小麦“常规优化育种法”的实践与探索

各位专家老师好！

我是《育麦如歌》小组的冯毅，组长王世杰教授，本组成员还有刘成老师、李新华老师、王伟伟老师、张锦鹏老师、刘立伟老师、张春利老师、王新洲老师、耿帅锋老师、李彭伟老师、马栋梁老师、宋梅芳老师、宋新敏老师、曾艳娟老师、张建华老师、王德好老师、付蔚文老师、范恒进老师、宛占锋老师、刘冬冬老师。今天是育麦如歌小组值日，根据组长王世杰教授安排，2023年7月2日由我值日。

“常规优化育种法”是由西北农林科技大学王辉教授首先提出并实施的一项综合改良作物育种新方法，现在把它总结出来，供各位育种家参考。

传统的杂交育种技术（常规育种）当前仍是国内外小麦育种的主体技术，但随着育种目标性状组成的多元化要求，育种家普遍感到传统的杂交育种技术很难选育出产量、综合抗性和主要农艺形状等有重大突破的突破性小麦新品种，必须寻求能有效促成众多优良性状达到遗传结合的遗传变异创造的新途径。

该法涵盖了多亲本杂交、集优交配、轮回选择、遗传检测、强化鉴定、协调选择、综合选优等多项关键技术，其核心是多亲本杂种群体的创建和优化杂种群体的创建，目标是达到众多优良性状特别是负相关优良性状遗传结合（优性聚合）。

丰富遗传基础、扩大性状遗传变异幅度、提高性状遗传变异质量是创造突破性遗传变异的遗传基础。这依赖于遗传物质大规模的交流重组和众多优性基因的遗传聚合。为此，我们利用化学杀雄，把多亲本杂交、集优交配轮回选择的群体改良技术引入常规育种，经多年实践，创制出“常规优化育种法”小麦高效育种技术新体系。

1 创建亲本杂种群体

1.1 挑选优质、高产、多抗、广适四组亲本

按照优质、高产、多抗、广适育种目标要求，挑选优质、高产、多抗、广适四组亲本材料，每组数十个不等。组内材料要求目标性状突出，农艺性状尽可能优良、亲缘关系较远、遗传基础和资源范围广，如优质亲本组，品质达到国家优质小麦品质标准，材料间优质源不同，优质亚基及其组成类型丰富，粉质质量指数高，粉质参数好，资源范围广，不同生态类型、冬春、水旱类型共具，农艺性状力求较好。

1.2 组建 4 组 8 类亲本混合群体

挑选的 4 组亲本材料，每组各自按照冬春性（或水旱）分为冬春两个类型。每组冬春两个类型的亲本材料各自种子等量混合，形成优质冬性、优质春性、高产冬性、高产春性、多抗冬性、多抗春性、广适冬性、广适春性 4 组 8 类亲本混合群体。

1.3 组内冬春交配，创建优质、高产、多抗、广适4组亲本杂种群体

优质、高产、多抗、广适 4 组亲本隔离种植，每组冬春类型隔行种植。利用化学杀雄进行组内冬春杂交（春性—化杀作母本；冬性—不化杀作父本），从母本上收获杂种 F1，形成优质、高产、多抗、广适 4 组组内交 F1，4 组 F1隔离种植，各 F1 隔行化学杀雄，各自组内交 1-3 个世代形成优质、高产、多抗、广适 4 组亲本杂种群体。如优质组亲本杂种群：

2 创建多亲本杂种群体

2.1 双列杂交创建组间杂种群体

以优质、高产、多抗、广适4组亲本杂种群体为亲本（相当于 4 个亲本），配制双列杂交组合，利用化学杀雄进行组间杂交，形成 6 个【4×（4-1）/2】一次交配组间杂种群体，再利用 6 个一次交配组间杂种群体为亲本（相当于6个亲本）配制双列杂交组合，利用化学杀雄进行二次组间杂交，形成 15 个【6×（6-1）/2】二次组间交配杂种群体。

2.2 创建多亲本杂种群体

15 个二次组间交配杂种群体种子等量混合，种植混合杂种群体，隔行化学杀雄进行混合杂种群体内随机交配并辅助人工授粉 2-3 个世代（每次交配前拔除群体内性状差的劣株），形成由 4 组众多亲本通过杂交进行了广泛遗传重组的遗传基础复杂、遗传变异幅度大的多亲本杂种群体。该多亲本杂种群体可利用隔行化学杀雄制种长期保存，也可以根据需要不断向群体引入新的基因资源，不断充实丰富杂种群体的遗传组成。

3 创建优化杂种群体

在多亲本杂种群体 F2 或 F3 选择优良单株，利用化学杀雄进行相互交配（第一次选优交配），形成第一轮集优交配优化杂种群体。在该群体的 F2 或 F3 选择优良单株相互交配（第二次选优交配），形成第二轮集优交配优化杂种群体。如此类推，最后形成遗传变异幅度大、变异质量高的“优化杂种群体”。（轮回选择集优交配利用加代繁殖 F1，F2 在正常条件下选优交配，一年两代，可缩短优化杂种群创建年限。）

多亲本杂种群体可放在不同生态区，在不同生态条件下进行选优交配，创建适应不同生态条件的不同类型的优化杂种群体，分别利用各自创建的优化杂种群体选育适应不同生态区的不同类型品种。

优化杂种群体的创建是常规优化育种法的核心技术环节，在优化杂种群体创建中，不但要保持杂种群体遗传基础的广泛性，又要通过集优交配不断提高杂种群体优性基因概率，不断优化杂种群体遗传变异质量，确保优性聚合遗传变异个体的形成。因此，在优化杂种群体的创建中，集优交配的数量和质量是重要关键，必须进行较大规模的选优交配，确保优化杂种群体有较大的群体数量（数万株？）。为了保证优化杂种群体质和量的要求，优化杂种群体组成通常包含 70% 左右的集优交配杂种株、30% 左右群体内优选株（包括 F3 优选系的回归株）和优异新种质。

4 选育优质高产多抗广适小麦新品种

在创建优化杂种群体的过程中，在选优交配的同时，从优化杂种群体的 F2 或 F3 选择优良单株，按杂交育种程序选育优质高产多抗广适突破性小麦新品种。（经过三轮以上集优交配的优化杂种群体也可以用混合法或改良系谱法进行品种选育）

4.1 与花培育种相结合

优化杂种群体 F2 或 F3 的优良单株是在集优交配基础上通过遗传重组形成的优性基因聚合体，遗传基础好，是花培育种的理想材料。

4.2 协调选择综合选优

多次集优交配的目的是促成多个优良性状特别是负相关优良性状的遗传结合。但多个优良性状的遗传结合并不同于多个优良性状的简单累加。因此，优化杂种群体后代选择要协调各性状间的关系，不求最好，但求更好 --- 协调选择，综合选优 --- 有赖于育种家“法眼”和“慧眼”的综合运用。

4.3 适宜的筛选条件与技术

优性聚合体的选择依赖于众多优良性状显现的筛选条件，因此，优化杂种群体后代选择必须有适宜的鉴定筛选条件和技术。灵活运用群体、类型、个体相结合的选择技术、抗性鉴定筛选技术、多条件交互选择技术及遗传标记辅助选择技术。

5 讨论

常规优化育种法是在传统的常规育种技术基础上，利用化学杀雄补加了集优交配轮回选择的群体改良技术，虽然二者都把杂交作为创造变异的手段，但常规优化育种法有其突出优点。

可以容纳众多的亲本资源—简化了复合杂交程序，缩短了复合杂交年限，避免了复交过程的基因流失；

多亲本杂种群体的创建，扩大了遗传背景，丰富了遗传基础，既保证和强化了育种目标性状组成的多元化要求，又扩大了群体遗传变异的幅度，有利于产生超标遗传；

优化杂种群体的创建，通过多轮次集优交配、轮回选择，既能不断提高群体优性基因频率，逐步协调性状间的关系，促进优性基因的聚合，又能持续优化群体遗传变异质量，便于形成综合性状优良的突破性遗传变异；

多亲本杂种群体包含有不同生态区水旱、冬春多种类型资源和广适性品种的遗传信息，可以分放到不同生态区，在各自生态条件下选优交配，建立各自相适应的优化杂种群体，选育各自相适应的优良品种---多亲本杂种群体，一方创建，多方利用；

多亲本杂种群体和优化杂种群体可根据需要不断向其输入新的遗传资源，确保使其常用常新，满足近期和中长期育种目标的要求。

近年来品种试验渠道增多，审定品种呈井喷之势，但是通过调查分析发现，育成品种所利用的核心亲本较为单一，多数都含有诸如周麦、新麦、百农、郑麦、西农血缘，导致遗传基础狭窄，难以选育出有突破性的大品种，所以创制、鉴定和利用亲缘关系较远、遗传基础复杂多样的亲本材料，是选育品种的基础。

参考文献：略

本站仅提供存储服务，所有内容均由用户发布，如发现有害或侵权内容，请点击举报。