以辯證思維推進小麥育種工作高質量

摘 要：用馬克思主義辯證法觀點思考小麥育種工作，有利于更好地應對小麥育種面臨的產量、品質、抗性難以協同改良的挑戰。小麥育種工作是個不斷發展、又充滿矛盾的過程，要有前瞻思維和系統思維，注重原創性技術開發及新種質創制，有效解決小麥育種中優異種質資源匱乏的瓶頸問題；對育種后代的選擇要把握好“度”，不要片面追求某一個性狀的最大值，而是統籌兼顧產量、品質、抗性不同方面，培育高產優質、抗病抗逆、資源高效利用等綜合性狀優良的品種，從數量與質量上保障國家糧食安全。

關鍵詞：辯證思維；小麥育種；糧食安全；突破性品種

我國是全球小麥生產和消費第一大國，小麥對保障國家糧食安全意義重大。近十年來，我國小麥連續豐產，其中單產提高是小麥增產的主要因素。良種在單產提升中起著重要作用，我國良種對糧食增產貢獻率達到45%，但是與發達國家的60%相比，還有很大的發展空間。由于人均耕地面積不足、水資源日益匱乏等問題，我國小麥供需處于緊平衡狀態。同時，隨著社會發展與人民生活水平的不斷提高，對小麥產品提出了營養健康等更高要求。目前，我國小麥育種存在遺傳基礎狹窄、原創性技術缺乏等瓶頸問題，小麥單產提升日益困難，現有品種類型也不能完全滿足市場需求，而農藥、化肥和勞動力等生產成本卻在不斷提高，加上全球氣候變化導致的病蟲害、寒、旱、倒伏等危害頻發，使我國小麥產業面臨嚴峻挑戰。如何培育出高產多抗、優質專用、綠色高效、功能營養的小麥新品種，實現經濟效益、社會效益和生態效益均衡協調發展，是小麥育種工作者面對的重要課題。

馬克思主義辯證法從多元視角看待問題，通過對立統一觀點來認識和解決問題。小麥育種是根據作物遺傳規律，通過一定的技術，將優良性狀聚合在一起，培育符合人們需求的新品種，這個過程充滿辯證現象。本文對小麥育種進行辯證思考，以期為解決我國小麥育種中遺傳基礎狹窄、原創性關鍵分子育種技術缺乏等瓶頸問題提供參考。

一、小麥育種是個不斷發展的過程，育種工作要有前瞻思維

馬克思主義辯證法認為，世界上的萬事萬物都處于普遍聯系之中，事物的相互聯系包含事物的相互作用，而相互作用必然導致事物的運動、變化和發展。培育一個小麥新品種一般需要6～10年，在此期間，育種技術不斷更新、單產指標持續提升。從這個角度分析，小麥育種要有前瞻性，至少預測10年后的需求情況，才能培育出滿足社會需要的好品種。

（一）育種技術不斷進步，要注重原創性技術研發

作物育種技術發展大致分為四個階段：1.0時代，進行馴化選擇的農家育種；2.0時代，進行雜交、誘變等常規育種；3.0時代，運用分子標記輔助選擇（MAS）等技術進行分子育種；4.0時代，將分子育種與人工智能等技術融合，進行智能育種。與常規育種相比，分子育種目標性強、精準高效。當前育種技術發展迅速，極大地加快了小麥育種進程。如雙單倍體技術結合植物生長室快速育種技術（1年5～6代），能將育種時間從6～10年縮短至2～3年；小麥轉基因與基因編輯技術，已經成功用于小麥抗病、產量、品質、抗逆等性狀的快速精準改良。圍繞小麥育種技術，我國學者做了大量的工作，取得了良好的進展。我國小麥遺傳育種領域文獻產出量世界領先、遺傳育種技術相關的專利數量居世界第一。但是，我國小麥育種成果的轉化率較低。目前，一些發達國家的小麥育種已進入4.0時代，而我國尚處在2.0至3.0時代，分子育種技術與常規育種結合不緊密，一些關鍵技術研究亟待加強。

實踐觀點是馬克思主義辯證唯物主義歷史觀的基本觀點，社會發展一旦有需要，“這種需要就會比十所大學更能把科學推向前進”。因此，樹立一切從實際出發、實事求是、理論聯系實際的辯證唯物主義的認識路線，能更好地促進新技術與育種實踐的結合，為此，在新技術開發時應注重以下3個方面。一是圍繞小麥育種中迫切需要解決的問題，如圍繞倒春寒等逆境、莖基腐病等重大病害等進行關鍵基因的挖掘與調控機理解析，及時利用新的優良基因，挖掘一因多效基因，培育抗性耐病新品種。二是盡量針對表型鑒定困難的病害或重要農藝性狀挖掘優異基因并開發其分子標記，應用于MAS以提高育種效率。盡量從抗性好、農藝性狀優良的種質中挖掘優異基因，以減少遺傳累贅。三是加強大數據整合模型建立等研究，促進育種技術與信息技術的結合，推進智能育種的進程。

（二）人民需求不斷變化，要注重育種目標多樣化

我國小麥需求目標大致有四個階段的變化。一是中華人民共和國成立初期至20世紀80年代，解決吃飽的問題，育種目標以抗病抗倒高產為主，小麥單產從750 kg·hm-2提升至3 000 kg·hm-2。二是20世紀90年代至20世紀末，在吃飽基礎上解決吃好的問題，高產與優質并進，一批高產優質品種大面積推廣，小麥單產超過4 500 kg·hm-2。三是進入21世紀，在吃飽吃好基礎上開始關注健康的問題，培育高產優質功能營養小麥品種。四是未來在吃飽、吃好、吃健康后，還將追求精神上的熏陶和滿足，吃得有文化、有底蘊。

小麥育種需緊跟社會需求制訂近期目標與長期規劃。目前，我國小麥育種目標主要有以下5個方面。一是高產穩產，雖然我國小麥產量已經達到了相當高的水平，但距光溫產量潛力（gt;20 000 kg·hm-2）尚有一定距離。我國小麥產量供需處于緊平衡狀態，提高單產依然是小麥育種追求的重要目標。二是優質專用，培育適合于制作特定食品的品種，如制作面包的優質強筋品種、制作糕點的優質弱筋品種等。三是抗病抗逆。這是作物綠色生產的基礎，應加強抗病、抗倒、抗寒、耐熱等新品種的培育。四是資源高效利用，培育節水、節肥以及高光效品種。五是營養專用，培育富硒、富鋅、富鉻、富鐵、高抗性淀粉、高膳食纖維、高花青素、高黃酮、糯小麥、釀酒專用等功能營養品種，滿足不同類型人群需求。

（三）病菌與寄主協同進化，要注重優異種質資源創制

銹病、白粉病、莖基腐病等小麥病害與倒春寒、干熱風等災害天氣頻繁發生，嚴重影響小麥產量與品質。植物抗病反應是寄主抗病基因（R）編碼產物和病原菌無毒基因（Avr）編碼產物相互作用的結果。長期大面積使用單一R基因，會導致病原菌變異，產生克服其抗性的新小種，審定的抗病品種不再抗病，易發生流行性病害。病害的反復流行和暴發，需要育種中不斷引入新的R基因。如從中華人民共和國成立初期至今，命名的條銹病菌生理小種已達34個，平均兩年就會變異出一個新小種，導致原有小麥品種失去抗性。另外，由于氣候等原因，新的病害會嚴重危害小麥生產。

為更好地培育抗病品種，要不斷創制抗病新種質、挖掘新的R基因。在收集整理已有資源的基礎上，注重通過遠緣雜交、理化誘變等技術創制新種質，這是突破小麥品種遺傳基礎狹窄問題的前提。我國在新種質創制方面取得了顯著成績，如李振聲院士團隊培育的我國第一個遠緣雜交小麥小偃6號，2006年獲國家最高科學技術獎；孔令讓教授團隊利用遠緣雜交，將長穗偃麥草的抗赤霉病基因Fhb7轉育到普通小麥品種中。種質創制是個長期的過程，我國目前應用廣泛的骨干親本周8425B，是由小黑麥廣麥74與普通小麥通過遠緣雜交、輻射誘變、快速加代等技術歷經10年時間創制而成，其矮稈大穗、聚合了多個R基因，衍生品種有800多個，但是周8425B高感莖基腐病等新病害，仍需不斷進行改良。當然，實踐是檢驗真理的唯一標準，在創制新種質后，要對其抗病抗逆性、水肥利用率、品質等性狀進行鑒定與評價，并進行優良性狀關鍵基因挖掘，以促進其在育種中的應用。

二、小麥育種是個充滿矛盾的過程，育種工作要有系統思維

馬克思主義唯物辯證法認為，在事物的發展過程中，有許多的矛盾存在，其中有一種是主要矛盾，它的存在和發展影響著其他矛盾的存在和發展。同時，事物的發展過程也是矛盾不斷解決的過程，基于矛盾的普遍性與特殊性關系，矛盾解決需在探究矛盾普遍性的前提下，具體分析矛盾的特殊性，并找出解決矛盾的正確方法，“馬克思主義活的靈魂，就是具體地分析具體情況”。小麥生長發育過程中存在個體與群體、倒伏與高產、高產與優質等不同方面的矛盾，小麥育種中應圍繞一定時期的育種目標（主要矛盾），統籌兼顧產量三要素、高產與優質等不同矛盾之間的關系，根據育種目標進行系統考慮。

（一）產量三要素相互制約，注重其協調性

小麥產量三要素是指單位面積穗數、每穗粒數和千粒重，其乘積就是小麥的單位面積產量。小麥產量三要素之間有一定的制約性，當穗數多時、穗粒數就會相應減少，反之亦然；在穗數一定的情況下，穗粒數與千粒重此消彼長。對同一個小麥品種，高產就是要尋找產量三要素最大乘積的組合，每個要素都要有合適的度。如何平衡產量三要素以提高產量，一直是育種過程中研究的重要課題。

目前，我國高產小麥品種主要有3種類型。一是多穗型，穗數較多，利用大群體奪高產。二是大穗型，穗數較少，但是千粒重高，依靠大粒奪高產。三是中間型，群體較大、粒重較高，通過兩條路線取得高產。由于三要素間存在相互制約，育種中不能片面追求某一個要素的極端值，而應注重產量三要素在較高水平上的協調，中大穗、中大粒、中分蘗，源強、庫足、流暢。實踐中應篩選株型好、穗粒數多、籽粒大，灌漿速率快的品種，使群體合理、個體健壯、粒重高，達到產量最大化。目前，生產中尚無超大穗或超大粒的重大品種。我國地域遼闊，要具體問題具體分析，根據不同生態區特點將產量三要素控制在適宜范圍內。如河南省應培育適宜群體（550萬～660萬穗·hm-2）、高結實率（穗粒數35～40粒）、高千粒重（≥45 g）的多穗型、中間型品種，容易實現穩產高產。

（二）株高與生物學產量矛盾，培育半矮稈品種

株高對小麥產量影響很大，高稈容易高產，但在高產栽培條件下會引起倒伏而減產。所以，20世紀50年代后，抗倒伏就成為育種的主要目標之一。目前，我國小麥品種的株高從中華人民共和國成立初期的1 m多降低到80 cm左右。小麥矮稈品種具有抗倒伏、收獲指數高等優點，但是植株過矮時會導致冠層葉片擁擠，凈同化率降低，最終難以高產。另外，群體郁蔽還會引起田間小氣候變劣，導致病蟲害加重、產品質量劣化等問題。可見，株高作為決定小麥生存空間主要因素之一，具有兩面性，高稈有利于擴大群體的利用空間，但容易倒伏而減產；矮稈抗倒伏，但要以縮小生長空間為代價，限制了產量的提高。

育種中的小麥株高需要在抗倒伏與高產間尋找平衡點。當株高超過90 cm時，越高收獲指數越低且容易倒伏；當株高低于80 cm時，越矮收獲指數越低且容易早衰；80～90 cm對收獲指數影響很小。所以，培育半矮稈品種（株高70～85 cm），可以增強抗倒伏性又有利于收獲指數的提高，以株高80 cm左右最為合適。目前，國內推廣的半矮稈品種株高一般為75～80 cm，河南省高產品種的平均株高為77.8 cm，這個高度有利于改善空間分布，增強田間通風透光，增強抗病抗蟲能力。需要注意的是，一些矮稈基因對產量構成有不利影響，育種中要利用能降株高又能高產的矮稈基因，以獲得較為理想的植株高度。另外，選擇莖稈彈性好、根系錨地力強的品系以增強其抗倒伏能力，也是協調株高與生物學產量矛盾的方法。

（三）高產與抗病優質協同改良，要統籌兼顧

小麥的高產與優質是一對矛盾，即高產不優質、優質不高產。如優質強筋小麥一般不抗病不抗倒，產量比一般小麥低300～600 kg·hm-2，特別是遇上不良的氣候條件時，損失比普通小麥更為嚴重，存在較大的種植風險。小麥高產與抗病也存在同樣的矛盾，抗病不高產、高產不抗病，如世界公認的抗赤霉病品種蘇麥3號，在黃淮麥區株高超過1.1 m，易倒伏，小穗碼稀，千粒重不足40 g。目前，小麥單產水平已達到一定的高度，相應地增加了高產與優質、抗病抗逆協調改良的難度。

盡管諸多育種單位積極開展優質育種，培育出鄭麥366、新麥26等優質強筋品種，揚麥15、綿麥51等優質弱筋品種，但是綜合性狀優良的優質品種依然較缺乏。如我國小麥主產區黃淮麥區屬優質中強筋小麥優勢產區，但實際生產中不少品種單一品質指標能達標，但綜合指標達不到中強筋標準。為此，育種中需統籌考慮高產、優質與抗病的問題。首先，配置雜交組合時，親本中有一個生產上推廣的良種、有一個優質親本，有利于保持豐產性和適應性，又能對主要缺點進行改良。其次，抗病性不能過分強調免疫或高抗，避免淘汰部分豐產性好、品質優良和農藝性狀較好的中間材料，只要對當地主要病害達到中抗以上就行，關鍵是耐病性要好，即選擇綜合抗性好或耐病性好的品種。最后，通過解析品質、產量、抗性等目標性狀分子調控網絡，構建高產、優質、抗病協同提升的分子育種技術體系等，加快從源頭推進高產、抗病和優質協同改良進程。

科技發展日新月異，新時期的小麥育種應滿足國家利益、市場需要和人民對美好生活的追求，服務于農業強國戰略。面對不同育種目標，突破性小麥品種各性狀要均衡、協調，有自己突出的特點而沒有致命的弱點，力爭更多地為新時代農業領域新質生產力的發展添力賦能，以回應時代之問、人民之需。目前，對于各個方面的育種目標而言，都有一些符合要求的品種，但具有多種優良性狀的突破性品種依然很少，培育集高產、優質、多抗、綠色高效于一體的突破性品種將是我國小麥育種長期的目標。需要用馬克思主義辯證法指導小麥育種，加快突破性小麥品種培育進程，同時建立配套栽培技術，以最終獲得高產，從數量與質量上保障國家糧食安全。

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[責任編輯：王 麗]

基金項目：河南省現代農業產業技術體系建設（HARS-22-01-G2）

作者簡介：李海泳（1969—），男，河南蘭考人，講師，碩士，主要從事思想政治教育、糧食安全方面的研究。

通信作者：殷貴鴻（1974—），男，河南鄢陵人，研究員，博士，研究生導師。