作进一步精选和鉴定,观察其一致性和稳定性,淘汰一部分经济性状较差的株系,中选系繁殖适量种子,供品系比较试验用。品系比较鉴定一般不再进行系内选择,但应注意去劣去杂。田间各品系随机排列,重复二次,每重复设标准种为对照,株行距与栽培管理和生产田基本相同。

品种比较试验是对已基本达到育种目标的少数品系进行经济性状的全面比较鉴定,选出产量、品质、抗性等主要性状超过亲本及标准品种的优良品系。由于供试品系已经过多年观察比较,一般可改称品种。田间试验小区面积应适当加大,采用随机排列,3~4次重复,四周设保护行。试验地土质、肥力和管理要均匀一致,观察记载要求全面、精确。此试验一般进行2~3年。供试品种除少数有明显缺点者外,试验中途不宜更换或舍弃。

区域试验

将育成的新品种有计划地在不同自然区及相应生产条件下进行适应性试验,以确定其将来适宜推广的地区和适宜的栽培条件,为品种合理布局提供依据。区域性试验分省(市、自治区)和国家两级。由相应的专业组织负责制定区域试验方案和实施计划,组织评比,汇总试验材料。区域试验要合理规划,按自然生态区和不同生产水平设点。区试点应有符合要求的土地、人力和设备,形成一个相对稳定的网络。经过育种或引种单位2~3年品种比较试验,表现优异者可参加省级区域试验。参加国家级区域试验者必须通过省级区域试验和生产示范,表现优良并具有跨省推广价值的新品种。各级区域试验均应设统一对照品种和地方对照品种。一般采用随机区组法排列,重复3~4次,小区面积为10~30平方米。每轮区域试验一般进行2~3年。对表现突出的新品种可提前进行生产试验和种子繁殖。区域试验期间按年度总结各品种在各点的表现,区域试验完成后全面总结,对各品种作出正确评价,明确在不同自然区的推广价值。

生产试验

根据区域试验结果,新品种在适宜地区大面积推广之前所进行的中间试验。即在一般生产条件下,大面积鉴定新品种的生产能力。生产试验分省(市、自治区)和国家两级进行。同一自然区参加生产试验的品种不宜过多,一般以选择2~3个最优良的为宜。参试品种与当地对照品种对比排列,不设重复,田间的栽培管理力求一致。生产试验一般进行1~2年,选出确有推广价值的新品种报请审定后繁殖推广。

通过上述程序育成新品种到应用于生产,最快需5~6年,一般7~8年甚至10年以上。在实际工作中育种程序的各个环节可根据具体情况灵活掌握,交叉进行,以缩短育种年限。一般采用以下几种方法:①加速繁殖世代。菜豆、番茄、辣椒等蔬菜,生育期较短,完成阶段发育对温度、日照等外界条件要求不很严格,可在保护地或采用北种南繁方法,进行一年多代繁殖选择。白菜、萝卜等蔬菜,可利用人工创造的低温、光照条件,加速繁殖世代,已有一年繁殖3~4代的人工加代方法。②越级试验或同步试验。如在选择纯化阶段发现具有突出优良特性的系统,可不经过株系比较鉴定而直接参与品种比较鉴定;在品种比较试验或区域性试验中发现突出优良品种,可缩短试验年限,提前进入区域性试验或生产试验。在蔬菜一代杂种育种中,可在选择优良自交系的同时,利用尚未完全稳定的早代自交系同步进行配合力测定等。③多点试验。在进行品种比较试验时,可将种子分送到几个地方进行多点试验,以缩短多年试验。如新品种在各个点都表现优良时,就可酌情缩短年限,提前进入下一个程序。