王士坤 楊麗娟 王映紅 董昀 任星旭 周思遠 李永珍 張玉紅 蔣志凱

摘? ? 要:河南省新鄉市農業科學院小麥育種特別是優質強筋小麥新品種選育技術居國內領先水平。為發揮新麥系列小麥品種在育種和推廣中的作用,介紹了新麥系列代表性品種的特點,對新麥系列品種系譜進行了歸納,總結了其選育技術,對新麥系列小麥品種的選育方向進行了展望。
關鍵詞:小麥;新麥18;新麥26;系譜
文章編號:1005-2690(2021)21-0026-03? ? ? ?中國圖書分類號:S512.1? ? ? ?文獻標志碼:B
河南省是農業大省,處于黃河中下游肥沃的沖擊平原,是中華民族文明發祥地和農業起源中心之一,屬暖溫帶-亞熱帶、濕潤-半濕潤季風氣候,其水、光、氣候條件對農業生產十分有利。河南省是我國小麥的最適生態區之一,河南省小麥播種面積、產量和對國家的貢獻均居全國首位。
河南省新鄉市是全國重要的商品糧基地和優質小麥生產基地[1],糧食種植面積60.188萬hm2,糧食產量378.8萬t。20世紀70年代,河南新鄉、河北石家莊、山東煙臺被譽為全國小麥生產的“三面旗幟”。
新鄉市所轄的輝縣市處于太行山與華北平原結合部,素有“豫北糧倉”之稱,是國家優質小麥生產基地、全國小麥良種繁育基地、全國糧食生產先進縣[2]。河南省新鄉市農業科學院的建設開始于1949年位于輝縣的平原省農業試驗場。該機構小麥科學研究以遺傳育種為中心,自1950年開始對小麥優質高產高效育種方面的原理和方法進行了富有科學價值的探索[3]。
1? ?育成品系及代表性品種的特點
2000年以來,河南省新鄉市農業科學院先后育成省級以上審定的小麥新品種20個,其中通過國家農作物品種審定的14個。新麥11、新麥12、新麥13、新麥16、新麥9817、新麥21、新麥23、新麥29、新麥30、新科麥168、新麥32、新麥35、新麥36、新科麥169、新麥39等15個省級以上審定的優質中筋品種,代表了當時小麥育種的先進水平,在生產上發揮了重要的作用。新麥9號、新麥18、新麥19、新麥26、新麥28等省級以上審定的優質中強筋、強筋品種,實現了品質、抗性和產量同步提升,使新鄉強筋小麥走向全國。
新麥18、新麥26連續多年被原農業部推介為全國小麥主導品種。新麥18于2008年獲原農業部小麥授權品種全國推廣面積前5名證書,是2007年、2008年河南省種植面積最大的半冬性品種,于2009年獲河南省科技進步一等獎。超強筋品種新麥26主要品質指標均明顯超過美麥DNS,高于加麥2號,其面粉品質與香港金象粉品質相當。2019年,新麥26被農業農村部組織的全國首屆黃淮麥區優質強筋小麥品種質量鑒評為超強筋、面包、面條小麥,是國內首批4個優質超強筋小麥品種之一。2012—2019年,新麥26先后被農業農村部(原農業部)、河南省及安徽省沿淮淮北地區確定為優質強筋小麥主導品種,在我國農業供給側結構性改革、推進糧食優質化以及促進行業科技進步等方面發揮了重要作用。新麥26已成為我國優質強筋小麥品種選育與應用的標桿品種,累計收獲面積315.27萬hm2,近3年累計推廣面積達到157.64萬hm2。
2? ?新麥系列品種系譜
新麥18是新麥系列優質強筋小麥品系的骨干親本之一。利用新麥18選育出的新麥26和新麥28都是很好的強筋小麥品種。利用新麥28選育出的新麥38是優質強筋品系。利用新麥26作為親本選育的品系有50多個,其中新麥45、新麥58等正在參加試驗,還有很多品系已開始進行鑒定試驗。
在高產品種培育方面,利用周麥16、矮抗58、周麥22等種質材料較多。利用周麥16作為親本選育的品系有20多個,其中新麥23、新麥29、新麥30、新科麥168通過審定。利用矮抗58作為親本選育的品系超過30個,其中新麥31、新科麥168、新科麥169、新麥39、新麥35通過審定。
從新麥系列品種系譜圖(圖1)可以看出,新麥18和新麥19是用(C5/新鄉3577)F3D1s和新麥9號雜交選育而成的,其母本(C5/新鄉3577)F3D1s中的C5是由VPM/Moission與新鄉3380雜交而成的,而VPM/Moission引自法國,有偏凸山羊草的抗病特性,抗條銹病和白粉病。優質強筋小麥代表性品種新麥26以新麥18為母本、以濟南17為父本選育而成。濟南17由魯麥13和臨汾5064雜交而成。魯麥13是煙臺市農科所采用多親本漸進雜交法,以74(11)組合[洛夫林13×71(17)6-1]的高代品系74(11)混1-1-3為母本,以萊陽584作父本雜交而成的。臨汾5064是山西省農業科學院以晉麥30和澳大利亞優質抗病春小麥品種Mintor雜交選育而成。
3? ?新麥系列品種選育技術特點
一是注重小麥資源引進鑒定與創新利用研究。普通小麥的遺傳基礎豐富程度影響著產量和品質提高的空間大小,同時影響其抵御各種生物和非生物脅迫的能力[4-5]。普通小麥的近緣屬種、農家種中含有大量可供利用的優異基因資源。在河南省新鄉市農業科學院發展前期的小麥品種選育中,對地方小麥、國外引進材料利用較多。2010年,趙宗武、馬華平等育種家從法國引進了一批大穗抗逆材料,目前已經培育出十多個新品系。近年來,多利用在生產上多年表現穩定的骨干親本,結合已形成的新麥9號、新麥18、新麥26等核心種質,在品種豐產性和品質方面都有所突破。2016年引入了一批地方小麥品種,經過幾年的觀測和組配試驗,證明在增強抗病性、提升籽粒品質等方面有很高的利用價值。
二是形成了一套優質強筋小麥品種選育的技術體系。程順和院士提出了滾動回交與遺傳標記結合的聚合育種為先導的高效育種體系[6]。受此啟發,河南省新鄉市農業科學院采用了“品質正效應累加,生化和分子標記輔助選擇”的優質基因型創制技術,實現了優異麥谷蛋白亞基的聚合,構成了新麥26等優質強筋小麥的超強筋分子遺傳基礎,建立了“選擇世代全程檢測”的品質表型綜合鑒定技術,獲得優異、穩定的超強筋品質特性。
三是將品種選育與產業化應用緊密結合。對新品系開展水分利用生理、籽粒營養物質積累的深入解析,進行了播期播量、水肥互作、化學防控等全方位研究,集成了新鄉市地方標準《冬小麥節水高產生產技術規程》、河南省地方標準《強筋小麥新麥26生產技術規程》等多個綠色豐產保優栽培技術規程,促進了新麥系列小麥品種大面積生產應用和產業化。針對新麥26等優質強筋小麥,完成了優質糧貿易和專用粉產業化開發,使新麥26成為我國高端面包生產的理想原料和配麥配粉的骨干供給品種。
4? ?新麥系列小麥品種選育方向展望
我國黃淮海小麥主產區具有得天獨厚的氣候和地理優勢,非常適宜生產優質強筋小麥,具備優良小麥品種全產業鏈協同發展的必要條件。預測新麥系列小麥品種選育方向主要包括以下3個方面。
一是選育綠色優質小麥。趙振東院士認為,小麥育種目標應該包含豐產性、穩產性、品質和生產成本4個方面[7]。隨著人口增加,我國土地資源、水資源不足的問題日趨嚴重。在保證穩產的同時,提高水肥利用效率,增強作物抗旱節水能力和抗逆抗病蟲害能力,減少化肥和農藥的使用,降低生產成本,實現環境友好,提高農業生產效益,是“十四五”農業發展的首要目標。培育綠色優質小麥是實現農業提質增效的必然要求。
二是選育特殊用途小麥。特殊用途功能性小麥品種是全世界小麥育種的新趨勢。2014年,世界糧農組織與世界衛生組織聯合舉辦的第二屆國際營養大會提出了“營養導向性農業”的概念。2017年,我國發布《主要農作物品種審定標準》,首次正式提出了“高產穩產品種、綠色優質品種和特殊類型品種”3類品種的要求和標準。2020年山東省農作物品種審定委員會審定的“山農101”是國內審定的第一個高黃酮小麥新品種[8]。2019年河南省新鄉市農業科學院小麥研究團隊開始對特殊用途小麥的資源征集和篩選,2020年開始著手進行親本組配,后續將圍繞增加健康產品供給增加對特殊用途小麥品種的選育。
三是雜交小麥的培育。雜種優勢是生物界的普遍現象,利用雜種優勢是作物育種的必然趨勢。雜交小麥技術可以幫助小麥增產5%~10%[9]。雜交水稻、雜交玉米的成功對解決糧食安全問題有著重要意義。受六倍體復雜性的限制,雜交小麥種子仍然難以進行商業規模生產。綿陽市農業科學研究院在三系、兩系和化學殺雄3個方面開展了小麥雜交育種研究,并育成我國第一個雜交小麥品種綿陽32[10]。2017年,茹振鋼教授團隊成功培育出BNS型二系雜交小麥。近日,澳大利亞一個研究團隊確定了3個基因,可使雜交小麥作物育種有更高的產量、抗疾病和環境耐受性。小麥是最重要的糧食作物之一。伴隨著成功育種先例不斷涌現以及雜交小麥選育技術的突破,雜交小麥品種的數量將越來越多,其優越性將越來越明顯。因此,挖掘雜交小麥相關“三系”材料、掌握雜交小麥研究技術、加快雜交小麥品種培育將是一個很有前景的研究方向。
參考文獻:
[1]張紅衛,陳西套,李瑞霞.優質小麥生產的適宜氣象條件及新鄉氣候適應指數[J].河南氣象,2003(1):32.
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[8]王靜,賈波.兩個特殊用途功能性小麥新品種獲審定[J].中國食品,2021(2):158-159.
[9]戴君惕,何覺民.從生態遺傳雄性不育現象論兩系法利用作物雜種優勢的策略[J].作物研究,1996(3):6-8.
[10]龐啟華,黃光永,李生榮,等.兩系雜交小麥綿陽32的選育及其配套技術[J].中國種業,2003(12):50-51.