育種家有話說|“F3-0”選擇法的起源

在3月3號《好組合配製》博文中,我在介紹李彰明老師時,由於說了“農大3291是F3混系參試、混系審定和推廣”這樣的話,有朋友就不明白了——“F3混系參試、混系審定和推廣”是怎麼一回事兒?今天我就將其來做個解釋,其中有“故事”,就像是我的朋友王佔森所說,小麥組故事多。而一些解釋的內容,也恰恰就是我們經常提到和用到的“F3-0”選擇法的起源。

幾個雜交小麥制種“工具”

記得我在某一篇博文中提過,說我在2000年以前一直搞小麥雜交優勢利用,開始於1979年。

小麥雜交優勢利用的“工具”,也就是制小麥雜交種所用不育系類型有以下幾種:一種是最早的提型(提莫菲維)不育系,和提型恢復系雜交種;另外一種就是出現在上世紀九十年代的“KV型”不育系和普通型恢復系雜交種;期間,還有普通型不育系和普通型恢復系雜交種。

靠化學劑殺雄製造不育系,利用普通品種就可以將其恢復,這樣的雜種,叫“化殺雜交種”。

“化殺雜交種”在中國農大最早開始於上世紀八十年代初,化殺劑是英國殼牌公司的WL84811。其殺雄效果好,但我們與英國合作兩年以後,英國人發現這個化殺劑殘留物質有致癌可能,於是就結束了合作和試驗。緊接著就是河北省師大劉植義、沈銀柱老師們發明利用的乙烯利+MS化殺劑。雖然,這個乙烯利+MS殺雄效果不太好,但還是填補了此時國內化殺劑利用的空白。再後來,就是上世紀九十年代法國人的SC2053殺雄劑。SC2053殺雄劑效果沒有比乙烯利+MS好上多少,沒有被大面積利用。到了上世紀九十年代中到末,美國孟山都公司的GENESIS化殺劑出現了,效果不如WL84811,但好於其它若干,我們在上邊做的工作相對也較多。

有了好的化殺劑,小麥雜交種有了希望,因為其簡單——有了好組合,將母本一噴了之,雜交種就有了。(實際可不是這樣簡單啊!)

側配強優勢組合和強優勢組合的出現,讓我們在小麥育種路途上有了改變

有了可用的化殺劑,接下來就是側配強優勢組合的事兒了!

1989~1990年間,我們用農大自己的中間材料3338和若干個小麥品種做了側配組合,結果發現,3338·S180這個組合的雜交優勢強,產量高;且由於3338有一定的致矮作用,雖然S180較高,但其雜交種的高度還適中。記得當時還用3338與最新推廣審定的 品種組配了“一堆”組合,由此也出現了不少強優勢組合。譬如,3338·京花一號,3338·S180,3338·F390,3338·6554(京冬6號)等。看到這樣情形,當時我們就在想,化殺雜交種一旦成功,那小麥常規育種就是為雜交小麥制種服務的!因為,所有的小麥新品種,我們都可以將其看成雜交制種親本——或是母本,或是父本。而一旦組合哪怕只有5%的雜交優勢,其作用也是了得啊!

面對這些強優勢組合,我們就開始動了種植雜種F2的念頭。於是摟草打兔子的事兒就開始了。

“F3-0”的初始階段

1993年,組合“3338·S180”到了F3時,我們育種基地就從現在的中關村軟件園、那時的東北旺科技站搬到了昌平回龍觀。記得這個組合共有153個穗系,表現好的有二三十個,其中最好的品系就是(當年行號)3291.

品系3291的表現,就是其當年這個組合雜交種F1的表現——株高適中,整齊,多穗,熟相好,長相漂亮!按照系譜法,我們在選擇單株後,又將這些表現特好單行全部收穫。經過脫粒發現籽粒也好,於是就安排升級。升級種子就是F3代3291行收穫的“F3-0”種子。

到了1994~1995兩年間,這個3291品系在小區產量鑑定中的產量結果一直不錯,達到了新品種標準。

那時,由於(1997年以前)種子法還是“舊的”,好的品種不講究立馬審定,而品種審定也要在本品種有了一定(不小)的推廣面積後,才能夠申請進行審定。

這樣,3291就得進行繁殖,準備審定前的推廣面積。

包括有莊巧生先生在內的專家們建議和把關

1997年,3291在回龍觀實驗站內種植了20畝地,表現不錯。收穫前,恰好趕上北京小麥育種家們來實驗站看小麥。人群中,有莊巧生院士,育種“大家”王婉儀、朱維雲、陳強生,農大老師楊作民、劉廣田、唐伯讓,另外還有李彰明和我等。

經過劉廣田老師推薦,大家一塊看了3291這塊20畝地繁種田的表現。劉廣田老師叫我給大家介紹了3291的情況,特別是F3-0的利用和表現。

聽了我的介紹,莊先生很感興趣,他及時提了幾個問題,特別強調問我,是否去過雜?

我回答,沒有去過。

聽了我的回答,莊先生說,很好!他繼續說,看著有些不齊,但不是混雜的不齊,就是穗層的不齊,可以作為品種使用;他還說,當下生產上沒有豐產性更好的品種來接班,這個品種矮稈、豐產性不錯,是個有希望的品種。

在談論F3-0可否用於生產問題時,楊作民老師說,“廣田,國外有一個專門用F3的專家叫什麼來著?”劉廣田老師瞬時說出了那個國外專家的名字(可惜我沒記住)。

回去的路上,王婉儀老師鼓勵我說,小夥子你們這個東西不錯,好好弄弄,只要沒有太多的(株高)“冒尖戶”就行。莊先生順著王婉儀老師的話說,秋天馬上參加區域試驗,別在耽誤時間了……

於是,1997年的秋天,這個F3-0品系,定名為農大3291後,參加了北京市小麥區域試驗。

2001年,農大3291通過審定!(照片所示)

育种家有话说|“F3-0”选择法的起源

“F3-0”選擇法的起源

上邊說了,那時品種不講究立馬審定,因為品種審定條件是得有一定推廣面積後才能夠申請進行審定。這樣,農大3291依仗著矮稈、抗旱,適應性強,審定前,在北京、天津和河北一些地方就開始了推廣,這個過程中我們發現,純度還是有一些問題,特別是種植較稀時,一些更矮一些的單株是存在於群體之中的,於是我們就順手進行了選擇。

選擇效果了得啊!我們發現,所有種植下去的穗系與原種農大3291對照比較看,都表現更好了——有更矮的,有較大穗的,有穗子更多的,特別是穗層整齊度方面表現的就是“板兒齊”!

其中一個行號是3458的系給我們留下印象最深也最好。這個系收穫後與其它品系一塊進行了產量比較試驗。在來年產量比較試驗中,3458比原農大3291矮了一些,農藝性狀表現更好了。這個品系,我們就叫它“農大3291新系”或代號3458。秋季,拿到了北京南郊農場繁殖試種。

2004年,南郊農場(當時北京市小麥顧問團副團長)黃曾番老師電話給我,讓我去看一下他們那裡種植16畝的3458,說是表現很好。第二天,我約了劉廣田老師,孫其信老師一起前往南郊農場。在南郊農場3458種植田間,黃曾番老師同我們說沒看見過這麼好的麥子,並估產1200斤/每畝;聽了黃曾番老師的估產數字,劉廣田老師說,1200斤擋不住……

黃曾番老師的意思是應該重新參試,理由是3458與原農大3291差異明顯,特別是矮了不少。我們都同意黃老師的提議。同意的同時,孫其信老師說,不能再叫3458了,名字太亂了,我們還是從頭開始起名吧!於是,3458就定名農大211。當年秋季,農大211參加了北京市小麥區域試驗。

2007年,農大211獲得審定。(照片所示)

育种家有话说|“F3-0”选择法的起源

“F3-0”衍生系農大212的出現

在農大211繁種過程中,一次在場院上晾曬種子,我們在種子上閒坐,偶然間發現其中有一粒種子是紅粒,我們就將其留了起來,秋天種植了下去。來年發現,這一株綜合表現與農大211完全一致,於是我們就著急等待收穫後看這一株籽粒的顏色。收穫後發現,籽粒續保持了紅色,與農大211白粒有明顯差異。

紅粒小麥在天津薊縣、寶坻縣,河北省“東三縣”,以及大部分的唐山地區受到歡迎,當農大211在這些地方種植表現不錯時,遺憾的就是籽粒顏色了,這時,如果有一個“紅粒農大211”出現,那讓人想著就美,美的受不了!

結果,這一株連續種植後籽粒顏色沒有變化,繼續是紅粒!於是,我們就管它叫“農大211紅粒”。但籽粒性狀是主要性狀,紅粒和白粒不能算作是一個品種。這樣,我們還得參試!

農大212參試結果表現才好呢!參試後,2010年北京審定了,2009年天津審定了,2013年河北審定了!現在,農大212還是北京市區域試驗抗旱節水的對照品種呢!且,是一個矮稈抗旱節水品種!

農大212我們申請新品種保護時,由於基因型與農大211完全一樣,這樣人家不予承認是另外一個品種。但後來還是通過保護了,因為籽粒顏色是主要性狀,且很直觀!

總結

我們為什麼總說“F3-0”?總在提倡“雙選單不選”?這是因為,我們通過這樣做得到了或得到過。“F3-0”,是我們從實際育種應用中逐漸發現並在逐漸完善的做法,不是憑空想象而來。3338·S180,這個組合我們共審定了(農大3291、農大3214、農大211和農大212)四個品種,審定時間從2001年延續到2013年,跨越了12年。今年農大211、212還在北京、天津、唐山等地種植。且農大212還在去年秋季被河北省列為補貼品種……這都說明了什麼?說明,育種在著急的同時,有些事也可以慢慢來,目的是讓基因型在各種不同環境下表達充分,再通過我們有效的選擇,讓好者更好的為我們所用。

下圖:是農大212在北京順義區張喜莊良種場繁種的表現

育种家有话说|“F3-0”选择法的起源
育种家有话说|“F3-0”选择法的起源


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