对小麦杂种优势研究方法的探讨
小麦的杂种优势现象是比较普遍的。
利用杂种优势是提高小麦单产的重要途径之一。
比较常见的途径包括三系法、化学杀雄法、两系法、核系统及两系法与化学杀雄法相结合生产杂种小麦。
本文通过这几种途径分析了小麦杂种优势利用方法，有望实现杂交小麦高产优质。
标签：小麦杂种优势方法
在农业生产中常常见到农民种植杂交玉米和杂交水稻。
近年来科学工作者对我国杂种小麦不断探索研究，1951年Kihara获得世界上第一个小麦雄性不育材料，1962年Wilson和Ross育成了T型不育系（具提莫菲维细胞质），并实现三系配套，从此便开始了三系法利用小麦杂种优势的研究。
我国于1965年从匈牙利引进T型三系材料，开始三系法杂种小麦的研究。
80年代以来，以美国、法国、中国等国为主的一些国家开展了化学杀雄利用小麦杂种优势的研究。
同时，通过远缘杂交培育核质杂种，以及利用小麦核雄性不育基因生产杂种小麦的工作也悄然兴起。
1990年何觉民等育成光温敏感型小麦核雄性不育系，开始了两系法利用小麦杂种优势的研究。
多年来，几条途径都取得了不少进展，有的早已开始推广应用。
但目前杂种小麦的种植面积还很小。
1 三系法
迄今已育成包括70多种异源胞质的小麦细胞质雄性不育系，这些胞质主要是各种山羊草、提莫菲维小麦、野生燕麦、簇毛麦、普通小麦等。
除T型不育系外，研究得较多的是K型（具粘果山羊草细胞质）、V型（具偏凸山羊草或易变山羊单细胞质）、Q型（具野生燕麦细胞质）、A型（具普通小麦细胞质）等不育系。
T型不育系的不育性及其稳定性均很好，也转育出了一些农艺性状、产量性状、综合抗性均优良的T型不育系及其保持系。
但T型不育系恢复源窄，且存在种子皱瘪、发芽率低等细胞质副效应。
尽管如此，在不育系选育及组合选配方面仍取得了一些进展。
Q型不育系是贵州农学院张庆勤等（198）利用光稃野生燕麦细胞质育成的小麦雄性不育系。
该型不育系的优点是不育性较稳定，对白粉病、锈病等小麦主要病害抗性较好，缺点是恢复源较窄，且不育系种子皱缩。
通过回交转育，育成了QAll04、QA004、QA006等改良型Q型不育系，在一定程度上克服了不育系种子皱缩问题，并且扩大了恢复源。
经广泛测恢发现，野生二粒小麦、硬粒小麦、spelta等小麦近缘种属是Q型不育系的主要恢复源。
A型不育系85EA是中国农科院原子能所利用电子束处理普通小麦品系“原冬2110”干种子，在M3代出现雄性不育株系，后经回交转育而成的普通小麦胞质不育系。
该不育系恢复源广泛（50％左右的普通小麦品种能恢复其育性），但
其综合性状不理想，杂种优势不明显。
三系法限于不育系本身的缺陷（恢复源较窄、强优势组合选出率低，细胞质负效应，单一胞质容易引起病害大流行等），另外在不育系种子繁殖过程中，不育系和保持系很难在开花前区分开（不育系不包颈），不育系种子纯度无法保证，这些是限制三系杂种小麦突破应用关的主要技术因素。
2 化学杀雄法
化学杀雄法利用小麦杂种优势，最大的优点是配组自由，强优组合选出率高；没有细胞质负效应；种子生产程序简单；即使杂种纯度不很高，对产量影响也不太大；可以利用F2代等。
但化杀法对杀雄剂的要求严格：能诱导完全或近于完全的雄性不育，而不影响雌花的育性；具有较为灵活的用药剂量和时期；与基因型和环境的互作效应小；无药害无残毒；使用完全；价格低廉等。
因此化杀法利用小麦杂种优势的关键是理想杀雄剂的研制。
目前推广应用的杂种小麦主要通过化学杀雄法配制。
美国孟山都公司下属的Hybrid Tech SeedInternational先后推广了10多个组合，年杂种小麦种植面积占小麦播种面积的1％左右，杂种增产幅度为15％～20％。
他们还准备研究应用化杀杂种F2代，因为有的化杀组合F2代表现较为整齐一致，且有一定的杂种优势。
河北师范大学累计制种面积达600多hm2。
化杀杂种大面积应用于生产，还有待于更为理想的杀雄剂的问世。
3 两系法
3.1 光温敏核雄性不育小麦的发现及其利用
育成小麦低温敏核不育系C49S和C86S，其育性转换临界温度分别为15～18℃和14～16℃，育性转换敏感时期为小抱子母细胞减数分裂期。
赵凤梧等（1993）在冀麦21／津麦1号F。
代种子经C。
60辐射处理后代中选育成光温敏不育小麦91—1。
几年来的实践证明，两系法杂种小麦突破生产关尚需时日，关键问题是育性与制种的矛盾。
现有不育系在湖南制种不育性稳定，但制种产量低，杂种种子质量差（由于赤霉病的为害，种子发芽率低）；如果在北方制种，则不育性不稳定，杂种纯度低。
目前我们正致力于选育能在河南省南部安全制种的不育系，近年来取得了一些进展。
3.2 光温敏细胞质雄性不育小麦的发现
细胞质（或核质互作）光温敏不育小麦的发现，为两系法利用小麦杂种优势开拓了一条新的途径，其最大的优点是簡化了不育系的繁殖程序，并能保证不育系的种子纯度。
但由于胞质不育系本身仍然存在缺陷（如前述），因而其应用受到限制。
4 核系统
Driscoll设计出XYZ体系，以利用位于4AS上的隐性雄性不育基因生产杂种小麦。
这一系统的三要素为：Z系是正常二倍体核雄性不育系，一般情况下普通小麦都可恢复其育性；X系是特殊的二体附加系，除了具有全套Z系染色体及不育基因外，还附加了一对带有显性恢复基因及其连锁的毛穗轴基因的染色体，X系自交后代仍是X系；Y系是特殊单体附加系，它是X系和Z系的杂交后代。
Y系的自交后代中有约75％的Z系和25％的具毛穗轴的Y系，根据毛穗轴特征拔除Y系，即可获得大量一致的核不育系（Z系）。
Z系可分别用于制种和生产Y系。
在此基础上，黄寿松等（1991）将小堰麦的胚乳蓝粒基因导入不育材料，选育出蓝标型雄性不育系及其保持系，它们的染色体组成类似于XYZ体系，即白粒种子植株（Zn=42）是具有隐性不育基因的核不育系；浅蓝粒种子植株（2n=42＋l）是在白粒种子植株全套染色体基础上附加了1条外源染色体；深蓝粒种子植株（2n=42＋2）则是附加了1对外源染色体。
这个（对）外源染色体来自蓝粒小麦附加系的具有蓝色胚乳基因和育性恢复基因的4E染色体。
周宽基等（1996）也报道了4E一ms小麦雄性核不育一保持体系的建立。
5 两系法与化学杀雄法相结合生产杂种小麦
综上所述，几种利用小麦杂种优势的途径都取得了一定进展，其中化学杀雄法配制的杂种小麦已有一定的推广面积，但目前使用的化杀剂不易操作且成本较高，限制了其大面积应用。
光温敏核不育系辅助化杀是突破杂种小麦生产应用关的有效途径，光温敏核不育小麦ES—10、ES—8在遂平早播（9月中下旬）时表现为部分可育，自交结实率为10％～20％。
用0.l～0.3kg／hm2（相当于常规用药量的1/4～1/3）的SC2053处理同期播种的ES—10、ES—8，不育株率均为100％，不育度可达98％以上，母本异交特性也得到改善，且无药害。
可见两系法与化杀相结合既可以实现理想的不育效果、保证杂种纯度，又可以防止或减少药害，提高制种产量，而且可以降低用药量，从而降低杂种生产成本。
因此，两系法与化杀相结合是小麦杂种优势利用的新的有效途径。
专家认为，如果中国杂交小麦应用面积达到杂交水稻的应用水平。
那么将创造一个巨大而崭新的高技术种业市场。
我们满怀信心，期待这一天的到来。
