畢紅園,柴永峰,趙智勇,潘田雨
(山西省農業科學院棉花研究所,山西運城044000)
山西地處黃土高原,是典型的干旱與半干旱地區,旱地小麥種植面積占到總小麥面積的60% 以上。山西省旱地小麥生產十年九旱,小麥生育期的季節性干旱年年發生,干旱程度在黃淮麥區各省中是最重的,而且近年來干旱發生的頻率有逐漸加大的趨勢。干旱缺水成為山西省小麥生產發展的主要自然災害和限制因子。因此,旱地小麥的抗旱耐熱將成為未來50 a的育種目標。另外,旱地小麥生產還一直存在著旱、平年型產量不高不穩而豐水年型高產倒伏的問題[1]。因此,急需增強旱地小麥抗旱耐熱能力和提高產量潛力,并協調解決高產、抗旱、抗青干與適度降低株高抗倒等問題[2-3]。創制耐旱耐熱小麥新種質、選育抗旱節水高產穩產的優良小麥新品種,是抵御干旱、干熱風及提高小麥產量的最經濟有效途徑和最關鍵的技術。
干旱的氣候條件決定了山西省抗旱種質資源的豐富多樣性,也為山西省育成優良旱地小麥新品種和積累相關選育理論、方法及技術提供了客觀條件。運旱139-1在2017年通過山西省農作物品種審定委員會審定(編號為晉審麥20170004),是運旱系列小麥品種之一,抗旱耐熱,后期熟相佳,較晉麥47株高降低5 cm左右,加工品質優良。
本文詳細介紹了運旱139-1的選育思路、選育方法、選育過程,并總結經驗,以期為育種者提供參考。
選育出適宜山西省南部麥區旱地種植,具有抗旱、豐產、廣適的小麥新品種。目標是抗旱性、廣適性與晉麥47相當,在抗倒性及品質方面有明顯改善。
母本運旱20404為山西省審定品種運旱719原代號,主要特點是抗凍、抗旱、耐熱,后期落黃好,綜合性狀優良。相對不足是豐水年型植株較高、抗倒性較差。父本臨抗5025為山西省農業科學院小麥研究所選育的中間品系,其特點是株高較低,抗倒性、豐產性較好。雙親組配,期望在保持母本運旱20404的高成穗率和后期抗青干、抗旱的基礎上,降低母本株高,并結合父本抗倒伏、廣適的特性。
采取常規雜交和以選穗為主的系統選育,注重各世代籽粒大小、色澤、飽滿度及外觀品質的全面考種和全生育期以抗逆性為主的系統觀察[4-5]。在選擇環境上,F2采取水、旱種植,即水地選擇豐產性、抗病性,旱地選擇抗旱性、抗逆性、穩產性。選育低代及早測產,高代進行異地多點適應性鑒定,以提高選育效率。
2005年雜交配組,2006—2007年度F1表現雜種優勢較強,2007—2008年度F2依據分蘗多少、植株高低、穗型大小等性狀進行了大量選穗,最終保留53穗;2008—2009、2009—2010、2010—2011年度F3~F5根據株高、長勢、稈質、成穗、穗型等農藝性狀進行了田間穗行鑒定選擇,同時進行室內穗行籽粒考種;2011—2012年度F6主要依據株高、成穗和穗部性狀及籽粒品質等定向系統選育出圃中等株高類型和中低株高類型及過渡類型共75個品系。2012—2013年度進行多穗系品系鑒定試驗,決選優系于2013—2014年度進行品系比較試驗和多點異地鑒定試驗,運旱139-1為品系比較試驗及多點異地鑒定試驗中表現產量增幅最大、綜合性狀優異且株高中等的品系之一。其系譜圖如圖1所示。
半冬性,全生育期235.6 d,比對照品種晉麥47熟期晚0.6 d。幼苗半匍匐,分蘗較強。葉色深綠、莖葉無蠟質,旗葉平展,穗層整齊,熟相較好。株高82.9 cm。穗近長方形,白殼、長芒、白粒,籽粒角質,飽滿度好。每公頃471萬穗,穗粒數32.9粒,千粒質量38.0 g。
2014—2015、2015—2016年度連續2 a參加山西省南部旱地小麥區域試驗,2 a平均產量達到5 209.5 kg/hm2,比對照晉麥47(4 837.5 kg/hm2)增產7.8% ;2 a共試驗15個點次,全部增產,增產點率達100% 。2016—2017年度參加山西省南部旱地小麥生產示范試驗,比對照增產8.0% ,居第6位,8個試點全部增產,增產點率達100% (表1)。

表1運旱139-1區域試驗及生產試驗產量表現
2015—2016、2016—2017年度連續2 a在山西省農業科學院棉花研究所品質分析實驗室對小麥運旱139-1做品質分析,從其容重、粗蛋白、濕面筋和穩定時間這4個指標的2 a平均值看,均達到優質強筋[6-9]標準,在2017年12月被山西省農業廳列為主推優質強筋小麥品種(表2)。

表2運旱139-1品質分析結果
山西省農業科學院植物保護研究所于2014—2015、2015—2016、2016—2017年度連續3 a進行抗病鑒定,結果顯示,中感條銹病,中感葉銹病,高感白粉病。其中,2014—2015年度,中感條銹病,中感葉銹病,中感白粉病;2015—2016年度,免疫條銹病,中感葉銹病,中感白粉病;2016—2017年度,中感條銹病,中感葉銹病,高感白粉病。
抗旱性鑒定結果顯示,經過多年多點及省區試田間鑒定,運旱139-1前期抗旱、抗凍、耐寒,后期抗青干,表觀抗旱性為1~2級。
精細整地[10-12],播前施尿素225 kg/hm2,磷酸二銨225 kg/hm2[13-15];9月底10月初適期播種,基本苗210萬~240萬株/hm2;加強冬春抗旱抗凍、保墑壯苗管理,增加成穗數。返青后注意防治麥田雜草。注重“一噴三防”,增加粒質量;及時防治病蟲害[16-17]。多雨年份利用農藝及化控措施防止倒伏。
種質資源收集鑒定至關重要,它是育種工作的基礎。科學、準確地鑒定和評價種質資源,可大大地減少育種工作的盲目性,提高育種效率,今后需要加大種質資源的收集力度[18],增加父母本的基因多樣性。
常規育種與分子育種[19-20]及生理育種技術的結合,從性狀遺傳研究、基因功能挖掘,轉基因、標記選擇,基因表達和生理測試新技術的應用等方面,加強試驗研究,是未來育種的方向。分子標記輔助育種[21-22]有利于提高育種效率和育成一些突破性的新品種,并創制具有不同特異功能基因和性狀特點的新材料。
旱地小麥產量依賴年型,因而選育研究的基本思路是以抗旱抗逆為基礎,以高產優質為目標,以發達的地下根系和高光效適應旱作的理想株型、協調共增抗逆互補的產量結構為保證,實現旱作逆境下的彈性高產穩產。選育主要采取旱選旱育,水旱交叉,多點鑒選,加工品質測試等方法,根據后代材料的特異性,合理選擇搭配,進而提高選育效率。