小麥常規育種技術分析

安艷陽

摘 ? ?要：常規育種技術是小麥育種的重要組成部分，主要涉及育種目標、親本選擇和后代選擇環節。隨著經濟的發展和科技水平的不斷提升，有些育種家為了提高育種效率，通過經驗和地理環境構建具有特色的育種模式。文章以小麥常規育種技術的概念為切入點，分析了小麥常規育種技術的發展趨勢和優化措施，重點分析了小麥常規育種技術，以期為小麥育種提供一些參考。

關鍵詞：小麥;常規育種技術;發展趨勢;優化措施

文章編號：1005-2690（2022）02-0055-03 ? ? ? 中國圖書分類號：S5121.1 ? ? ? 文獻標志碼：B

小麥是我國主要的糧食作物之一，具有種植面積廣、生產量高、貿易額大等特點。隨著我國農業產業結構的調整，小麥的種植面積占全國耕地種植面積的20%～30%，小麥的產量和質量直接影響國家的糧食安全和社會穩定。利用小麥育種技術能夠培育出高產穩產的優質小麥品種，對提高小麥的產量和質量及提高農業資源的利用效率都發揮著重要的作用。經過多年的研究和技術攻關，我國已經培育出很多產量高、適應性強和具有特殊用途的優質小麥品種[1]。

1 小麥常規育種技術概述

常規的小麥育種技術是指將小麥的雌雄細胞結合，目的是更好地形成全新的不同種類的遺傳性狀，在人工技術和手段的協助下選擇需要的小麥品種（系）。該技術的應用主要包括育種目標、挑選親本材料、配置雜交組合、雜交后代選擇性培育等環節[2]。

常規育種技術能培育出多種多樣的小麥品種，應用范圍廣，有很大的利用價值。在育種目標確立方面，不僅要考察當地的生產條件和生態環境等因素，還要考慮新品種應具備的質量、產量和適應性等因素。在親本材料選擇方面，可以選擇多個類型的品種，包括地區核心種植的品種、外國引進的品種、已經培育出來的優質品種。在劃分雜交組合方面，應該采取多樣性的組合方式培育，以期能夠培育出更為優質的品種[3]。

2 我國小麥的生產現狀

小麥是世界上種植廣泛的禾本科植物，是當前全世界許多地區人民的主要糧食之一，我國是小麥重要的生產國和消費國，小麥生產在保證國家的糧食產量方面發揮著重要的作用[4]。近年來，隨著經濟的發展和細胞工程、基因工程以及分子標記等技術在小麥育種中的應用，小麥生產呈持續增長的趨勢，連續增產、增收。

我國主要的小麥種植地區包括山東省、河南省、河北省和安徽省等，這些地區的小麥生產總量占全國總量的1/2以上。在生產資本提高和勞動力不足的背景下，小麥產業的競爭越來越激烈，這就需要做好小麥育種，了解小麥常規育種技術的發展方向和優化措施，保證小麥產業發展符合時代發展的需求。

3 小麥常規育種技術的發展趨勢

3.1 選擇高產和抗病能力強的小麥品種

為了保證小麥高產同時抗病能力強，在常規育種方面應關注親本材料的適應性，特別要關注溫度、光照、肥力及水分等因素。在材料的選擇過程中應選擇適應能力較強、種植面積較大的品種，并且經多次組合，發揮親本優勢，減少不足。

3.2 超高產小麥的育種

重點通過增加穗粒重和穗粒數方式提高單穗的生產力技術，是超高產育種的主要目標，伴隨優質、多抗、低消耗等優勢可以實現小麥產量和質量的突破增長。超高產小麥育種技術的前提條件是在高產小麥育種技術基礎上發展而來，通過進一步培育綜合性能強的小麥品種，使小麥品種具備高產的能力。

3.3 優質小麥的選育

小麥育種技術就是通過基因優化的方式提高小麥的品質。從當前的常規小麥育種情況來看，優質小麥育種技術是當前小麥常規育種技術的主要發展方向，之后通過雜交的方式可以嘗試多種小麥品種的組合，以發揮親本材料的優越性。

3.4 選擇抗性能力強的新品種

針對小麥育種材料以及優良品種單一的問題，應該不斷充實育種材料，完善種質資源的優化及利用，形成的抗病后代群體能夠抵抗小麥常見的病害和蟲害。為此，小麥新品種選育必須將近期目標和長期目標相結合，不斷創新優良的基因資源，應用優良的育種材料，培育出抗病能力強的小麥[5]。

3.5 小麥的育種目標應該與市場經濟發展相適應

從當前小麥常規育種情況來看，對籽粒品質改良不充分，和其他育種技術發達國家相比還有一定的差距。為此，應結合生產發展和社會市場發展需求制訂育種目標。當前的主要目標是提高蛋白質和面筋的含量，滿足傳統食品加工的需求。此外，培育出的小麥品種還應該具備良好的商業性，能夠得到生產和經營加工企業的認可，從而迅速地推廣和應用，達到高產和穩產的目的。應該將多份優質的資源配置組合，選擇遺傳性能強、抗病能力好和籽粒優質的小麥品種。

3.6 將傳統的育種方式和新型的育種方式相結合

將傳統的育種方式和新型育種方式相結合能夠提高育種的效果。在具體育種的過程中，加強對品種的改良，實現個體目標性狀的優良。為此，將傳統的育種技術和新型育種技術相結合能夠培育出高產和穩產的小麥新品種，并且培育效率高。

3.7 正確把控小麥的育種方向

由于對生產用種需求不了解，導致一些小麥品種被培育后無人種植和購買，無法進行成果轉化，造成資源的浪費。為此，在小麥品種培育前，要了解當地的種植情況和需求情況，以此制訂育種的目標和方向，提高資源的利用效率，減少資源的浪費[6]。

4 主要的小麥常規育種技術

4.1 雜交育種技術

雜交制種的關鍵在于要對小麥自交系直接實施有效的異花授粉。小麥能夠與近緣植物雜交，在我國成功案例的報道較多。調查研究顯示，我國小麥遠緣雜交一直處于世界領先地位，許多研究學者證明了小麥與許多物種都能夠實現遠緣雜交。

4.2 單倍體育種

1） 化學誘導法。選擇化學誘導法需要使用特定的化學藥劑處理去雄后的小麥柱頭或子房，目的是刺激細胞分離，產生單倍體，是常規的育種方法之一。該種方法具有成本低、操作簡單和效率高的優點，受到許多研究者的青睞。每天19：00將藥液注入到穎花內后采取套袋處理，是比較理想的小麥化學誘導方法。

2） 離體培養法。該種方法就是在無菌的環境下將小麥的一部分進行分離操作，并且在人工控制下將其接種在通過人工配制的培養基上進行離體培養，能獲得小麥植株的再生。離體培養法主要包括花粉離體培養和花藥離體培養。花粉離體培養：該種培養方法又被稱為小孢子培養，利用胚胎能直接發育成植株。該種方法在20世紀90年代就已經出現并培養出了小麥的小孢子植株，之后該技術得到了廣泛的應用和推廣[7]。花粉離體培養技術的主要優點是避免了愈傷組織階段，同時降低了一些疾病的發生概率，尤其是可以減少白化苗的產生，能有效提高單倍體的產生頻率。需要注意的是，在選擇小麥花粉培養時要選擇農藝性狀良好的親本，因為小麥的再生能力直接和親本密切相關。在適合的培養條件下，選擇適合的培養基和外源激素，能有效提高小麥花粉植株的再生頻率。花藥離體培養：該培養技術是當前小麥單倍體育種中較成熟的技術之一。在20世紀70年代已經在我國廣泛應用和推廣，在當前的應用中需要克服一些缺點和難點，包括綠苗的分化率較低和依賴基因等。大量的研究和實踐表明，小麥花藥離體培養技術直接影響培養綠苗的再生情況，同時也受到細胞質因素的影響，通過了解限制因素，能解決小麥花藥的基因性限制問題，從而提出有效解決對策。此外，小麥的遺傳物質也會影響花藥的培養，有研究學者利用完全雙列雜交方法對某地區的小麥花藥誘導率進行估算之后分析，該種方法對某些品種具有較高的誘導率。

3） 異源細胞質誘導法。在20世紀50年代，一些研究學者表明，普通小麥的細胞核與某些山羊草的細胞質能夠組成雜交的核質，能產生單倍體且頻率較高，操作方法簡單，在該種誘導技術下產生的單倍體種子能夠正常的發育和生長。此外，針對利用異源細胞質誘導產生的單倍體，有些研究學者利用有芒的不育系和無芒的父本進行雜交，再用無芒的不育系和有芒的父本進行雜交。

4） 花粉誘導法。異種屬花粉延遲授粉：該種方法就是利用授粉的方式刺激卵細胞發育，并不是讓小麥卵細胞受精，因為已經失去受精能力的成熟卵細胞在授粉后仍然能發育，進一步刺激卵細胞分裂。有的研究學者利用硬粒小麥、圓錐小麥和黑小麥的花粉對普通的小麥進行延遲授粉，誘導率能夠達到7%。還有的研究學者將普通的小麥品種作為母本，利用黑小麥和硬粒小麥授粉，結果表明去雄后8 d授粉的效果較好。此外，還有一些研究學者分別實踐證明，在小麥去雄后延遲7～9 d授粉，能取得很好的誘導效果，尤其是延遲7 d授粉的誘導效果最好。輻射花粉授粉：該種方法就是利用紫外線照射花粉后為去雄母本授粉，之后誘導小麥發生孤雌生殖。研究表明，受到紫外線的照射后精子可能會失去受精能力，但是花粉能夠照常萌發，因為這種方式可以刺激卵細胞分裂，產生單倍體。如果受精不完全，可以產生非整倍體。染色體消除型遠緣花粉授粉：20世紀70年代有報道顯示，一些學者利用球莖大麥為父本，與普通的小麥進行雜交，結果表明父本染色體消失后會產生小麥單倍體，先后出現了普通小麥與高粱和玉米等雜交也能產生小麥單倍體。

4.3 誘變育種

誘發突變技術就是利用各種理化生因素提高基因突變的效率，進而誘發遺傳變異，能獲得有用的突變體，縮短育種周期，直接或間接培育新的品種。在當前遺傳資源枯竭和現有種質資源缺乏的情況下，利用誘變技術可以實現對一些品種性狀的改良。比如改良小麥成熟期、小麥株高和穗粒等，同時也能提高小麥的抗病能力，縮短育種周期，保證育種后代性狀的穩定性等，已經成為當前小麥主要的育種方法之一。

20世紀50年代，我國的小麥育種已經采取了誘變技術，之后每年都有許多新品種出現，并且在我國許多地區大范圍的種植和推廣，有著很明顯的經濟效益和社會效益。隨著經濟的發展和科技水平的提升，我國利用航天誘變技術培育出了一些新的小麥品種，包括太空5號和太空6號，已經進入生產應用的階段。利用該技術培育的小麥品種具有抗病能力強、早熟和強筋的優點，可以實現小麥的高產穩產。

利用誘變技術培育小麥品種能為世界小麥品種的培育作出貢獻，并且為我國小麥的高產和穩產奠定堅實的基礎。2008年，維也納舉行了國際植物誘變技術大會，在大會上提出了高通量突變篩選技術的新方法和技術，同時討論了一些當下熱點問題，例如基因組時代研究誘變技術遇到的機遇和挑戰，為誘變技術的發展提供了研究方向。

5 小麥常規育種技術的優化措施

5.1 應用轉基因技術

在當前的小麥種植中，轉基因小麥育種技術較常見，能在一定程度上保證小麥的產量和質量。利用該技術需要選擇不同的育種供給體，然后抽取及分離所需要的目標基因，再通過遺傳轉化或重組DNA方式，直接將其移植到受體中進行培育，經過大田篩選以及實驗室檢測之后能夠培育和篩選出優良品種。常見的轉基因技術包括如花粉管道法、農桿菌介導轉化法，目前較常見和廣泛的方法是農桿菌介導轉化法，需要注意的是，利用該種方法應該重點把控細節。

5.2 通過分子標記選擇育種

利用分子標記育種的優勢明顯，該種方法的應用不會受到小麥生長環境以及階段的影響，可以直接反映和體現DNA序列中存在的差異性。在標記的過程中，需要建立與目標性狀有密切關系的基因，然后通過分子標記來篩選目標個體，再進一步檢測目標基因的存在。該種方法在育種初期的篩選階段應用效果明顯，能夠確定目標基因，從而有效縮短育種周期。在使用分子標記育種的過程中，選擇具有優勢性狀且有代表性的目標基因作為小麥育種培育的目標。在具體標記的過程中，選擇的標記群體必須符合當地種質資源的優勢并制訂合理的育種計劃。通常情況下，小麥基因重組較復雜，在育種的過程中必須全面了解小麥的基因組，同時也要了解小麥基因組的目標性狀的遺傳性能，確保培育過程的順利開展。

5.3 利用分子設計育種

借助生物信息學并根據小麥的生長環境和育種的目標做分子育種的具體設計，通過設計選擇方法和親本的選配方法，加強對小麥育種的試驗。在利用該種方法的過程中，要充分利用遺傳技術和現代技術，培育優質型的小麥品種，控制住主要性狀的基因后，在遺傳學和統計學等信息的協助下，制訂小麥生長的環境和育種目標，選擇最佳的育種方案，并進行育種培養和試驗。通過該種方式可以減少對環境的過度利用，減少對生態環境的破壞和污染。

5.4 采用合理的耕作制度

從當前小麥種植情況來看，我國的小麥種植還沒有實現完全機械化，有些地區還是采取人工播種方式，播種效率低。采用合理的耕作制度對小麥的育種有著非常重要的意義，通過科學的播種方式能有效改善土壤肥力，解決小麥生長中肥力不足的問題，保證小麥的產量和質量。比如，在小麥播種過程中，應加大對技術的投入力度，可以采用機械設備翻動耕地。此外，還應不斷提高灌溉管理水平，為小麥營造健康的水源環境，確保小麥的健康生長。為了保證土壤肥力，可以采取輪作種植的方式，保護土壤中的水分和營養物質，針對不同的地形采取不同的耕作制度保護土壤。

6 結束語

農業是國民經濟發展的重要組成部分，小麥是我國一些地區主要種植的農作物之一，種植小麥對促進地區經濟發展以及提高農民經濟收入水平有重要意義。從當前的小麥種植情況來看，小麥生產面臨很多的機遇和挑戰，為了滿足社會經濟的發展和人們的生活需求，確保小麥的產量和質量，應加大對小麥常規育種技術的研發力度，不斷優化小麥常規育種技術，為實現小麥的高產和穩產奠定基礎。

參考文獻：

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