小黑麦种子外观品质性状的育种分析

小黑麦是小麦和黑麦属间杂交及染色体加倍而成的一个新物种。它结合了小麦和黑麦双亲的优点。与黑麦及小麦相比,它不但保持了小麦的丰产性和优良的种子品质,而且结合了黑麦的抗病性和抗逆性强、赖氨酸和蛋白质含量高等优良性状。通过改良,小黑麦已成为一种很有发展前途的新作物和饲料来源。国内外对小黑麦的研究集中在经济价值和饲用价值等方面较多,这些研究成果大大地促进了小黑麦在世界范围的推广。小黑麦对解决我国的粮饲问题将发挥重要作用,因而对它的研究也需要更全面、更深入。

禾谷类作物的种子胚乳是三倍体,为其提供营养物质的母体植株是二倍体。有些胚乳性状的表现可能同时受胚乳三倍体基因和母体植株二倍体基因的共同控制。另外,细胞质基因也可能通过控制叶绿体(或线粒体)的合成而影响植株的光合(或呼吸)作用,从而间接影响性状表达。以往用二倍体或三倍体遗传模型对大麦、小麦等作物的种子进行遗传分析的较多,而对小黑麦种子遗传分析的研究尚未见公开报道。有研究分析了小黑麦的粒长、粒宽、粒厚等性状的直接遗传效应、细胞质效应和母体植株遗传效应,计算了各性状的遗传方差、协方差分量,并分别计算遗传率,旨在为小黑麦种子外观品质性状的育种提供理论依据。

禾谷类作物种子性状受种子直接遗传效应、母体植株遗传效应、细胞质遗传效应三套遗传体系控制。种子直接遗传效应可进一步分解为直接加性和直接显性遗传分量,母体植株遗传效应可分解为母体加性和母体显性遗传分量,控制不同性状的遗传机制不同。种子粒长的遗传效应主要是种子直接加性效应,因此对粒长的改良应以单粒种子选择为主。种子的粒宽、粒厚、长宽比和长厚比的遗传效应主要是受母体显性效应控制,因此根据植株的总体表现对这些性状进行选择可以获得较好的效果。粒长和粒厚存在细胞质效应,与核基因效应相比细胞质效应较为微弱。小黑麦粒长、长宽比、长厚比以胚乳直接遗传率为主,均达到了极显著水平,在低世代对这些性状进行单粒选择能够取得良好的效果。粒厚的细胞质遗传率也达到了极显著水平,说明在总遗传率中细胞质遗传率也是重要的。

以上是从遗传学的角度分析了哪些小麦种子品质易受遗传的影响，而平时我们所说的种子品质还包括种子净度、种子千粒重、种子纯度、种子含水率和种子发芽率等物理性状。随着国家对种子品质要求的日益提高，相应的检测设备也获得了重视，如种子千粒重测定可以借助电子自动数粒仪或者普通的种子数粒仪，种子发芽率可以借助真空数粒置种仪，而种子净度观察台是种子净度分析最得力的检测仪器。这些仪器的日臻完善，也标志着中国的种业渐渐步入国际轨道，与国际标准接轨。