種質管理在田間

種質管理在田間關于建立種質觀測圃的設想玉米是一種神奇的植物，它雌雄同株、異花異位，花絲飄蕩、花粉頂掛，葉片秀麗、植株挺拔，籽粒晶瑩、果穗碩大。它起源于中、南美洲，經(jīng)歷了人類數(shù)千年的栽培馴化，承受了不同生態(tài)的自然選擇和人為馴化，憑借其高頻率的異交重組和基因擴增，其多樣性和遠緣雜交優(yōu)勢顯著突出，發(fā)展成為人工遺傳變異最豐富、雜種優(yōu)勢利用最有效，在我國總產(chǎn)量最高的農作物，居旱作糧食之首，被譽為黃金作物，飼料之王。種質資源是種業(yè)研發(fā)新品種的核心、之一。但是當前玉米種質資源分散，優(yōu)良的玉米種質資源特性得不到充分認識和有效利用。同時，育種中間材料與基礎材料混雜，大量冗余的信息要求干擾了骨干材料關鍵信息的采集整理，這些都已經(jīng)成為制約種質資源管理的負因素。所以，必須重新認識在科學育種階段種質資源管理的特點和強化途徑。柏大鵬先生（先玉335育成人）稱，科學育種是在明確了積累加性效應是選育自交系的重要的遺傳規(guī)律，從而使自交系的選育更加受到重視之后的育種。尚未明確加性效應在玉米育種中的重要性以前的育種階段屬經(jīng)驗性育種?，F(xiàn)階段育種，無論是商業(yè)性育種還是非商業(yè)性，與科學育種相比較，盡管在選育目標上是相同的，都是選育穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)優(yōu)質的玉米品種，但在對性狀的選擇方法及所需群體大小，育種經(jīng)費投入使用方向等方面上都存在一定差異，具體列表比較如下:表1現(xiàn)階段育種與科學育種的差異比較項目現(xiàn)階段育種科學育種選育目標穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)優(yōu)質穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)優(yōu)質對各產(chǎn)量因素性狀的選擇對少數(shù)性狀直接選擇，進行間接選擇甚至是無意識的選擇對多數(shù)性狀都進行直接選擇，先進行重要單個性狀的選擇，后進行綜合為一體的選擇性狀選擇的目的性不強強所需供選擇群體大小投入經(jīng)費主要利用方向加大群體，靠規(guī)模和數(shù)量，靠最后“測試”主要用于各性狀篩選鑒定等基礎性工作結果效率低下，無后勁效率較高，不斷出成果種質資源的整理、鑒定和歸類是一個系統(tǒng)的大工程，需要育種家在科學育種思路下通盤考慮，統(tǒng)籌安排。在育種試驗中種質資源物流是一個動態(tài)循環(huán)的過程，從上季采收入庫、整理出庫、春播選育、到秋收整理、冬繁選育、再進入春播，環(huán)環(huán)緊密相扣，有價值的育種材料在庫內存放時間很短暫。而且由于育種圃中間材料群體比較多，一般5?6千個種植號，采收1.5?2萬份。大量的育種材料短時間內交到種質庫暫存，之后立即選優(yōu)出庫，其信息量過于龐大則無法有效核實與把握。在科學育種中迫切需要把種質庫管理系統(tǒng)建設成一個精準的物流組織和信息集成共享的平臺。因此我有一個設想，即種質庫要精簡材料入庫規(guī)模，由育種家選拔推薦，只收集進入品比以上試驗層次的的穩(wěn)定自交系和基礎材料，并與觀測圃結合起來，可以把種質管理從庫房延伸到田間。2/8法則強調“重要的少數(shù)大于瑣碎的多數(shù)”，即在任何一組東西中，最重要的只占其中20%。種質資源管理更要注重合理區(qū)分育種中間材料和基礎材料、穩(wěn)定自交系，鑒別并掌握住優(yōu)良骨干育種材料。育種的實質是以人為選優(yōu)汰劣加速自然選擇，所以百分之八九十的育種中間材料都是一季淘汰的，適當收納即可，不必太多管理。育種者不能把有限的精力投入在無限的勞作中。我們必須去除重復冗余的材料，精簡基礎材料群體。對那些中選升級的骨干材料則要圈定重點，繼續(xù)種在觀測圃中進行精準觀察，分層次豐富觀察項目和圖文資料，集中力量收集和整理關鍵的田間數(shù)據(jù)，應用數(shù)量遺傳學為基礎的數(shù)據(jù)分析方法進行深入研究，以充分挖掘骨干種質資源的利用價值。下面列表分析在科學育種的分圃制試驗設計中種質信息流向的特點。表2科學育種的分圃制試驗設計及種質信息流向試驗層次試驗類別試驗目標種質信息流向春播秋收育種圃觀測圃重要單個性狀鑒定基礎材料特定性狀鑒定QTL位點積累種質資源庫清單病蟲害抗性鑒定足夠病蟲害壓力下鑒定；多生態(tài)抗逆性鑒定以高密度為突破口鑒定田間播種清單育種圃群內組配、誘變選育新自交系；自交加代（DH）選育穩(wěn)定自交系田間數(shù)據(jù)米集整理群間組合選育雜交種材料系譜更新升級隔離測配圃一母多父測配早代穗行測選，類群鑒定品種測試選拔升級一父多母隔離區(qū)分群優(yōu)選穗行；復配隔離區(qū)小制種一--產(chǎn)量測試種質資源庫清單TC產(chǎn)量測試品鑒、品比多層次產(chǎn)量測試選拔；多點、區(qū)試多點多生態(tài)區(qū)生產(chǎn)測試冬繁育種圃育種圃群內組配、誘變選育新自交系田間播種清單自交加代（DH）選育穩(wěn)定自交系；群間組合選育雜交種田間數(shù)據(jù)米集整理隔離測配圃一母多父測配早代穗行測選，類群鑒定材料系譜更新升級一父多母隔離區(qū)分群優(yōu)選穗行；能力和信心最終來自于在正確方向上的努力。分圃制試驗的設計是在以積累加性效應為目標向兩邊推開自交系材料，以抗逆性為核心進行多生態(tài)生產(chǎn)測試和目標市場定位的育種策略指導下構建的。材料觀測圃先進行重要單個性狀和抗逆性的鑒定篩選，將那些精選出來的基礎材料提供給育種圃和測配圃進行分群測試，并進一步進行綜合為一體的測試選擇，是科學育種流程的基礎環(huán)節(jié)。種質庫與觀測圃結合將很好地助力于解決制約科學育種發(fā)展一些瓶頸性問題。對本企業(yè)現(xiàn)有種質資源進行整理歸類后，再有的放矢地引入一定數(shù)量的外源種質。引種不在于量大面廣，而在于育種材料的優(yōu)勢互補，比如北美洲的玉米種質對產(chǎn)量和品質性狀貢獻突出，歐洲玉米種質對提高抗寒、出苗率等性狀有幫助，而東亞、南美和非洲的種質資源有利于提高抗病抗逆性。引種也可以通過種質庫與觀測圃結合觀察鑒別，盡量避免重復性引進與經(jīng)費浪費?？傊?，把種質管理做細做精，由井然有序的庫房延伸到觀測圃田間，種質庫將真正成為育種家的彈藥庫、