育種家有話說|沒有花粉就沒有種子
“沒有花粉就沒有種子”這句話是上世紀(jì)90年代末,我們在接受孟山都公司雜交小麥制種技術(shù)培訓(xùn)時,那個美國培訓(xùn)師人——丹尼斯(小丹)說的。
“沒有花粉就沒有種子”這句話對于我們搞小麥育種的人來說,不難理解,但“沒有了花粉”、或“花粉哪兒去了”?這個問題同樣是小麥育種人,就會不同的理解了。
或有更多的人會認(rèn)為是材料“不抗倒春寒”所致。
那可不可以這樣說呢?
我認(rèn)為是可以的。因為“沒有種子”,也就是穗子結(jié)實不好的原因包括有不抗倒春寒這一項。但我們也要知道,穗子結(jié)實性不好的原因應(yīng)該不光光的倒春寒所致,其還包括有遺傳因素,包括有高溫、寡照、干旱、不合理的水肥效應(yīng)等多種因素,它屬于材料適應(yīng)性差或?qū)Νh(huán)境條件反應(yīng)敏感范疇。
當(dāng)年“沒有花粉就沒有種子”這句話是對雜交小麥制種而言,但更多時候,這句話對我們了解小麥材料(品種)的不孕不育、禿尖缺位少粒等現(xiàn)象原因的查找也適用。而在查找這些原因、或在我們常規(guī)觀念中,花粉“一方”的決定作用是巨大的,雌蕊柱頭“一方”的責(zé)任卻很少有被追究過。
這就說明,雌蕊的適應(yīng)性較雄蕊表現(xiàn)更好,雄蕊對環(huán)境條件的敏感程度更高——(花粉母細(xì)胞形成過程中)一旦遇到各種(倒春寒及高溫、寡照、干旱、不合理水肥效應(yīng)等)不適時,花粉的數(shù)量就會降低、花粉的活性就會減弱,最終造成不育和不孕。
生物界中,就生育能力來說,雄性較雌性對環(huán)境條件更加敏感和脆弱,所以“雄性不育”的一詞才會常見,包括我們?nèi)艘彩沁@樣。
回到小麥上來說。當(dāng)多數(shù)小麥育性不好,表現(xiàn)缺位嚴(yán)重、禿尖兒、少粒時,其原因多與雌性一方關(guān)系不大,問題多出在了雄性一方,是花粉粒少、花粉?;钚匀跛?。所以就引出了“小丹”這句“沒有花粉就沒有種子”。
那是上世紀(jì)90年代末的事兒。
中國雜交小麥人在云湖度假村接受美國人“小丹(小丹這個名字,是我們鄂立柱幫丹尼斯取的中國乳名)”的技術(shù)培訓(xùn)期間,“小丹”在講到對雜交小麥制種產(chǎn)量影響的主要因素時,他羅列出的“三個”主要因素,其就是:第一,花粉量;第二,是花粉量;第三,還是花粉量!
沒有別的,就是“花粉粒”!
這說明,花粉粒是決定雜交小麥制種產(chǎn)量高低的關(guān)鍵,“沒有花粉就沒有種子”!
“沒有花粉”或花粉量少、活力低下的原因包括有遺傳因素,有低溫(倒春寒)、高溫,寡照,干旱,缺肥因素,以及還包括有田間郁閉、植株養(yǎng)分消耗過多形成了不正當(dāng)?shù)母偁幰蛩氐取?/p>
所以,我覺得,當(dāng)我們把所有對穗粒數(shù)降低的影響因素都?xì)w結(jié)到倒春寒一方時,那是不公正的!
因為,就如同上邊我們說到的,小麥結(jié)實性的好壞,它是受多種因素影響的,它是一個小麥品種或材料適應(yīng)性好壞的具體表現(xiàn)。
圖1.倒春寒傷害所致
圖2.倒春寒傷害所致
光是倒春寒的影響,其表現(xiàn)簡單,譬如把穗子凍壞凍傷了,穗子光桿兒了,葫蘆頭了或干脆不見穗子抽出了等。而其它的一些沒有年季倒春寒發(fā)生也會有的表現(xiàn),譬如,沒有花藥或花藥小了少了、穎殼張開了,花絲不伸長了,穗子結(jié)實率降低了,禿尖兒了、缺位少粒兒了等等,他們多數(shù)都與當(dāng)時在花粉母細(xì)胞形成時期的環(huán)境條件有直接關(guān)系。這也就是在解釋小麥生產(chǎn)上為什么在拔節(jié)后期有一個叫“水肥臨界效應(yīng)期”和“主攻穗粒數(shù)的關(guān)鍵時期”的說法了。
圖3.照片中的現(xiàn)象除了可能的倒春寒傷害以外,還有我們說的遺傳因素,高溫、寡照、干旱、不合理的水肥效應(yīng)等多種因素
圖4.這個照片,如果我不說清楚其是一個不育材料時,人們就可以將其認(rèn)定為倒春寒傷害或高溫、寡照、干旱、不合理的水肥效應(yīng)等因素所致,或也可以是多種因素的疊加等
巧的是,這個時期的拔節(jié)水又恰恰對倒春寒危害有一定的緩解作用,這樣就又加強了人們將那些(花藥或花藥小了少了、穎殼張開了,花絲不伸長了,穗子結(jié)實率降低了,禿尖兒了、缺位少粒兒了等)不好的表現(xiàn)栽到倒春寒危害所為的理由上。
對于這些,我細(xì)想了一下,覺得雖然不夠科學(xué)與嚴(yán)謹(jǐn),但就育種來說,但也沒什么不可以,我們就只當(dāng)是那些綜合因素的被“統(tǒng)稱”成倒春寒了,反正有了這些表現(xiàn)就是該淘汰的,不論發(fā)生原因從哪里來!
那么,抗倒春寒和我們說的綜合適應(yīng)性好、及對環(huán)境條件反應(yīng)遲鈍等這些我們在田間到底該如何鑒定呢?它們有什么表現(xiàn)相關(guān)呢?
小麥開花好花粉就會好——花粉粒多、花粉?;盍?!
開花好的表現(xiàn),包括花絲長,花藥大,花藥多,花藥外露率高等。最典型代表品種就是我們早前曾經(jīng)說過的品種——漯麥4號。
據(jù)前人研究,花絲(4.5~11.9毫米)長度與花藥(2.8~5.9毫米)大小及散粉的數(shù)量(581~3867個)呈顯著正相關(guān)?;ㄋ幍淖冃『突ńz長度的縮短,明顯的與花花藥中花粉粒減少和活力降低相關(guān)。
一個花藥里,最多能有3000多個花粉粒,少的只有5、6百。前人研究表明,一個花藥中的花粉粒越多其活力也相應(yīng)越強。一朵小花里有三個花藥,發(fā)育好時,這三個花藥的花粉粒就是上萬,開花時,能有一萬的三分之一花粉粒優(yōu)先落在自家的花器中,而令這個自家小花結(jié)實,有一個花粉粒就夠了,但當(dāng)這個小花還不孕時,那么多花粉粒都干什么去了?
瞎了、癟了,不育了,這樣才導(dǎo)致了一些小花的不孕。
我們說了,花藥不育和小花不孕的原因是花粉粒數(shù)量的減少及活力的降低,而導(dǎo)致花粉粒數(shù)量減少及活力降低的因素是不抗倒春寒及一些遺傳因素或高溫、寡照、干旱、不合理水肥效應(yīng)等。而同樣環(huán)境條件下,品種、材料間的表現(xiàn)是有差異的,但這些“差異”不是像有無蠟質(zhì)和芒的長短一樣讓我們“一看便知”,它們有一定的“隱蔽性”,人們不花些功夫、費些事兒,就很難鑒定。
有無標(biāo)志性的表現(xiàn)能夠與這些“適應(yīng)”或“反應(yīng)遲鈍”的表現(xiàn)相關(guān)聯(lián)呢?
有!
在“小丹”給我們做培訓(xùn)時,有一個對花藥殘留量的調(diào)查方法我覺得就是我們要找的“相關(guān)”。
“小丹”說,在小麥開花后一周內(nèi),對每個測試材料隨機取20個穗子,查看每一個穗子所有基部小花中殘留下的花藥數(shù)量,當(dāng)一個穗子全部的基部小花中花藥殘留數(shù)量超過20個時,這個品種就被斷定為“開花不好”的類型。
通過我們對“小丹”這種方法的實踐我們發(fā)現(xiàn),我們原來一直在做的“看花”與“小丹”鑒定方法所得到的“結(jié)論”幾乎相同,它們都是有“開花好”的表現(xiàn)。
由于我們原來一直是搞“三系”育種,其就是T型恢復(fù)系、不育系和保持系。T型恢復(fù)系選擇有一項叫做“看花”——當(dāng)一個材料開花性很好時,一般情況下,這個材料的恢復(fù)力往往也較高。所以,搞T型雜交小麥種育種“看花”就是基本功。后來,我們不搞T型雜交種小麥育種而改成搞常規(guī)育種了,但這個“看花”的習(xí)慣并沒有丟,它被延續(xù)了下來。
直到現(xiàn)在,每年在小麥開花期,我都爭取能夠看兩次開花,將開花好的類型做一項記錄。
經(jīng)驗證明,這些開花好的材料跟后期結(jié)實好,結(jié)石率高、穗子完整有直接相關(guān)。它比我們后期去做結(jié)實率調(diào)查要簡單的多,也比“小丹”的方法快捷、甚至是可一目了然。
圖5.典型的長花絲、大花藥——掛花到頂
圖6.(煙農(nóng)999/3664)的某品系,是連年開花好,且秀氣
去年在開花盛期,我對我們所有材料的開花好壞看了兩遍,一遍能花“個把小時”的時間。
看花材料包括親本,高代和產(chǎn)量比較試驗,我粗略統(tǒng)計了一下,在“上述”這些材料中,開花好的只有39個,其中特好的有16個,一般好的有23個。
所有親本中,只有7個開花好,一個(普冰03)表現(xiàn)“最好”;我們自己的高代品系中,有10個品系表現(xiàn)“最好”,這10個品系中,有7個是來源于同一個組合。氣人的是,一個鄭麥366的復(fù)交組合和一個百農(nóng)207單交組合都在“最好”的行列。
濟麥22屬于“一般好”。
開花好材料這樣少,說明了什么?
第一說明,與“小丹”說我們中國小麥開花不如印度小麥開花好是一致的;第二說明,開花性選擇有待提高和加強,這是獲得材料適應(yīng)性好的簡單方法;第三說明,我們以往小麥雜交種制種產(chǎn)量低的問題還會持續(xù),這也可能也是孟山都撤走“雜交小麥”的原因之一(現(xiàn)在看,我們在這方面沒有太大的改觀)。
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