“F3-0”选择法的起源
在3月3号《好组合配制》博文中,我在介绍李彰明老师时,由于说了“农大3291是F3混系参试、混系审定和推广”这样的话,有朋友就不明白了——“F3混系参试、混系审定和推广”是怎么一回事儿?今天我就将其来做个解释,其中有“故事”,就像是我的朋友王占森所说,小麦组故事多。而一些解释的内容,也恰恰就是我们经常提到和用到的“F3-0”选择法的起源。
几个杂交小麦制种“工具”
记得我在某一篇博文中提过,说我在2000年以前一直搞小麦杂交优势利用,开始于1979年。
小麦杂交优势利用的“工具”,也就是制小麦杂交种所用不育系类型有以下几种:一种是最早的提型(提莫菲维)不育系,和提型恢复系杂交种;另外一种就是出现在上世纪九十年代的“KV型”不育系和普通型恢复系杂交种;期间,还有普通型不育系和普通型恢复系杂交种。
靠化学剂杀雄制造不育系,利用普通品种就可以将其恢复,这样的杂种,叫“化杀杂交种”。
“化杀杂交种”在中国农大最早开始于上世纪八十年代初,化杀剂是英国壳牌公司的WL84811。其杀雄效果好,但我们与英国合作两年以后,英国人发现这个化杀剂残留物质有致癌可能,于是就结束了合作和试验。紧接着就是河北省师大刘植义、沈银柱老师们发明利用的乙烯利 MS化杀剂。虽然,这个乙烯利 MS杀雄效果不太好,但还是填补了此时国内化杀剂利用的空白。再后来,就是上世纪九十年代法国人的SC2053杀雄剂。SC2053杀雄剂效果没有比乙烯利 MS好上多少,没有被大面积利用。到了上世纪九十年代中到末,美国孟山都公司的GENESIS化杀剂出现了,效果不如WL84811,但好于其它若干,我们在上边做的工作相对也较多。
有了好的化杀剂,小麦杂交种有了希望,因为其简单——有了好组合,将母本一喷了之,杂交种就有了。(实际可不是这样简单啊!)
测配强优势组合和强优势组合的出现,让我们在小麦育种路途上有了改变
有了可用的化杀剂,接下来就是测配强优势组合的事儿了!
1989~1990年间,我们用农大自己的中间材料3338和若干个小麦品种做了侧配组合,结果发现,3338·S180这个组合的杂交优势强,产量高;且由于3338有一定的致矮作用,虽然S180较高,但其杂交种的高度还适中。记得当时还用3338与最新推广审定的品种组配了“一堆”组合,由此也出现了不少强优势组合。譬如,3338·京花一号,3338·S180,3338·F390,3338·6554(京冬6号)等。看到这样情形,当时我们就在想,化杀杂交种一旦成功,那小麦常规育种就是为杂交小麦制种服务的!因为,所有的小麦新品种,我们都可以将其看成杂交制种亲本——或是母本,或是父本。而一旦组合哪怕只有5%的杂交优势,其作用也是了得啊!
面对这些强优势组合,我们就开始动了种植杂种F2的念头。于是搂草打兔子的事儿就开始了。
“F3-0”的初始阶段
1993年,组合“3338·S180”到了F3时,我们育种基地就从现在的中关村软件园、那时的东北旺科技站搬到了昌平回龙观。记得这个组合共有153个穗系,表现好的有二三十个,其中最好的品系就是(当年行号)3291.
品系3291的表现,就是其当年这个组合杂交种F1的表现——株高适中,整齐,多穗,熟相好,长相漂亮!按照系谱法,我们在选择单株后,又将这些表现特好单行全部收获。经过脱粒发现籽粒也好,于是就安排升级。升级种子就是F3代3291行收获的“F3-0”种子。
到了1994~1995两年间,这个3291品系在小区产量鉴定中的产量结果一直不错,达到了新品种标准。
那时,由于(1997年以前)种子法还是“旧的”,好的品种不讲究立马审定,而品种审定也要在本品种有了一定(不小)的推广面积后,才能够申请进行审定。
这样,3291就得进行繁殖,准备审定前的推广面积。
包括有庄巧生先生在内的专家们建议和把关
1997年,3291在回龙观实验站内种植了20亩地,表现不错。收获前,恰好赶上北京小麦育种家们来实验站看小麦。人群中,有庄巧生院士,育种“大家”王婉仪、朱维云、陈强生,农大老师杨作民、刘广田、唐伯让,另外还有李彰明和我等。
经过刘广田老师推荐,大家一块看了3291这块20亩地繁种田的表现。刘广田老师叫我给大家介绍了3291的情况,特别是F3-0的利用和表现。
听了我的介绍,庄先生很感兴趣,他及时提了几个问题,特别强调问我,是否去过杂?
我回答,没有去过。
听了我的回答,庄先生说,很好!他继续说,看着有些不齐,但不是混杂的不齐,就是穗层的不齐,可以作为品种使用;他还说,当下生产上没有丰产性更好的品种来接班,这个品种矮秆、丰产性不错,是个有希望的品种。
在谈论F3-0可否用于生产问题时,杨作民老师说,“广田,国外有一个专门用F3的专家叫什么来着?”刘广田老师瞬时说出了那个国外专家的名字(可惜我没记住)。
回去的路上,王婉仪老师鼓励我说,小伙子你们这个东西不错,好好弄弄,只要没有太多的(株高)“冒尖户”就行。庄先生顺着王婉仪老师的话说,秋天马上参加区域试验,别在耽误时间了……
于是,1997年的秋天,这个F3-0品系,定名为农大3291后,参加了北京市小麦区域试验。
2001年,农大3291通过审定!(照片所示)
“F3-0”选择法的起源
上边说了,那时品种不讲究立马审定,因为品种审定条件是得有一定推广面积后才能够申请进行审定。这样,农大3291依仗着矮秆、抗旱,适应性强,审定前,在北京、天津和河北一些地方就开始了推广,这个过程中我们发现,纯度还是有一些问题,特别是种植较稀时,一些更矮一些的单株是存在于群体之中的,于是我们就顺手进行了选择。
选择效果了得啊!我们发现,所有种植下去的穗系与原种农大3291对照比较看,都表现更好了——有更矮的,有较大穗的,有穗子更多的,特别是穗层整齐度方面表现的就是“板儿齐”!
其中一个行号是3458的系给我们留下印象最深也最好。这个系收获后与其它品系一块进行了产量比较试验。在来年产量比较试验中,3458比原农大3291矮了一些,农艺性状表现更好了。这个品系,我们就叫它“农大3291新系”或代号3458。秋季,拿到了北京南郊农场繁殖试种。
2004年,南郊农场(当时北京市小麦顾问团副团长)黄曾番老师电话给我,让我去看一下他们那里种植16亩的3458,说是表现很好。第二天,我约了刘广田老师,孙其信老师一起前往南郊农场。在南郊农场3458种植田间,黄曾番老师同我们说没看见过这么好的麦子,并估产1200斤/每亩;听了黄曾番老师的估产数字,刘广田老师说,1200斤挡不住……
黄曾番老师的意思是应该重新参试,理由是3458与原农大3291差异明显,特别是矮了不少。我们都同意黄老师的提议。同意的同时,孙其信老师说,不能再叫3458了,名字太乱了,我们还是从头开始起名吧!于是,3458就定名农大211。当年秋季,农大211参加了北京市小麦区域试验。
2007年,农大211获得审定。(照片所示)
“F3-0”衍生系农大212的出现
在农大211繁种过程中,一次在场院上晾晒种子,我们在种子上闲坐,偶然间发现其中有一粒种子是红粒,我们就将其留了起来,秋天种植了下去。来年发现,这一株综合表现与农大211完全一致,于是我们就着急等待收获后看这一株籽粒的颜色。收获后发现,籽粒继续保持了红色,与农大211白粒有明显差异。
红粒小麦在天津蓟县、宝坻县,河北省“东三县”,以及大部分的唐山地区受到欢迎,当农大211在这些地方种植表现不错时,遗憾的就是籽粒颜色了,这时,如果有一个“红粒农大211”出现,那让人想着就美,美的受不了!
结果,这一株连续种植后籽粒颜色没有变化,继续是红粒!于是,我们就管它叫“农大211红粒”。但籽粒性状是主要性状,红粒和白粒不能算作是一个品种。这样,我们还得参试!
农大212参试结果表现才好呢!参试后,2010年北京审定了,2009年天津审定了,2013年河北审定了!现在,农大212还是北京市区域试验抗旱节水的对照品种呢!且,是一个矮秆抗旱节水品种!
农大212我们申请新品种保护时,由于基因型与农大211完全一样,这样人家不予承认是另外一个品种。但后来还是通过保护了,因为籽粒颜色是主要性状,且很直观!
总结
我们为什么总说“F3-0”?总在提倡“双选单不选”?这是因为,我们通过这样做得到了或得到过。“F3-0”,是我们从实际育种应用中逐渐发现并在逐渐完善的做法,不是凭空想象而来。3338·S180,这个组合我们共审定了(农大3291、农大3214、农大211和农大212)四个品种,审定时间从2001年延续到2013年,跨越了12年。今年农大211、212还在北京、天津、唐山等地种植。且农大212还在去年秋季被河北省列为补贴品种……这都说明了什么?说明,育种在着急的同时,有些事也可以慢慢来,目的是让基因型在各种不同环境下表达充分,再通过我们有效的选择,让好者更好的为我们所用。
下图.是农大211在北京顺义张喜庄良种场繁种的表现