应用种间杂交方法进行谷子抗除草剂育种的初步研究

　黑龙江农业科学2005,(2):18～20

　Heilongjiang Agricultural Sciences 应用种间杂交方法进行谷子抗除草剂

育种的初步研究

马金丰

(黑龙江省农科院育种所,哈尔滨150086)

摘要:野生青狗尾草与中国栽培谷子进行杂交,并用浸有氟特力溶液的小培养皿进行发芽试验,快速鉴别F2代的抗除草剂性能。抗性被隐性基因控制,但更确切的结果有待进一步试验。氟特力不同用药量的选择试验表明,对氟特力抗性与敏感不同的谷子品种在0～2.4L/hm2的处理表现不同,抗型品种的抗性大约是敏感型抗性的5倍。为我们选育谷子抗性新品种提供了依据。

关键词:谷子;青狗尾草;氟特力

中图分类号:S515.034 文献标识码:A 文章编号:1002-2767(2005)02-0018-03

Use of Wild G reen Foxtail to Improve H erbcide R esistance

in Cultivated Foxtail Millet by H ybridization

MA Jin2feng

(Instit ute of Crop Breeding,Heilongjiang Academy of Agricult ural Sciences,Harbin150086)

Abstract:Interspecific hybrids were obtained between a t rifluralin-resistant form of t he wild species Set ari a vi ri dis and t he t rifluralin-susceptible cultivated foxtail millet(Set ari a it alica).

Hybrids were t hen selfed to p roduce F2families.The main agronomic characteristics of t he hy2 brids were generally intermediate between t he parental form.Some difference were observed ac2 cording to t he wild parent used.F2p rogeny were scored for resistance using root lengt h and shoot growt h of seedling in pet ri dishes wetted wit h t rifluralin solutions.The resistance appears to be a recessive inherited t rait,but f urt her experiment s on f urt her generation are necessary to describe t he accurate heredity.Differential selectivity was shown among resistance and susceptible F2prog2 eny for trifluralin concent ratio ns f rom0to2.4L/hm2.Germplasms selected in hybrid progeny

were about5times moreresistant to trifluralin t han t he susceptible parent variety.This difference 3收稿日期:2004-11-09

　作者简介:马金丰(1966-),男,黑龙江省巴彦县人,实研,农学学士,从事谷子育种研究。

点的适应性和稳定性更加形象化和定量化。

3.2　试验结果表明:垦98-4319、垦95-3438、绥农14属于高产稳产性品种;钢95144-1属于低产稳产性品种;延交9804-14属于低产不稳产性品种;合97-713高产但不稳产。

3.3　垦98-4319、垦95-3438除新疆昌吉州种子站外具有广泛的适应性;绥农14和钢95144-1具有广泛的适应性;合97-713对合江农科所和吉林敦化原种场环境具有特殊的适应性。

3.4　AMM I对品种和环境的互作解释比较透彻,但有一定的局限性。模型的逐步完善有待于科技工作者进一步研究。

参考文献:

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yield trial[J].Agron,1998;80:38823931

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vironment interactions[J]1Agric Camb,1984,104:12321351 [5]　王磊1利用双标图分析作物区试数据[J]1生物数学学报,

1997,12(5):55725621

provide evidence for us to select new millet varieties which resistance to t rifluralin has been int ro2 duced fro m t he wild green foxtail.

K ey w ords:foxtail millet(Set ari a it alica);green foxtail(Set ari a vi ri dis);t rifluralin

谷子是较重要的粮食作物,它的抗旱、耐瘠、适应性广的特点及在水肥地高产、贫瘠地稳产的特性,对于干旱地区生态农业建设具有重要意义。同时,谷子中富含钙、磷、铁、半胱氨酸、甲硫氨酸,具有营养物质含量丰富,营养价值高的特点。然而,由于一年生的杂草同谷子竞争影响了谷子的产量。现在主要控制这种杂草的方法仍是苗期铲草。随着除草剂的应用,在谷子田用除草剂将为谷子的生产提供一个美好的前景。在欧洲,谷子除了被用于鸟饲外已经很少种植。最近,在法国人们重新注意到谷子在人们消费和畜牧饲料上的用途,一些关于谷子的研究正在展开。培育谷子新品种是提高和丰富食品及作物多样性所必需的。一些特殊性状如其他谷物一样,仅在野生近缘种中存在[1,2]。例如:利用野生青狗尾草将叶绿体除草剂抗性转到谷子中[3]。利用回交方法恢复真正的栽培植物类型是非常有效的[4]。谷子的近缘种青狗尾草,这种自花授粉二倍体(2n =18)杂草,自交率大于99%,而且产生600到800个小穗[5]。青狗尾草第一次被报道具有抗氟特力除草剂的性能是1987年在加拿大[6]。

本文的目的是利用栽培谷子和抗除草剂的野生青狗尾草杂交,将除草剂抗性转到谷子中,这是对杂草进行化学控制的一个关键步骤。

1　材料与方法

1.1　供试药剂

药剂为48%氟特力(意大利易比西公司产品) 112　试验材料

试验所用青狗尾草是仅在加拿大Manitoba省的橡树河谷一带发现的抗氟特力除草剂杂草,以其为母本与中国谷子栽培品种“薄地租”进行杂交。后代通过同功酶分析确定为真杂种的F1进行自交产生41株F2代,并收获种子,存放在5℃条件下12周以便研究之用。

1.3　小培养皿的抗性鉴定试验

抗氟特力的谷子在浓度0.1mg/kg以下的氟特力溶液芽生长不受抑制,而对氟特力敏感的谷子则完全受到抑制。培养皿直径为12cm,在底部附有滤纸,并盛有50mL溶液或水,每个培养皿有50粒F2代种子。这些培养皿放在培养箱中,保存在25℃黑暗环境下72h。测量每粒种子的芽长,确定受抑制情况,以鉴别该品种对氟特力敏感与抗性,并确定F2代敏感与抗性分离比例。

1.4　不同氟特力用药量选择试验

氟特力用药量分别为0.1、0.3、0.6、1.2和2.4 L/hm2,土壤为沙壤,用机器喷施除草剂。并在塑料盘内把药液与土壤混合均匀。每个处理重复4次,并设一个对照。每盘有7行,其中对除草剂敏感型品种3行,另外4行是抗除草剂型品种。在处理后的土壤中,每行播20粒,播深1.5cm。将塑料盘移到温室内,昼夜温度控制在20/15℃,并且每天浇水。播后25d,计数每行株数和主要叶片数,然后称每行植株鲜重,在80℃条件下烘干24h后称干重。结果进行回归分析。

2　结果与分析

211　芽的生长受到抑制

在对杂交后代的氟特力敏感和抗性芽生长分析

91

2期 马金丰:应用种间杂交方法进行谷子抗除草剂育种的初步研究

试验中,他们的芽长有很大区别。例如:图1显示杂

交亲本及其F 2代的芽长情况。在无除草剂时芽长大约在4～60mm 之间。在亲本中芽长在30～40mm 的居多,而F 2代芽长在20～30mm 居多。图2

显示了敏感型与抗型亲本及F 2代种群的芽长区别。亲本种群的峰值降低同药液处理有关。敏感型种群芽长峰值在抗型种群峰值的左边,而且敏感型种群芽长受抑制,芽长小于8mm ,而抗型种群芽长则在14～32mm 之间。而F 2代种群芽长的区别有一个明显的二型分布(见图2)

。

图3　不同施药量对抗型和敏感型品种

存活株数(A )及干重(B )的影响

212　抗型与敏感型后代的分离比例

通过抗型与敏感型杂交产生F 1代,F 1代自交产

生F 2代,F 2代在0.1mg/kg 的氟特力溶液的小培

养皿中进行抗性鉴定。F 2代种群显现了一个复杂的遗传特点,结果与以前报道的1:3分离比例不同。这需要进一步的试验。213　不同用药量的选择试验

抗型和敏感型最大的差异在高于氟特力用药量

为0.1L/hm 2的处理(见图3)。在这些处理条件下,4个抗型品种的存活株数和干重不受抑制,而敏感型品种的存活株数和干重完全被抑制。在用药量为1.2L/hm 2处理条件下,抗型品种的存活株数有部分被抑制,但轻于敏感型被抑制的程度。比较这些处理,用药量为1.2L/hm 2以上不是生物学上的剂量。参考文献:

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trifluralin -resistant green foxtail (Setaria viridis )in Manitoba

[J ].Weed Technol.,1989,3:5442551.

农业信息

黑龙江省农科院玉米研究所高产育种室新品种简介龙单21(龙251)　在哈尔滨市从出苗到成熟的生育日数113

d 左右,需要活动积温2400℃,与四早六同熟期。幼苗生长健壮,秆强不倒伏,活秆成熟,株高260cm ,穗位高95cm 。全省区域试验,产量潜力650kg/667m 2以上,比对照品种四早六增产11%以上。子粒颜色好,容重737.7g/L ,商品粮等级高。该杂交种抗玉米大斑病、丝黑穗病,耐黑粉病及青枯病,子粒后期脱水快。适合我省第二积温带中下限、第三积温带上限种植。龙单22　在哈尔滨市从出苗到成熟生育日数105d 左右,需活动积温2250～2300℃,与海玉4号同熟期;苗期生长健壮、发苗较快,株高240cm ,穗位高95cm ;产量潜力550kg/667m 2以上,比对照品种海玉4号增产10%以上;并具有较好的生态适应性和抗逆性、耐瘠性,特别在中低产田具有较好的生产潜力。子粒为齿型、金黄色、容重730.4g/L ,商品品质好。该杂交种抗玉米大斑病、丝黑穗病,耐黑粉病及青枯病。适合在我省第三积温带种植。龙单23(龙257)　在哈尔滨生育日数115d 左右,需要活动

积温2500℃左右,与白单9号同熟期。幼苗生长健壮,发苗较快,株高260cm ,穗位高100cm 。产量潜力700kg/667m 2以上,比对照品种白单9号增产15%以上,居同熟期品种首位。品质好,尤其商品品质好,子粒橙红、外观色泽光亮、容重734.4g/L 。抗病、耐干旱能力强。高抗玉米丝黑穗病,抗玉米大斑病,耐玉米瘤黑粉病和青枯病;后期脱水快,收获时子粒含水量较低。适合我省第二积温带种植。龙单26(龙238)　在哈尔滨生育日数115～120d ,需要活动积温2550℃左右,与四单19同熟期。龙单26幼苗生长健壮,发苗极快;秆强不倒伏,株高240cm ,产量潜力750kg/667m 2以上,比对照品种四单19增产10%,成熟后期脱水快,收获时子粒含水量较低,子粒为齿型、金黄色、容重高,商品品质好。植株蛋白含量高(粗蛋白:8.4%)、纤维含量低(3.83%),且活秆成熟,可以粮饲兼用。抗玉米大斑病、丝黑穗病,耐黑粉病及青枯病,耐旱性较强,并具有广泛的生态适应性和较好的稳产高产特性。适合我省第一积温带中下限、第二积温带上限种植。

单位:黑龙江省农业科学院玉米研究所高产育种室联系电话:0451-********　86642896

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