專利名稱：一種雜交小麥種子生產方法
一、所屬領域本發明涉及糧食作物的小麥雜種優勢利用領域，進一步涉及一種雜交小麥種子生產方法。
背景技術：
小麥是人類最重要的糧食作物之一。大量研究證明小麥也同水稻、玉米、油菜等作物一樣在雜種一代有顯著雜種優勢存在。利用雜種優勢提高小麥生產水平有重要經濟意義。
為大規模生產小麥雜交一代種子，上世紀60年代至今各國已育成70多種類型小麥雄性不育三系，其中T型、K型研究中應用較多。但生產實踐證明，利用不育系與保持系生產不育系產種量低、成本高、保純困難，一直限制三系法的廣泛應用。90年代以來，中國科學家先后育成了幾種對日長、溫度敏感的小麥不育系，此類光、溫敏小麥不育系正季播種完全雄性不育可用于制種，在特殊季節、區域播種可自交結實生產不育種子即“二系法”。二系法不育系種子量較高，純度有保證，在雜交小麥種子生產技術上前進了一步。
不論三系法或二系法生產的不育系，均需與恢復系雜交生產雜交小麥種子。小麥制種借鑒其他農作物雜交種子生產的方法，不育系、恢復系按一定行比分別播種、分別收獲，不僅增加了生產成本，而且由于不育系與恢復系在田間有一定距離，異交結實率不高，使得雜交小麥種子成本仍然較高。小麥用種量大，高價位的雜交小麥種子難于被生產接受。

發明內容
根據上述現有技術部分存在的問題或不足，本發明的目的是提供一種將不育系和恢復系種子混合后播種形成混合群體，雜交生產小麥種子的方法。以較大幅度降低雜交小麥種子成本，使雜交小麥這種利用遺傳資源提高小麥生產力的方法廣為應用，提高小麥生產的效益。
為了實現上述目的，本發明采用雜交小麥種子生產方法，包括選擇適宜的雜交小麥組合，不育系與恢復系種子按最佳粒數比例混合，混合種子按生產要求播種形成混合群體，人工輔助授粉，按市場需求采用混合收獲或剪除恢復系穗收獲后收獲。
本發明的技術方案是一種雜交小麥種子生產的方法，其特點是，不育系和恢復系種子按粒數8.5∶1.5比例混合后播種形成混合群體，生產雜交小麥種子，按如下步驟進行(1)選擇適合用本方法生產雜交小麥種子的組合a.不育系與恢復系同期播種條件下花期良好相遇；b.恢復系比不育系株高高10cm～20cm；c.F1代株高與恢復系株高差異不超過10cm；d.雜種優勢顯著；(2)將上述組合的合格不育系和恢復系種子按8.5∶1.5的粒數比例充分混合；
(3)上述混合種子按當地最佳播期、密度和栽培技術播種和管理；(4)不育系開穎、恢復系始花至終花期，每日9時～11時、15時～17時人工輔助授粉；(5)混合群體的收獲可采用兩種方法，生產不同規格的雜交小麥種子a.混合收獲作下季雜交小麥生產用種；b.開花結束15天～20天，人工剪去混合群體中的恢復系穗，生產純度接近100％的雜交小麥種子。
本發明的其它一些特點是，所述不育系與恢復系混合的最佳粒數比例為8.5∶1.5，這一比例在盡可能提高不育系異交結實率的前提下，最大限度減少混合收獲的種子中恢復系的比重。
所述不育系包括三系法生產的不育系和二系法生產的不育系。
所述不育系和恢復系混合群體可采用兩種方法生產不同純度、價位的雜交小麥種子。
(1)混合收獲作為雜交小麥生產用種。
該類種子中雜交一代種子占80％～90％，恢復系種子占10％～20％。；因恢復系已達到生產用優良品種水平，故混合種子的雜種優勢僅輕微下降，但其價格低廉可完全補償下降部分。
(2)花后人工剪除混合群體中恢復系穗。
收獲所得為純度接近100％的雜交一代種子。此法可在勞動力密集地區應用。
研究表明小麥雄性不育系(母本)與恢復系(父本)異交結實率與兩者的距離成反比。從提高異交結實率角度考慮，生產雜交小麥種子時父、母本間的距離應盡可能縮小。但小麥屬于小株作物，行距小，密度大。兩者按行比分別播種時，需按收獲機具的割幅安排各自的行數。如按目前廣為使用的中型聯合收割機割幅2.4m設計播種方式，采用不育系與恢復系最佳行比2∶1，則父本播種至少幅寬2.5m，母本則需5m。父母本之間的距離為0.3m～2.5m。據研究，在距父本0.5m范圍內內，母本異交結實率可達80％～90％，而距父本2m～2.5m范圍的母本異交結實率為30％～40％。采用混合制種方式，如按每畝10萬苗計，則每畝面積上有1.5萬株父本，8.5萬株母本，平均每株父本授粉范圍0.044m2，父、母本植株最遠距離僅為12cm，可達到充分雜交的效果。使雜交小麥制種產量接近常規小麥產量。
混合制種方法比父、母本分別播種減少播種、收獲工作環節，可節省費用40％。晾曬、貯藏的費用亦大為降低。
混合制種生產的雜交小麥種子，因母本不育系比父本恢復系發育早，前者對后者的單株成穗數產生一定程度抑制，混合收獲的種子中雜交一代種子占80％～90％，恢復系自交種子約占10％～20％。而恢復系的產量、適應性等主要農藝性狀已達到同期常規小麥品種水平。經試驗研究，這種雜交小麥種子播種后的產量優勢僅比純度100％的同組合純雜交一代降低1％～3％。其群體外觀株高整齊度可為生產按受。小麥雜交F1代具有抽穗早而灌漿期長的特點，因此成熟期基本一致。
混合制種生產雜交小麥種子的另一收獲方法是在開花結束15天～20天，人工剪去占群體10％～15％的恢復系穗，生產純度接近100％的雜交一代種子。實踐證明，每畝地剪除父本穗用工(農村輔助勞動力)1.5個，勞務支出15元左右。雜交小麥制種畝產純雜交種250kg左右，每公斤僅增加成本0.06元。在土地資源較少，勞動力密集地區是可行的。
具體實施例方式
1.選擇適合應用本發明方法生產雜交小麥種子的雜交小麥組合。其特點是同期播種條件下，不育系比恢復系抽穗早4天以上，開花期早2天～4天；恢復系株高比不育系高10cm～20cm；不育系與恢復系雜交產生的F1代株高與恢復系株高相差不超過10cm；F1代產量、品質雜種優勢顯著。
小麥雄性不育系是雄花敗育，雌蕊正常，可接受外來花粉而產生種子的小麥育種材料。恢復系是指與不育系雜交F1代能恢復結實的小麥育種材料。本方法所指小麥不育系包括三系體系中的不育系和二系體系中的不育系。三系體系指不育系與保持系雜交生產不育系，不育系與恢復系雜交生產雜交一代種子的種子生產體系。二系體系指不育系正季播種完全雄性不育，可與恢復系雜交生產一代種子，不育系在特定日長、溫度條件下自交結實生產不育系種子的種子生產體系。
2.將雜交小麥組合的不育系和恢復系種子接粒數比例8.5∶1.5充分混合。生產上一般按種子重量確定播種量，因此上述比例需換算成重量比例。換算方法是(1)不育系種子重量＝(制種田予定每畝苗數×0.85)/每公斤不育系種子預計出苗數。上式中，不育系種子每公斤出苗數＝(1000克/不育系種子千粒重)×不育系種子發芽率×出苗率(一般正常播種條件下出苗率可按0.9計算，如遇干旱、澇災可適當調低如0.8)。
(2)恢復系種子重量＝(制種田預定每畝基本苗數×0.15)/每公斤恢復系種子預計出苗數。式中每公斤種子預計出苗數計算方法與(1)相同。
3.將計算稱量的不育系和恢復系種子均勻混合，在雜交小麥制種區按大田生產栽培措施播種、管理。雜交小麥制種區的要求是四周50m以內不得種植除恢復系以外的小麥，或有自然屏障隔離；地力中上，管理方便。
4.混合制種田塊，在不育系穎殼開張、恢復開花至終花期，每天9時～11時，15時～17時，人工輔助授粉。人工輔助授粉可采用兩人拉繩行走搖動穗層促進花粉飄移，也可采用機動噴霧器按一定方向平行行走吹風輔助授粉。
5.混合制種的收獲可采用2種不同方法，生產不同規格的雜交小麥種子。
(1)混合收獲，生產雜交一代占80％～90％，恢復系占10～20％的雜交小麥種子。
(2)花后15天～20天剪去恢復系穗，生產純度接近100％的雜交小麥種子。
本發明的雜交小麥種子生產方法，具有以下優點和積極效果1.提高不育系的異交結實率。采用混合制種方法，使母本不育系與父本恢復系的平均距離由按行比分別種植方式的2.5m縮小至12cm，使異交結實率大幅提高。據發明人田間對比，在相同母父本比例下，混合制種比分別種植方式，不育系異交結實率提高28％～32％。由此提高了雜交小麥制種效率。
2.增加單位面積不育系種植比例，提高雜交種種子生產的產量。采用混合制種，母本占制種面積的85％，而采用按行比分別種植方式不育系占制種面積的66％。不育系所占播種面積前者比后者提高19個百分點。再加上優點1所述提高異交結實率的效果，本發明可顯著提高單位面積產種量，為降低雜交小麥種子成本創造了條件。
3.簡化雜交小麥種子生產技術。采用本發明技術，可將雜交小麥種子生產的播種、收獲方法由兩次播種、兩次收獲改為一次播種、一次收獲。另外，晾曬、保存過程也大為簡化。對于農戶種植規模小的中國農村，更便于種植安排，技術一學即會，利于推廣。技術的簡化使制種成本降低。
4.可根據市場需求采用不同收獲方式生產不同規格的雜交小麥種子。可根據市場需求采用混合收獲生產雜交種占80％～90％恢復系占10％～20％的混合的雜交小麥種子(混合級)，也可花后人工剪除恢復系穗后收獲生產純度按近100％的雜交小麥種子(純種級)。
5.混合制種的雜交小麥種子生產技術簡便易行，成本低廉，雜種優勢降低幅度輕微，便于生產接受。據3年試驗，同一組合混合級雜交小麥與其純種級雜交小麥相比，產量優勢僅下降1～3％，仍有明顯雜種優勢，外觀整齊度較好，可為生產接受。
實施例1，以三系種子生產體系為例。
(1)選擇符合混合制種要求的雜交小麥組合。K7664A/R205所產生的F1代雜交組合“905”。不育系K7664A株高75cm，父本恢復系R205株高90cm，父本比母本高15cm；不育系K7664A比恢復系R205早抽穗5天～6天，早開花2天～4天；兩者雜交之F1代株高86cm～88cm，比恢復系僅矮4cm～6cm；F1代在北方春麥區多年多點試驗，雜種優勢明顯，平均增產18％～25％。
(2)“905”雜交小麥種子生產在中國遼西平原春麥區進行，適宜的種植密度為20萬苗/畝。按不育系∶恢復系8.5∶1.5粒數比例計算所需不育系和恢復系種子重量。
①計算所需不育系種子重量。首先計算每畝不育系苗數為20萬×0.85＝17萬苗；其次計算每千克不育系種子出苗數為 最后計算所需不育系種子重量為 ②計算所需恢復系種子重量。首先計算每畝恢復系苗數為20萬苗×0.15＝3萬苗；其次計算每千克恢復系種子出苗數為 最后計算所需恢復系種子重量為 上述計算中出苗率0.9是土地整地質量、土壤水分狀況良好狀態下的出苗率估計值，在整地、水分條件不理想時可根據經驗適當調低。千粒重、發芽率由種子供應商提供或自己實測。
(3)將上述重量的不育系和恢復系種子均勻混合。在制種地區最適宜播種期將上述混合種子播種于四周50m以內未種植除恢復系R205外任何小麥(或有自然屏障隔離)的制種區，栽培管理同大田。
(4)恢復系開花開始至結束期間，每天9時～11時、15時～17時兩人拉繩搖動穗層平行行走；也可用機動噴霧器不加水和藥劑開機吹風，每隔10m～20m平行走動，輔助授粉。
(5)成熟后，制種田內不育系與恢復系混合群體混合收獲、晾曬、保存，作為下季雜交小麥生產用種。
(6)在勞動力充裕地區，可在開花結束后15天～20天，人工剪去制種田中恢復系穗。恢復系平均比不育系高15cm，易于區別。所剪恢復系穗可帶出田間作為家禽飲料。也可任其落在田間。此時恢復系種子不具備發芽能力，不會造成混雜。成熟后收獲純度接近100％的雜交一代種子。
不育系K7664A是發明人利用河南省偃師縣選育的小麥品種7664回交轉育的K型小麥不育系，弱冬性，株高75cm，早熟、豐產性好。K7664A種子是不育系與其保持系7664B雜交而得。該體系屬三系體系，三系體系是指不育系與保持系雜交生產不育系，不育系與恢復系雜交生產雜交種的種子生產體系。R205是申請人選育的恢復系，春性、株高90cm，晚熟，抗干熱風，葉功能好。
實施例2，以二系雜交小麥種子生產體系為例。
(1)按照混合制種的組合選擇要求選擇溫敏不育系A691/R169所產生雜交小麥組合“991”進行混合制種雜交小麥種子生產。不育系A691，極早熟，株高70cm，恢復系R169抽穗期比A691晚8天，開花晚4天～5天，株高比A691高10cm；組合“991”F1代株高82cm，僅比恢復系高2cm；雜種一代產量優勢在20％以上，抗病、早熟。
(2)“991”組合在黃淮冬麥區秋播進行種子生產。每畝計劃基本苗12萬。按不育系∶恢復系8.5∶1.5粒數比例計算混合制種所需不育系和恢復系種子重量。
①每畝所需不育系種子重量計算。首先計算不育系畝需苗數為12萬×0.85＝10.2萬苗。其次計算每千克不育系種子出苗數為 最后計算每畝制種所需不育系種子重量為10.2萬苗/2.025萬苗＝5.03(kg)。
②每畝所需恢復系種子重量計算。首先計算恢復系每畝所需苗數為12萬×0.15＝1.8萬苗。其次計算每千克恢復系種子出苗數為 最后計算每畝混合制種所需恢復系種子重量為1.8萬苗/1.94萬苗＝0.9kg。
(3)將不育系A691種子5.03kg與恢復系R169種子0.9kg均勻混合。在黃淮麥區適宜播期將上述混合種子播種于四周50m以內未種植除恢復系R169外任何小麥(或有自然屏障隔離)的制種區內。栽培管理同大田。
(4)恢復系開花開始至結束期間，每天9時～11時、15時～17時，人工拉繩搖動穗層在田間平行行走；也可用機動噴霧器不加水和農藥開機吹風，相隔10m～20m平行行走開機吹風，輔助授粉。
(5)成熟后制種田內不育系與恢復系混合群體混合收獲、曬晾、保存，作為下季雜交小麥生產用種。
(6)在勞動力充裕地區，開花結束后15時～20天，人工剪去制種田恢復系穗。恢復系比不育系高10cm，易于區別。所剪恢復系穗可帶出田間作為家禽飼料，也可任其落在田間。此時恢復系穗上種子無發芽能力，不會造成混雜。成熟后收獲純度接近100％的雜交小麥一代種子。
A691是發明人利用其另一項發明專利技術(專利申請號00105488.0)選育的溫敏不育系。孕穗至開花期10天平均氣溫低于20℃完全雄性不育，高于20℃則可自交結實生產不育系種子。經發明人試驗在中國黃淮冬麥區、云貴川冬麥區、西北春麥區、東北春麥區正季秋播或正季春播，均表現完全不育可進行雜交小麥種子生產。A691弱冬性，矮稈、極早熟、抗病。恢復系R169是發明人利用K8428/259∥TB902組合選育的恢復系，半冬性、中熟、抗病，對多種類型小麥不育系有較強育性恢復能力。
權利要求
1.一種雜交小麥種子生產的方法，其特征在于不育系和恢復系種子按粒數8.5∶1.5比例混合后播種形成混合群體，生產雜交小麥種子，按如下步驟進行(1)選擇適合用本方法生產雜交小麥種子的組合a.不育系與恢復系同期播種條件下花期良好相遇；b.恢復系比不育系株高高10cm～20cm；c.F1代株高與恢復系株高差異不超過10cm；d.雜種優勢顯著；(2)將上述組合的合格不育系和恢復系種子按8.5∶1.5的粒數比例充分混合；(3)上述混合種子按當地最佳播期、密度和栽培技術播種和管理；(4)不育系開穎、恢復系始花至終花期，每日9時～11時、15時～17時人工輔助授粉；(5)混合群體的收獲可采用兩種方法，生產不同規格的雜交小麥種子a.混合收獲作下季雜交小麥生產用種；b.開花結束15天～20天，人工剪去混合群體中的恢復系穗，生產純度接近100％的雜交小麥種子。
2.根據權利要求1所述的雜交小麥種子生產的方法，其特征在于所述不育系與恢復系混合的最佳粒數比例為8.5∶1.5；這一比例在盡可能提高不育系異交結實率的前提下，最大限度減少混合收獲的種子中恢復系的比重。
3.根據權利要求1所述的雜交小麥種子生產的方法，其特征在于所述不育系包括三系法生產的不育系和二系法生產的不育系。
4.根據權利要求1所述的雜交小麥種子生產的方法，其特征在于所述不育系和恢復系混合群體可采用兩種方法生產不同純度、價位的雜交小麥種子。(1)混合收獲作為雜交小麥生產用種該類種子中雜交一代種子占80％～90％，恢復系種子占10％～20％；因恢復系已達到生產用優良品種水平，故混合種子的雜種優勢僅輕微下降，但其價格低廉可完全補償下降部分。(2)花后人工剪除混合群體中恢復系穗收獲所得為純度接近100％的雜交一代種子，此法可在勞動力密集地區應用。
全文摘要
本發明公開了一種雜交小麥種子生產的方法。生產雜交小麥雜交一代種子時,將同期播種花期良好相遇、恢復系比不育系株高高10cm～20cm、F
文檔編號A01H1/02GK1353924SQ01131838
公開日2002年6月19日 申請日期2001年12月25日 優先權日2001年12月25日
發明者何蓓如, 宋喜悅 申請人:西北農林科技大學