高產小麥品種設計及育種實踐

蘇曉勇 于立強 李中建 馬 亮 眭志峰

（石家莊市農林科學研究院趙縣實驗基地 河北 石家莊 051530）

小麥是世界上種植最廣泛的糧食作物之一，為全世界約40%的人口提供20%的能量和蛋白。基于此，作者結合自身小麥育種實踐經驗和對小麥品種培育的理解，提出高產小麥品種設計與育種方法研究的建議，同時結合現代育種技術手段，力爭快速培育出小麥高產新品種，確保國家糧食安全。

1 高產小麥品種設計

1.1 產量構成要素設計。在對小麥產量指標設計時，應結合我國小麥生產現狀及產量相關理論進行，并科學預測在后續幾年中小麥生長過程中可能面臨的環境條件因素等，這是保證小麥產量估測精確性的有效設計方法之一。在產量三要素比較協調的情況下，或者說其中兩個因素比較穩定的前提下，很多育種家開始嘗試北部麥區以及黃淮北片的小麥品種往大穗型方向發展，而黃淮南片品種也逐漸開展大穗大粒型品種的選育。比如在黃淮麥區，結合國內小麥品種多年間的設計經驗[1］，成功的研發了能明顯提升小麥千粒重的育種技術，培育出的小麥品種有輪選103、輪選145，實現了小麥高產的目標。

1.2 外觀性狀設計。對高產小麥品種外觀性狀的設計，主要是對株高、株葉型指標的設計。在對小麥的株高設計時，經濟性、抗倒伏性是影響設計效果的主要因素。研究表明，株高和莖稈抗折斷力是影響小麥倒伏的2個關鍵因素，而且株高是第一位的。在理想狀況下，伴隨小麥植株高度的增加，其生物學產量和千粒重也會呈現不同程度的增長，但抗倒伏能力卻有不斷下滑的趨勢。結合以上情況，在對小麥株高設計時，應嚴格限制株高，黃淮麥區小麥株高不能超過80 cm。因此為保持小麥高產并保證一定的植株高度的同時，對小麥莖稈結構與質量的要求會越來越高，這將是提升其抗倒伏性能的有效措施之一。而針對籽粒與田間落黃的情況，盡管對籽粒結構形狀、規格大小指標未做出苛刻性規定，但因為千粒重是影響小麥產量的直接因素，故而，應盡可能的維持籽粒在中等或以上水平。

1.3 分子設計。分子設計育種包括分子標記輔助選擇育種和轉基因育種。近些年的全基因組測序技術和基因編輯技術的不斷成熟，大量物種的基因組被解析，這為進一步的分子育種奠定了基礎。小麥雖然是六倍體物種，全基因組有17G大小，是水稻的40倍，但在各國科學家的努力下，小麥品種中國春和矮抗58測序工作已經完成，標志著小麥分子育種的春天已經到來。將來大量的基因將被挖掘和解析，在此基礎上的分子標記輔助選擇、分子聚合育種以及基因編輯育種將發揮重要的作用，這將為傳統育種提供有利的補充。

2 育種實踐

有很多農業研究表明，高產小麥品種不同生長發育階段追求的目標存在著較明顯的差異性，在苗期需獲得充足養料以迎合快速發育的主觀需求，葉面積與根系形成歷時短暫，而幼穗發育體現出明顯的遲緩性，春季拔節時間稍微延遲，這是為保證小麥能順利度過春寒氣候條件；后期灌漿快速，這是提升籽粒重量的關鍵階段，進而構建出“快速→遲緩→快速”的理想型發育模式。小麥越冬性及習慣和其自身的抗寒性、分蘗性、成穗能力等指標存在明顯的相關性。以上均是小麥育種實踐中需重點考慮的問題。

結合以上設計思路，國內育種專家培育出了具有半冬性、多穗型、中早熟等諸多特性的改良小麥品種——京津冀審麥輪選266。有農業統計資料記載，京津冀審麥輪選266單產最高值為650 kg/畝，每畝成穗數達到了42.4萬穗，穗粒數為36.4粒、千粒重48.39 g。該品種的抗逆性、抗倒伏性等均占據明顯優勢，其植株清秀，葉片堅挺，這是該品種抗倒伏能力強的主要原因之一。本品種株高適中，基部結構較彎曲，在水肥條件較優良的生長環境下，減少播種量依然能實現預期產量目標，降低了生產成本。另外，本品種還具有生長勢強、繁茂性優良、生物學產量高、根系穩固等特性，為小麥產量的提升奠定了優良基礎。小麥產量是一個復雜的性狀，光依靠傳統的經驗育種很難有大的突破，只有與分子育種相結合，充分發揮各自的優勢，才能在小麥產量育種方面有所收獲。