小麥新品種聊麥191的選育與思考

摘要：聊城市農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥課題組基于穗數(shù)、穗粒數(shù)、不孕小穗數(shù)、產(chǎn)量等9個(gè)主要農(nóng)藝性狀，分析了145份國外小麥種質(zhì)的遺傳多樣性，通過聚類分析篩選鑒定出優(yōu)異小麥種質(zhì)09a452、SRK2453，并以此為中間材料組配出品系06038-3-3-1-6-2；通過優(yōu)優(yōu)組配的原則，以臨麥2號(hào)為父本、自育品系06038-3-3-1-6-2為母本，采用系譜法結(jié)合分子標(biāo)記輔助篩選，選育出了慢條銹病、年前生長(zhǎng)發(fā)育快、中強(qiáng)筋、后期落黃好、葉片功能期長(zhǎng)的小麥新品種聊麥191。該品種于2023年通過山東省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定（魯審麥20230008），適宜在山東省高肥水地塊種植。通過對(duì)聊麥191親本選擇、育種過程、產(chǎn)量表現(xiàn)、栽培技術(shù)要點(diǎn)等進(jìn)行總結(jié)，并對(duì)其選育過程進(jìn)行反思，以期為廣大育種工作者提供參考。

關(guān)鍵詞：小麥；聊麥191；高產(chǎn)；中強(qiáng)筋；選育

Breeding and Consideration of a New Wheat Variety Liaomai 191

SUN Yunchao1，MENG Fangang2，JI Chuanyun1，F(xiàn)ENG Shengye1，SHI Xiaoyan2，YANG Kai3，WANG Guanglu1，ZHAO Yang1，YAN Shuping1，YU Yang1，CHENG Qianqian1，

ZENG Kun1，WANG Huai’en1，ZHANG Xin1

（1 Liaocheng Academy of Agricultural Sciences，Liaocheng 252000，Shandong；2 Chiping District Agriculture and

Rural Affairs Bureau，Liaocheng 252100，Shandong；3 People’s Government of Yuji Town，

Liaocheng Jiangbei Shuicheng Tourism Resort，Liaocheng 252000，Shandong）

選育高產(chǎn)小麥新品種，進(jìn)一步提高小麥產(chǎn)量水平是保證我國糧食安全的重要舉措，也是育種工作的首要任務(wù)[1]。黃淮麥區(qū)的小麥種植面積和產(chǎn)量在我國各麥區(qū)中均位居第一[2-3]，但近年來該地區(qū)播期及越冬期極端天氣頻發(fā)。受秋汛影響，2021年山東省小麥晚播面積大，小麥長(zhǎng)勢(shì)總體偏弱，是近年來弱苗比例最高的一年；2022年11月下旬黃淮麥區(qū)發(fā)生了多次寒潮降溫天氣，導(dǎo)致部分麥田遭遇不同程度凍害；倒春寒幾乎每年也有不同程度的發(fā)生，給小麥生產(chǎn)帶來了諸多不利影響。因此生產(chǎn)上需要適應(yīng)性更廣、年前生長(zhǎng)發(fā)育較快、分蘗成穗率較高的小麥新品種。種質(zhì)是品種選育、遺傳改良的基礎(chǔ)，小麥遺傳多樣性越豐富，其進(jìn)化及抵御不良環(huán)境的潛力就越大[4]。聊城市農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥課題組（以下簡(jiǎn)稱小麥課題組）分析了145份國外小麥種質(zhì)的遺傳多樣性，通過聚類分析篩選鑒定出一批優(yōu)異種質(zhì)親本[5-6]，采用系譜法結(jié)合分子標(biāo)記輔助篩選，選育出了小麥新品種聊麥191。該品種于2023年12月27日通過山東省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定，審定編號(hào)：魯審麥20230008，目前正在申請(qǐng)植物新品種權(quán)保護(hù)。

1 育種目標(biāo)及親本選擇

1.1 育種目標(biāo) “高產(chǎn)、更高產(chǎn)”是作物育種永恒的主題。但隨著氣候變化的異常，對(duì)小麥品種的適應(yīng)性提出了更高要求，播期推遲、冬季凍害、春季倒春寒、各種病害等不確定因素不斷威脅著小麥產(chǎn)量的進(jìn)一步提高，因此，小麥課題組將選育冬前生長(zhǎng)發(fā)育快以適應(yīng)播期推遲、后期抗病好以延長(zhǎng)莖葉功能期為主要參考點(diǎn)，同時(shí)結(jié)合株型葉相清秀、落黃好、綜合抗性優(yōu)良等傳統(tǒng)性狀，確定了育種方向。

1.2 親本選擇 在選擇親本時(shí)依據(jù)育種目標(biāo)，采用優(yōu)優(yōu)組配的原則，選擇親源關(guān)系盡可能遠(yuǎn)、基因類型盡可能豐富的種質(zhì)材料作為雜交組配的親本。聊城市農(nóng)業(yè)科學(xué)院先后從國際玉米小麥改良中心引入法國、墨西哥種質(zhì)356份，通過試種淘汰抗寒性差、成熟期晚的小麥種質(zhì)262份，對(duì)剩余94份種質(zhì)的有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重、產(chǎn)量、株高、不孕小穗數(shù)、容重等8個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行了聚類分析，篩選出第Ⅱ類群6份種質(zhì)，并以其中的09a452為材料與SN055843組配出中間材料04072。采用類似方法，從引入的51份美國小麥種質(zhì)的第Ⅰ類群中的SRK2453為材料與良星66組配出中間材料05113。以04072為母本、05113為父本組配出中間材料06038-3-3-1-6-2。通過優(yōu)優(yōu)組配，最終確定聊麥191的母本為后期綜合性狀優(yōu)良的臨麥2號(hào)，父本為前期生長(zhǎng)發(fā)育快、后期綜合性狀優(yōu)良的中間材料06038-3-3-1-6-2。具體系譜圖見圖1。

2 系譜法結(jié)合分子標(biāo)記輔助選擇后代

2.1 后代選擇的方向 雜交后代選擇是個(gè)漫長(zhǎng)的過程，充滿了隨機(jī)性，是育種工作的主體和集大成的環(huán)節(jié)，確定好基本方向是提高品種選出率的重要辦法，選擇方向體現(xiàn)出育種者的主要意圖。大家認(rèn)可的育種材料包括很多優(yōu)秀性狀，如株型葉相清秀、落黃好、旗葉小短寬、抗逆性好、穗粒數(shù)多、穗數(shù)多、粒重高等，但一般不可能在一個(gè)世代兼顧所有優(yōu)異性狀，因此需要分清主要矛盾，在不同時(shí)期側(cè)重點(diǎn)應(yīng)有所不同。程順和等[7]指出“前期看長(zhǎng)勢(shì)、后期看熟相、考種看籽?！钡摹叭础狈椒ā２苄掠械萚8]提出“早代以劣汰為主、高代以選優(yōu)為主、抓住抗凍抗倒主要矛盾、平衡其他次要矛盾”的方法。綜合諸多觀點(diǎn)并結(jié)合近年來的氣候變化特點(diǎn)，小麥課題組認(rèn)為應(yīng)使小麥在年前盡快確定較多的分蘗以及生物量，以應(yīng)對(duì)極端天氣的頻繁發(fā)生，保證豐產(chǎn)的基礎(chǔ)；后期重視小麥葉片的功能期，以保證灌漿獲得足夠的粒重。因此，小麥課題組以“前期多發(fā)快長(zhǎng)、后期抗病防早衰”為重點(diǎn)對(duì)后代材料進(jìn)行選擇淘汰。

2.2 后代選擇的過程

2.2.1 F1 每個(gè)雜交組合組配3～4個(gè)穗，收獲的雜交籽粒40～50粒。為了鑒定出更加接近大田密度下的雜種后代的超親優(yōu)勢(shì)，提高了種植密度，種植長(zhǎng)度1.5m。選擇年前生長(zhǎng)發(fā)育快、群體分蘗較多、產(chǎn)量潛力大的優(yōu)異組合全部收獲，劣質(zhì)組合直接淘汰。

2.2.2 F2 為了給本世代提供充足的分離空間，F(xiàn)2進(jìn)行點(diǎn)播，行長(zhǎng)4m，株距0.05m。后代選擇過程中，在小麥起身期前淘汰年前生長(zhǎng)量小、長(zhǎng)勢(shì)弱、分蘗少的組合。小麥落黃后田間選擇時(shí)，優(yōu)先在小區(qū)中選擇麥穗大小均勻、密度較大的區(qū)域，然后在這些區(qū)域中，從根部往上依次捋出各單株，從抗性、穗型、粒數(shù)、不孕小穗數(shù)等多方面對(duì)單株進(jìn)行鑒定，選擇優(yōu)秀單株，從單株中再選擇優(yōu)異的單穗，單穗重不足1.5g、籽粒顏色不好、黑胚嚴(yán)重、飽滿度不好的單穗直接淘汰。

2.2.3 F3～F5 育種材料在F3～F5逐漸趨于穩(wěn)定，這幾個(gè)世代都是參照F2的選擇方式，在選擇單株的基礎(chǔ)上進(jìn)行單穗的選擇。為了防止育種與大田實(shí)際脫鉤，進(jìn)一步提高了種植密度，每個(gè)單穗種植長(zhǎng)度縮短至1.2m。在相對(duì)較大的密度條件下，觀察各個(gè)穗行的整體表現(xiàn)，冬前生長(zhǎng)緩慢的穗行直接掛牌淘汰，堅(jiān)持優(yōu)中選優(yōu)原則，有凍害大于3級(jí)、病害大于3級(jí)、群體明顯偏小、不孕小穗數(shù)大于1個(gè)等指標(biāo)不過關(guān)的，即使其余性狀均表現(xiàn)良好，也直接淘汰。

F4借助分子標(biāo)記輔助選擇抗條銹病的小麥材料。利用我國條銹菌優(yōu)秀生理小種CRY33和CRY34對(duì)F4穗行進(jìn)行苗期接種抗性鑒定，結(jié)合已知抗性基因 Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr17、Yr18、Yr26、Yr29 和 YrSP 等功能標(biāo)記或緊密連鎖分子標(biāo)記進(jìn)行基因型檢測(cè)，選擇抗條銹病較好的試驗(yàn)材料進(jìn)行掛牌標(biāo)記。

2.2.4 F6～F7 在F6選擇表現(xiàn)優(yōu)異的穗行進(jìn)行混收，并測(cè)定穗行的產(chǎn)量，入選的穗行在下一年度按照山東省小麥區(qū)域試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)種植成面積為13.5m2的小區(qū)，進(jìn)一步模擬大田試驗(yàn)條件觀察品系的表現(xiàn)。通過觀察穗行，如果還存在兩色穗、穗層不齊等輕度分離現(xiàn)象，繼續(xù)種植1年穗行，從F7中選擇優(yōu)異穗行升入小區(qū)試驗(yàn)。

2.2.5 品種比較及異地鑒定試驗(yàn) 按照山東省小麥區(qū)域試驗(yàn)的調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)及前期制定的育種目標(biāo)，在小區(qū)試驗(yàn)中表現(xiàn)較好的品系借助山東省小麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系平臺(tái)，參加全省范圍內(nèi)的異地多點(diǎn)鑒定試驗(yàn)，進(jìn)一步驗(yàn)證其在山東省不同地區(qū)的適應(yīng)性，同時(shí)在聊城市農(nóng)科院基地安排3個(gè)重復(fù)的品種比較試驗(yàn)，以驗(yàn)證各品系的產(chǎn)量及抗性表現(xiàn)。最終根據(jù)品種比較試驗(yàn)結(jié)果和異地鑒定試驗(yàn)表現(xiàn)，選擇出小麥品系1201-2-15-12-1-1-2，定名為聊麥191，參加聊城市小麥新品種選拔試驗(yàn)。

2.2.6 區(qū)域試驗(yàn)及生產(chǎn)試驗(yàn) 在2019-2020年聊城市小麥新品種選拔試驗(yàn)中，聊麥191表現(xiàn)優(yōu)良，被推薦參加2020-2022年度山東省高產(chǎn)組區(qū)域試驗(yàn)，之后于2023年參加山東省高產(chǎn)組生產(chǎn)試驗(yàn)。

3 品種特征特性

3.1 生物學(xué)特性 聊麥191為半冬性品種，幼苗半直立，株型半緊湊，葉色深綠，葉片上沖，穗層整齊，分蘗能力較強(qiáng)，抗冬季凍害、倒春寒能力較強(qiáng)，抗倒性較好，熟相較好。生育期222d，與對(duì)照濟(jì)麥22相當(dāng)；株高74.3cm，最大分蘗數(shù)1680萬個(gè)/hm2，有效穗數(shù)720萬穗/hm2，分蘗成穗率42.8%；穗長(zhǎng)方形，穗粒數(shù)37.8粒；長(zhǎng)芒、白殼、白粒，籽粒較飽滿，千粒重44.3g。

3.2 品質(zhì)表現(xiàn) 2021年區(qū)域試驗(yàn)統(tǒng)一對(duì)試驗(yàn)材料進(jìn)行取樣，經(jīng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部谷物品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心（泰安）檢測(cè)，聊麥191籽粒容重786g/L，蛋白質(zhì)含量 14.5%（超過優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥標(biāo)準(zhǔn)），濕面筋含量 30.55%（接近優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥標(biāo)準(zhǔn)），穩(wěn)定時(shí)間 6.35min（接近優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥標(biāo)準(zhǔn)），吸水率 64.6%，面粉白度 74.7，沉淀值 37mL。該品種綜合品質(zhì)性狀優(yōu)良，指標(biāo)達(dá)到中強(qiáng)筋小麥標(biāo)準(zhǔn)。

4 產(chǎn)量表現(xiàn)

2020-2022年度連續(xù)2年參加山東省高產(chǎn)組區(qū)域試驗(yàn)，聊麥191每hm2多點(diǎn)平均產(chǎn)量9495kg，較對(duì)照濟(jì)麥 22 增產(chǎn)4.90%；2023年參加山東省高產(chǎn)組生產(chǎn)試驗(yàn)，多點(diǎn)平均產(chǎn)量 8832kg，較對(duì)照濟(jì)麥 22 增產(chǎn)4.60%。

5 栽培技術(shù)要點(diǎn)

該品種適宜播期為10月5-20日，適宜播期內(nèi)基本苗為210萬～255萬/hm2，晚于適宜播期、地力水平較低或整地質(zhì)量較差的地塊應(yīng)適當(dāng)增加播量，但最大播量不能超過450萬/hm2。建議采用寬幅精量播種機(jī)播種。在年前小麥3葉1心期進(jìn)行田間雜草防治，墑情較差時(shí)澆越冬水。年后返青生長(zhǎng)速度較快，高肥水地塊、群體過大后建議在拔節(jié)前采取化學(xué)控旺措施。春季肥水管理適當(dāng)推遲到拔節(jié)中后期進(jìn)行。采用“一噴三防”進(jìn)行病蟲害防治。蠟熟末期時(shí)收獲。

6 育種體會(huì)

6.1 引入?yún)^(qū)域跨度較大的基因類型 研究發(fā)現(xiàn)中國半個(gè)多世紀(jì)的育種使小麥品種的遺傳基礎(chǔ)日趨狹隘，應(yīng)當(dāng)及時(shí)拓寬遺傳基礎(chǔ)，國外小麥種質(zhì)因氣候環(huán)境等巨大差異，往往會(huì)含有豐富的外源基因。聊麥191的父本06038-3-3-1-6-2中聚合了國外種質(zhì)09a452抗條銹病的特點(diǎn)，將其與落黃好、抗倒力強(qiáng)、豐產(chǎn)性好等綜合性狀優(yōu)良的臨麥2號(hào)雜交，選育出了集父母本優(yōu)點(diǎn)于一身的優(yōu)良品種聊麥191。

6.2 科學(xué)評(píng)估篩選種質(zhì)資源 小麥農(nóng)藝性狀眾多，需要有一個(gè)較為客觀的評(píng)價(jià)方法，以便篩選出適宜的種質(zhì)資源。課題組對(duì)145份國外小麥種質(zhì)資源進(jìn)行了遺傳多樣性分析，將所有農(nóng)藝性狀分為質(zhì)量性狀和數(shù)量性狀，質(zhì)量性狀主要包含不便用數(shù)字描述的農(nóng)藝性狀，如株型、穗型、芒型、旗葉形狀等，為了便于分析，分別予以賦值。數(shù)量性狀主要包含不孕小穗數(shù)、千粒重、株高、有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、產(chǎn)量、容重等。采用SPSS 19.0軟件分析其變異系數(shù)以及遺傳多樣性指數(shù)，以判斷本批次種質(zhì)資源的遺傳差異，之后采用離差平方和法對(duì)種質(zhì)資源進(jìn)行聚類分析，最終根據(jù)聚類分析結(jié)果篩選出不同性狀集合的種質(zhì)類群[5-6]。聊麥191的基因來源之一SRK2453所在類群的千粒重、有效穗數(shù)、產(chǎn)量性狀是所有類群中最高的，09a452所在類群的抗性與品質(zhì)性狀較好，且不孕小穗數(shù)僅為0.6個(gè)。通過此方法篩選出的一系列小麥種質(zhì)在課題組當(dāng)前的育種工作中發(fā)揮了較好的作用。

6.3 結(jié)合分子標(biāo)記輔助育種，提高選擇效率 現(xiàn)代育種中，技術(shù)人員已開始重視利用分子標(biāo)記技術(shù)進(jìn)行遺傳育種的輔助選擇，標(biāo)記技術(shù)是通過遺傳標(biāo)記對(duì)目的基因性狀進(jìn)行跟蹤，實(shí)現(xiàn)新品種的選育，具有多態(tài)性高、檢測(cè)方便、快速準(zhǔn)確、不受生長(zhǎng)周期影響的優(yōu)點(diǎn)[9]。20世紀(jì)50年代以來，我國經(jīng)歷了15次大規(guī)模的條銹病流行，給小麥生產(chǎn)造成了巨大損失，培育并合理利用抗病品種是控制該病害最經(jīng)濟(jì)有效且環(huán)保的途徑。小麥課題組在F4時(shí)，對(duì)初步穩(wěn)定的品系進(jìn)行了苗期抗性鑒定篩選，采用優(yōu)秀生理小種CRY33和CRY34，結(jié)合已知的抗性基因Yr5等功能標(biāo)記或緊密連鎖分子標(biāo)記進(jìn)行了基因型檢測(cè)，進(jìn)一步篩選出抗條銹病較好的材料。

6.4 結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，不斷調(diào)整育種方向 育種目標(biāo)的制定要圍繞生產(chǎn)實(shí)際中存在的問題[10-12]。結(jié)合近年來的觀察，認(rèn)為以下兩個(gè)問題較為突出：一是連年秸稈還田導(dǎo)致當(dāng)前黃淮麥區(qū)莖基腐病在小麥生育后期幾乎年年有不同程度的發(fā)生，當(dāng)前生產(chǎn)中較為急需抗莖基腐病的小麥品種；二是育種家選種圃的種植密度多為255萬～300萬/hm2，而黃淮麥區(qū)大田實(shí)際播種密度一般不低于525萬/hm2，差距較大，而且農(nóng)戶傳統(tǒng)播量偏大的情況在短時(shí)間內(nèi)還難以調(diào)整，因此需要適應(yīng)大播量條件下抗倒伏能力較強(qiáng)的小麥品種。鑒于以上問題，建議根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)狀，對(duì)育種方向適時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

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（收稿日期：2024-07-11）