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小黑麦杂交技术?

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中国对小黑麦的育种研究始于1951年,当时鲍文奎、严育瑞认为人工合成的八倍体小黑麦如通过常规杂交育种来改进其性状品质,缺乏足够数量的杂交组合。而用易与黑麦杂交的“中国春”小麦品种作为“桥梁”与各种普通小麦品种杂交,再以杂种F1或F2作母本与黑麦杂交,以杂种配子代替纯种配子,则不但克服了属间杂交的障碍,而且可使获得的每粒杂交种子经染色体加倍后都成为潜在的小黑麦原始品系,从而极大地丰富了小黑麦的人工资源和可能配组的杂交组合。1964年,从八倍体小黑麦杂交组合后代中已能选出结实率达80%左右、种子饱满度达 3级水平的选系。1973年小黑麦2号、3号等试种成功,并在中国西南山区一带推广。

从普通小麦与黑麦杂交所得的八倍体小黑麦原始品系都不同程度的存在结实率不高、种子皱瘪不饱满这样两个严重的缺点。它们的减数分裂也不正常。虽然每个染色体都有它的同源染色体, 但仍大量出现单价体。这些单价体一般估计是由黑麦染色体造成的。无疑, 这对结实率会产生不利的影响。经过近20年的工作, 小黑麦的结实率和种子饱满度虽然有所改进, 但仍未达到生产上要求的正常水平, 而且产量也一直未赶上普通小麦的推广品种。1954年西班牙E.桑切斯-蒙格 (Sanchez-Monge)和蒋有兴共同提出一个理论,认为八倍体小黑麦之所以不易获得成功, 是因为它的染色体数目(56个)已经超过最适宜的限度。因此, 他们的结论是六倍体

小黑麦可能更有前途。此后, 国际上的小黑麦工作就逐步转向六倍体类型。

八倍体小黑麦中国在1951年开展了小黑麦研究工作。当时鲍文奎等认为国际上八倍体小黑麦研究工作之所以进展缓慢, 主要是因为小黑麦种质资源过于贫乏。小黑麦既没有栽培资源,也不存在野生资源。所有小黑麦的种质资源都得由人工制造出来。中国春是个极易与黑麦杂交的普通小麦, 以中国春为“桥梁”, 先进行普通小麦品种间的杂交, 而后用杂种第一代或第二代作母本与黑麦进行杂交。这样, 母本的配子在基因型上是各不相同的, 与黑麦杂交后所得的每粒杂交种种子, 都是潜在的一个小黑麦原始品系。这个制种办法的效率就要比以品种作母本的办法高得多。中国农业科学院作物育种栽培研究所在1957~1965年期间,用这个制种办法制造了4 700多个小黑麦原始品系,从制得的八倍体小黑麦原始品系中, 选择亲本配制大量的杂交组合。到1964年在一些小黑麦的杂交组合后代中已选出结实率达到80%左右, 种子饱满度达到生产上可以接受的一些选系。其中有一个选系定名为小黑麦3号。1973年在贵州威宁试种成功, 到1978年在贵州省内推广1.6万公顷, 全国总计曾达2.5万公顷。这是八倍体小黑麦作为新的粮食作物第一次大面积在生产上推广应用。

六倍体小黑麦 20世纪50年代以来, 六倍体小黑麦也有迅速的发展。加拿大曼尼托巴大学的L.H.谢比斯基(Shebeski)在1954年开始了六倍体小黑麦研究工作, 到1969年培育出第一个品种罗思耐 (Rosner)。1964年N.E.勃劳格在墨西哥的国际玉米小麦改良中心开始研究小黑麦, 1969开展有许多国家参加的国际小黑麦协作试验。初期的工作也主要集中在改进小黑麦的结实率。到1968年获得第一个结实率正常的六倍体小黑麦品种犰狳(Armadillo)。以后又陆续选育出一些品种,在世界各地进行试种推广。使国际上的小黑麦研究工作迅速地发展起来。

由于四倍体小麦与黑麦杂交的胚囊常常不能发育成具有发芽能力的种子, 所以就需要用胚培养的方法来获得六倍体小黑麦原始品系。这就使它的制种工作要比八倍体类型困难得多。但当这两种类型的小黑麦杂交时, 杂种第一代是七倍体, 第二代及以后各代迅速趋向于六倍体类型, 而几乎不能得到八倍体类型的植株。这是由于D组染色体很快消失的结果。这一点在育种上使六倍体小黑麦的杂交育种很容易利用八倍体类型的种质资源, 而八倍体小黑麦就极不易利用六倍体类型中的优良特性, 除非在它们的杂种第一代时再与八倍体类型进行一次回交, 使杂种后代的D组染色体向积累的方向发展。