冀中南強筋小麥育種及生產標準化探討

張士昌，底琮瀚，李孟軍，李亞青，高振賢，史占良*

（1.石家莊市農林科學研究院, 河北 石家莊 050041；2.南京農業大學，江蘇 南京 210031）

小麥是我國第二大糧食作物，也是重要的口糧作物和食品工業原料，小麥產業的發展直接關系到國家糧食安全和食品工業的發展。但是，我國優質小麥生產能力不能滿足國內市場需求，每年需從國外進口150 萬～200 萬t[1]。河北省是我國優質強筋小麥生產大省，因此，進一步提高該省優質強筋小麥質量、穩定小麥的相關性狀，對提高我國糧食自給能力、促進小麥產業健康發展具有雙重意義[2]。在優質強筋小麥新品種選育時，不同育種家采用的育種方法和鑒選指標不盡相同[3～9]。李豪圣等[10]以聚合優質基因、豐富遺傳基礎來實現品質優異且穩定，通過階梯雜交逐步改良農藝性狀、漸進式提高產量為育種途徑。許多育種家構建了PCR 檢測、篩選體系[11～13]，分子標記輔助選擇在優質強筋小麥育種中得到了廣泛應用[14～16]。面筋指數是一種快速測定面筋質量的方法，與沉降值、粉質評價值、面包體積和面包評分呈極顯著正相關，可以用來指導小麥育種[17]。對冀中南優質強筋小麥性狀特征、遺傳基礎、組合組配、后代選擇和產業化發展進行分析與探討，旨為強筋小麥品種選育及產業化發展提供參考。

1 冀中南麥區對優質強筋麥品種的要求

1.1 抗寒性

冀中南麥區地處黃淮麥區與北部冬麥區的過渡地帶，11 月底小麥停止生長，春季氣溫5～15 ℃，最低氣溫出現在1 月，常年最低溫度-15 ℃左右。因此，應把在凍害極重年份能安全越冬作為選擇和鑒定小麥品種抗寒性的指標。在品種選育中，既要重視品種的抗寒性，又要重視品種的豐產性，應選擇豐產抗寒品種。

1.2 抗倒性

冀中南麥區小麥產量是靠大群體、小株型實現的。因此，要求品種的抗倒伏能力要強。

1.3 成熟期

冀中南麥區西臨太行山，小麥灌漿成熟期為5 月底至6 月初。受太行山季風氣候的影響，該階段多西南風，易產生焚風現象，出現35～38 ℃的高溫天氣，且又常受西伯利亞寒潮的影響而出現降雨過程。此時若降雨超過20 mm，雨后暴晴高溫，則極易造成小麥枯熟而導致減產。因此，該區種植的小麥品種成熟期不能過晚，適宜生育期為240 d 左右。

1.4 群體結構及產量

小麥產量是通過大群體實現的。該區小麥適宜的群體結構為穗數675 萬穗/hm2左右、穗粒數32～35個、千粒重45 g 以上，產量9 000 kg/hm2以上。

以上4 點對評價冀中南麥區優質強筋麥品種都很重要?？箖霾贿^關、抗倒伏性差均會影響產量的提高，成熟期晚會使小麥在生育后期遇高溫干熱風天氣而枯熟或影響夏茬播種。在冀中南麥區，只有同時兼備抗寒、抗倒、成熟期適宜的品種，才能在生產上大面積應用。

2 河北省優質強筋麥的遺傳基礎分析

2.1 以藁8901 為代表的優質強筋麥遺傳基礎

以李振橋先生育成的藁8901 為代表的第一批強筋優質麥，主要品質指標超過加麥2 號和美國DNS 等進口的優質強筋麥品種，是當時替代進口優質強筋麥唯一的冬小麥新品種。從此，中國有了大面積應用且能替代進口的優質強筋小麥品種。藁8901 由77546與臨漳麥雜交選育而成（圖1）[1]。77546 麥谷蛋白亞基為1、5+10 和7+8，其母本是72180（蛐包×9236），父本是75133［74156（普里美比×錢尼） ×7349（矮稈偃麥×波蘭大粒）］，其中72180 和75133 均含有5+10，同時又含有小偃麥和波蘭小麥的血緣，基因非常豐富。藁8901 是77546×臨漳麥后代系統選育而成，其麥谷蛋白亞基為1、5+10 和7+8，農藝性狀較好，面團穩定時間達30 min 以上。

圖1 藁8901 系譜圖Fig.1 Genealogy of Gao 8901

藁8901 衍生種有白硬冬2 號、師欒02-1（9862）、濟麥20、藁優2018 和藁9415 等，其品質指標均達到了國內領先水平。目前，師欒02-1、藁優5766、新麥26 和藁優2018 等優質強筋麥品種已在生產上大面積應用。

2.2 優質強筋麥的性狀遺傳特點

優質強筋小麥的基因表達屬于數量遺傳。其性狀遺傳特點為：F1代品質性狀表達偏顯性；品質性狀受多基因控制；早代選擇有累加效應；控制小麥品質的基因與控制小麥產量性狀的基因不連鎖。

3 優質強筋小麥的組合組配

優質強筋小麥組合組配時，除參照一般的組配原則外，還應考慮優質麥的組配特點。據統計，我國大多數優質小麥品種是通過品種間雜交的常規育種途徑所育成，如藁8901、師欒02-1、新麥26、藁優5766、濟麥44 等。優質小麥育種實踐證明，通過雜交可出現蛋白質和賴氨酸超親分離現象，從而育成超親的新品種。在優質強筋小麥組合選配中應注意優質基因的累加效應，兼顧農藝性狀。

優×優：如，9411（白硬冬） ×9430（8515-4×PH82-2），其后代師欒02-1 為強筋小麥品種；高沉降值品種×高沉降值品種如陜優225（沉降值50 mL） ×臨5064（沉降值45 mL），從中篩選出優質品系臨優148（沉降值75 mL）。

優×中：用優質強筋小麥作為親本之一，如師欒02-1、藁優5766 等強筋材料做母本，魯麥21、煙農19、濟麥22、濟南17、新麥9408、良星99 等中筋或中強筋材料做父本，雜交后代出現品質指標和農藝性狀均好的幾率較大。但這些組合所選品系容易出現品質指標不穩定現象，變異幅度大，最好在F1時再用強筋親本回交1 次。有限回交是品質育種的重要組合方式，把優質性狀組合到豐產性高、抗寒性好、適應性強的品種中，才能提高育種效率（表1）。

表1 雜交后代的性狀特征Table 1 Quality traits of wheat hybrid progeny

3.1 保持優良的基因組成

小麥的優質亞基存在于A 族、B 族和D 族不同的染色體中，其中，A 族含有1 和2*，B 族含有13+16、14+15、7+8 和7+9 等，D 族含有5+10 等。理想的優質亞基組成應是1（或2*）、5+10、7+8[18]。優質組合組配應把不同族別的優質亞基組合在一起，如達到國外進口優質小麥標準的藁8901，其亞基是1、5+10、7+8。藁8901 衍生種師欒02-1、藁優5766、藁優2018 和濟麥20 等均含有優質亞基，除品質達到強筋標準外，優良農藝性狀也得到了大幅度提升。因此，組配組合應保持所用親本持有優良的基因組成。

3.2 注意親本間優質基因的互補

在育種實踐中，利用優×優方式選育的品種比較容易選出強筋品種，但某些指標如蛋白質含量、穩定時間、拉伸面積、抗延阻力等常出現不平衡現象，因此在選擇過程中要注意品質檢測。有時會出現穩定時間為50 min 以上的特強力粉，抗延阻力可達700～1 000 BU，而延伸性只有100～110 mm，面團僵硬，稱為“頑強抵抗面團”，用它烤出的面包體積小、干硬。該面粉可以用作配粉。如利用優×中方式選育的品種品質指標變幅大，有的年份品質指標達到強筋標準，有的年份或不同地塊則達不到強筋標準，同樣的亞基組成表現程度不一樣，品質指標的表現差異很大，有的面筋含量低，有的蛋白質含量低，有的穩定時間不長，品質指標不協調。這樣的品種得不到面粉企業的認同。因此在組配中應認請品種的優質亞基組成，研究其表現程度，注意親本間的互補。我們的體會是用優質強筋小麥作為親本之一，選一個農藝性狀好、豐產性強且含有優質亞基的中強筋或中筋品種作為另外一個親本（如，師欒02-1×濟麥22，藁優5766×魯麥21，新麥26×石新828，藁2018×石4366 等），然后根據情況再用優質強筋品種回交1 次，這樣的組合互補性高。另外，1B/1R 易位系材料含有影響加工品質的黑麥堿[19]，在選擇親本時應盡量避開。

4 雜交后代的選擇

雜交后代群體中分離類型非常廣泛，選擇優良單株或株系是成功育種的關鍵。在后代選擇時，我們認為需從小麥植株形態、生長狀態和品質指標3 個方面進行考慮。

4.1 植株形態

在選種圃中選擇株高為60～65 cm，在小區試驗中選擇株高為70～80 cm，特殊材料可放寬。穗型長方或粗紡；多花，多實；子粒卵圓、短圓，茸毛著生處齊平，種子腹溝平，種皮有光澤透亮，千粒重45 g 左右。苗型半直立；株型稍松散，莖質堅韌；葉型短小，葉片上沖或后期下垂。

4.2 生長狀態

生長狀態是小麥生長過程中與環境、氣候和土壤相適應的一種表現。通過品種的生長狀態，能夠選擇出適應當地生產條件，發揮目標性狀最大潛力的材料。選擇苗期生長穩健尤其前期生長穩健，分蘗力中上等，莖稈粗細適中，成穗率高，整個生育期表現生長茁壯、繁茂性好、灌漿強度大、灌漿快的單株或株系；拔節期兩極分化快，個體與群體發育協調使得群體動態消長合理。選擇抗凍，抗病或耐病、慢病類型，耐熱、抗干熱風；還要注意選擇后期養分回流快，脫水快，莖稈活性好，根系活力保持長，落黃好的類型。如成熟時，親自拔一下單株，難拔的植株根系活力肯定好；收獲前搓一下子粒進行觀察，飽滿度好的品種，耐熱性和抗干熱風能力強，落黃性也一定好。

需要注意的是，近年來影響產量的因素主要是千粒重。同等粒數條件下，千粒重高的年份產量就高，反之產量也低。后期高熱，干熱風對小麥產量影響很大，有的品種千粒重降低10～15 g。因此，觀察小麥生育后期根系和葉片保持活性的狀態進行選擇，可以選擇出千粒重穩定的品系。

一個品種要符合高產的形態特征，還要在各個不同生育時期保持與環境相適應的良好生長發育狀態。在不同年份、不同生產條件下，保持高產、穩產、品質優良且穩定，這樣的品種才能有推廣價值。

4.3 品質性狀

小麥品質育種是在后代分離群體中把符合優質目標的類型挑選出來。經過田間選擇后結合室內考種、分析、鑒定進行淘汰，這樣就需要在田間選擇上加大群體，難度是在各世代需要大量測試鑒定進行品質定向選擇。不同世代測定的品質指標要有所不同，由于優質選種需要各世代群體的加大，還需進行加代，故優質育種采用系譜法比較適合，效果較好。

4.3.1 要考慮面粉企業需求的強筋麥標準 強筋小麥審定標準為粗蛋白質含量（干基） ≥14.0%、濕面筋含量（14%水分基） ≥30.5%、吸水率≥60.0%、穩定時間≥10.0 min、最大拉伸阻力≥450 E.U、拉伸面積≥100 cm2。但是，面粉企業認定的優質麥或收購加高價或進口麥標準均高于此標準，如蛋白質含量15%左右，穩定時間30 min 左右，濕面筋含量32%以上，拉伸面積130～200 cm2，延伸性200～250 mm。從適應加工企業要求及品質指標穩定性考慮，在品種選育時應參考師欒02-1 和新麥26，以及進口的加麥、澳麥和美麥標準進行選擇，這樣選出的優質強筋麥才會有市場競爭力。

4.3.2 在普麥選擇標準的基礎上，還要考慮優質強筋小麥的選擇特點 優質強筋麥F1代品質性狀偏顯性，可田間觀察與品質性狀相關的親本所帶有的標志性狀如黑芒、紅葉耳、穎殼帶茸毛等，還要注意觀察穗型，子粒的形狀、色澤、飽滿度等，決定取舍。優質強筋麥F2代分離類型多，可根據農藝性狀和優質親本的遺傳性狀進行選擇，收獲后可在實驗室測定優質亞基組成作為入選的依據。入選的F2代以后的單株，如有條件，可進行加代。對F3代單株或株系進行蛋白質含量、濕面筋含量、面筋指數等室內檢測，依據田間選擇和室內檢測結果優勝劣汰，重點株系和單株適當加大群體種植。對F4代，可在室內進行蛋白質含量、濕面筋含量、沉降值、吸水率、面團穩定時間、弱化度、粉質評價值等測定，參照優質強筋麥指標或進口小麥品種品質指標從中選擇出農藝性狀好、品質優良的株系。F4代之后即可進入小區鑒定試驗，測定產量；同時，在不同肥力地塊、不同地點進行多年多點鑒定，測定產量、品質指標的穩定性。還可以與面粉加工企業合作進行品質指標的鑒定與評價[20]，經過進一步選擇鑒定后得到高產、品質穩定的品系可以進入省或國家區域試驗。

5 加快優質強筋小麥的標準化生產

河北省是我國北方優質強筋小麥的優勢主產區，該區干旱缺水、光照充足、溫差大，病蟲害和其他自然災害少，利于小麥優質性狀的形成，具有自然環境優勢，再加上擁有豐富的優質強筋小麥品種資源和不斷涌現的優質強筋小麥品種，因此，河北省發展優質強筋小麥產業化生產潛力巨大。

5.1 優質強筋小麥標準化生產存在的問題

我國自育的優質小麥品種中，有的品種品質指標不穩定，主要表現在穩定時間和拉伸面積變幅大，易受環境因素的影響[21]。現階段小麥生產經營模式主要分為農業合作社、種糧大戶、小戶分散種植，生產條件多樣化，很難做到統一供種、統一管理、統一標準，生產的優質麥品質指標穩定性差。商品質量不穩定，不能形成品牌化、商品化、標準化生產，優質小麥市場競爭力不強。

5.2 促進優質強筋小麥標化生產的建議

河北省是我國重要的小麥生產區，尤其適合優質強筋麥生產，生產的小麥品質和商品性均較好，因此，發展優質強筋專用小麥生產，實現產業化、標準化種植，打造優質強筋麥品牌切實可行。通過土壤化驗、試種、測試和多點鑒定等，挑選適合優質麥種植的地塊，研究不同地塊的優質麥配套栽培技術等。實行良種良法，實現規?；N植和標準化生產，實行訂單生產，充分發揮農業合作社、種植大戶的優勢，確定優質商品麥生產基地。確保統一供種、統一栽培管理技術、統一收購與銷售，達到品質穩定、產量穩定，逐步形成自已的品牌，擴大河北省優質麥的市場競爭力和占有率。