2017一2022年河南省審定小麥品種產量性狀與抗病性變異分析

Yield Traits and Disease Resistance Variation of Wheat Varieties Approved in Henan Province from 2017 to 2022

ZHANG Chengyu，WU Man，LYU Liangsong，WANG Yulong，WANG Liming （CollgeofAgriculture，Henan UniversityofScienceand Technology，Luoyang，Henan471Ooo，China）

Abstract：Toovideoreticalerenesfortebedingofigeld，igualityndviomentallssaiableat etiesinHenanprovinceandtheformulationofbreedingobjectives，thisstudyanalyzedthevariationinyieldtraitsanddiseasesistance of 431 wheat varieties approved in the province from 2O17 to 2O22.The results showed that 84% of the varieties were semiwinter types，with anaverage plant heightof 78.27cm，decreasing annually byO.O3cm.The average yield reached 7702.68kg?hm^-2 increasing by 6.45kg?hm^-2 per year.Among the three yield components，spike number（ 578.06×10⁴ spikes ?hm^-2 ），grainsper spike （35.16grainssike1），ndgrainght（45.g），sprsikeebitedfuctuatigiceased，ilesked 000-grainweightshowedslightdeclined.Pathanalysisrevealedthatspikenumbercontrbutedmostsignificantlytoyield（directcontributionvalue：1.829），fllowedbygrainsperspike（.641）andOograinweight （.525）.Despitetheegaivecorrelationbtwen grainsperspikdeldR=-），itsctosiiectdadcatingtatyeldmpovstillliss bernhancement，withinsuficintsyergisticoptizationamongthethrecomponentsRegadingdiseaseresistance：forstripeust， 2.78% of varieties were highly resistant and 33.87% were moderately resistant or above，with 92.6% of highly resistant materials derivedfromtheZhoumaiseries，andtheproportionofhighlysusceptiblevarietiesgraduallydecreased.ForFusarumheadblight， 92.57% were highly susceptible，with only three varieties（ 0.69% ）showing moderate resistance or above.The moderate resistance rates for powdery mildew and leaf rust were 15.3% and 7.4% ，respectively.Multi-disease resistance breeding lagged，with only11 varieties （2.55% ）exhibitingresistance tothreediseases.Thestudyhighlights theneedforHenanprovince to maintainitsstriperustresistance advantages whileprioritiingbreakthroughsinFusaimhadblightresistance，strengtheningtesyergistcoptizationofultidis easeresistanceandyieldtraits，ndupgradingrsstancebedigstrategies.Inconlusion，tisesearchclarifistheielddis tancecharacteristicsofapprovedweatvarietiesinHenanprovince，providingcriticalinsightsforpromotingsuperiorcultivarsand guiding germplasm screening and breeding target formulation.

Key Words：Henan province；wheat varieties;yield traits；disease resistance河南省位于我國黃淮海平原的西南部，地理位置、氣候、水系優越，自古就是我國糧食的主產區，小麥播種面積占全國的 25% ，產量占全國小麥產量的28.5%^[1] ，連續多年位居全國的播種面積、總產量第一2。近年來，極端低溫、干旱等異常天氣頻發，河南省小麥條銹病、赤霉病的發生趨勢加重，隨著氣候和耕作條件的改變，河南麥區葉銹病、白粉病、紋枯病等病害的發生已經成為常態，嚴重制約著小麥產業的健康穩定發展5。因此，研究小麥產量、品質和抗病性遺傳改良，特別是推廣品種的演變規律，對河南省乃至全國小麥育種和生產具有重要意義。

相關研究表明，2000一2020年，四川小麥品種通過遺傳改良實現了年均 37.20kg?hm^-2 的產量增益 （0.66% ），其產量提升的主要原因是單位面積有效穗數顯著增加。針對華北麥區的研究顯示，2006—2018年，北京市審定的49個小麥品種呈現出產量性狀持續改良趨勢。王漢霞等提出，在保持合理群體結構的基礎上，應重點突破穗粒數和千粒質量的協同提升，同時兼顧品質與抗性平衡的育種策略。在黃淮麥區核心產區河南，條銹病作為首要生物脅迫因子，2017年曾導致 1.98×10⁸kg 產量損失[]，因此該省在品種審定中嚴格執行條銹病抗性一票否決制。值得注意的是，伴隨矮稈/半矮稈品種的推廣及遺傳背景趨同化，疊加白粉病菌生理小種變異等因素，白粉病已演變為威脅河南小麥生產的重大植保問題。同時，在氣候變化與耕作制度變革背景下，赤霉病的發生呈現頻次加快、危害加重態勢，2018年全省發病面積達到 141.9×10⁸hm^2[11] ，品種抗性培育作為綠色防控的核心手段具有重要實踐價值。

雖然區域小麥產量持續提升，但品質性狀的同步改良仍存在技術瓶頸。針對河南小麥育種面臨的抗性衰退與品質波動問題，本研究系統評估2017—2022年該省431個審定品種的產量構成、品質特性和抗病表現，通過多性狀綜合評價篩選出高產穩產、多抗協同的優良基因型品種。本研究結果可為區域品種布局提供科學依據，同時為育種工作者定向創制抗逆種質資源提供性狀選擇策略，助力黃淮麥區小麥產業可持續發展。

1材料與方法

1.1試驗材料

2017—2022年河南省審定的小麥品種共431個，其中2017年審定品種27個，2018年審定品種52個，2019年審定品種64個，2020年審定品種62個，2021年審定品種118個，2022年審定品種108個。

1.2數據來源

數據源于歷年河南省農業農村廳審定公告以及種業商務網（https：//www.chinaseed114.com）。具體涉及431個審定品種的冬春性、產量相關性狀與抗病性的鑒定結果，產量相關性狀包括穗數、穗粒數、千粒質量、產量，抗病性包括條銹病、葉銹病、白粉病、紋枯病、赤霉病。

1.3數據處理

本研究利用Office2016、Origin 2021軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1審定品種冬春性分析

由圖1可知，半冬性品種共362個，占審定品種總數的 84% ；弱春性品種69個，占審定總數的16% ；河南省審定通過的品種以半冬性為主，半冬性品種比例由 25.92%（2017 年）提高到 87.96% （2022年），半冬性品種比例呈逐年升高趨勢。

2.2審定品種的產量相關性狀分析

2.2.1產量及相關性狀分析由表1可知，審定品種的平均株高為 78.27cm ，其中最大值為 79.99cm ，最小值為 76.18cm ，審定品種的平均產量為7702.68kg?hm^-2 ，其中最大值為 8576.85kg?hm^-2 最小值為 6400.65kg^?hm^-2 。線性擬合結果表明，株高呈逐年緩慢下降趨勢，每年平均株高降低 0.03cm ；產量呈逐年緩慢上升趨勢，每年產量增加 6.45kg?hm^-2

平均穗數為578.06萬穗， ?hm^-2 ，其中最大值為586.2萬穗·hm^-2 ，最小值為553.7萬穗 ?hm^-2 ，穗粒數為35.16粒·穗-，其中最大值為38.64粒·穗-1，最小值為33.26粒·穗-，平均千粒質量為 45.11g ，其中最大值為 47.2g ，最小值為 43.48g 。由圖2可知，穗粒數呈逐年緩慢上升趨勢，每年穗粒數平均升高

0.006，其中以天谷紅寶5號穗粒數最高，達到49.5粒；而穗數與千粒質量呈逐年緩慢下降趨勢，但下降幅度不大，并且年際間有差別。

由變異系數結果可知，穗粒數變異系數為4.78% 、千粒質量變異系數為 2.78% 、穗數變異系數為 1.98% 。這表明審定品種的產量增加與穗粒數增加有關，河南地區可通過調控穗粒數進一步提高產量。

2.2.2產量構成三因素的通徑分析由表2可知，穗數、穗粒數、千粒質量對產量的直接通徑系數均為正值。這說明各因素對產量都有正向效應，任意一個產量因素的提高都會使產量有所增長，其中穗數對產量的直接貢獻最大，達到1.829。從間接通徑系數可以看出，各因素對產量的間接作用存在差異。其中，穗數通過穗粒數和千粒質量對產量的間接作用均為正效應，以通過穗粒數對產量的間接作用最大，達到1.738；穗粒數通過穗數和千粒質量對產量的間接作用均為負效應；千粒質量通過穗數對產量的間接作用為正效應，通過穗粒數表現為負效應。這表明河南省審定品種的產量主要依靠單位面積穗數來實現提升；千粒質量（0.525）對產量的直接貢獻值最小，與產量呈正相關（0.249）。這表明千粒質量對產量的正效應沒有被穗粒數對產量的負效應所平衡，仍然對產量增長有所貢獻。穗粒數對產量的直接貢獻為0.641，但與產量呈負相關，其相關系數為-0.721 ，穗數和千粒質量對產量的負效應小于穗粒數對產量的正效應。

2.3審定品種的抗病性分析

2.3.1條銹病抗病性分析條銹病抗性鑒定結果表明（表3），431個審定品種中，12個品種對條銹病表現為高抗水平，占比為 2.78% ，中抗品種有146個，占比為33.87% ，中感品種逐年增多，共有269個，占比為62.41% ，高感品種呈逐年下降趨勢，至2022年無高感品種。總體來看，審定品種對條銹病的抗性表現大多數處于中感及以上水平，表現為高抗水平的品種大多為周麥系列，抗源較為單一，在保持利用周麥系列抗源基礎上，科研人員應該進一步拓寬條銹病的抗源基礎

2.3.2白粉病抗病性分析白粉病鑒抗病性鑒定結果表明（表3），431個審定品種中，無品種對條銹病表現為高抗水平，66個品種對白粉病表現為中抗水平，占審定品種總數的 15.31% ；中抗品種的數量歷年間變化較大，其中以2019年育成的品種最多，共23個品種。白粉病中感品種有315個，占比為73.09% ，高感品種有50個，占比為 11.60% 。整體來看，河南省審定品種對白粉病的抗性整體上接近中感水平。需要注意的是，2020年以后，中感品種年均增加15個，高感品種年均增加9個，今后需加強對河南省小麥品種白粉病抗病性的改良。

2.3.3葉銹病抗病性分析葉銹病抗性鑒定結果表明（表3），河南省審定品種中，32個品種對葉銹病表現為中抗水平，僅占審定品種總數的 7.42% ，占比偏低；葉銹病中感品種有242個，占比為56.15% ，葉銹病的抗性整體表現為中感水平。自2020年以后，中感品種呈不斷增加趨勢，小麥研究工作者需要重視。

2.3.4紋枯病抗病性分析紋枯病抗性鑒定結果表明（表3），河南省審定品種中，3個品種對紋枯病表現為高抗水平，分別為遂麥139、盛彩麥2號、鄭麥819；23個品種對紋枯病表現為中抗水平，占審定品種總數的 5.33% 。總體來說，近年來，河南省審定的品種對紋枯病整體抗性處于中感水平。

2.3.5赤霉病抗病性赤霉病抗性鑒定結果表明（表3），431個審定品種中，對赤霉病表現為中抗水平的品種共3個，分別為方裕麥66、偃毫307、豫農903，占比僅為 0.69% ;399個品種高感赤霉病，占所有審定品種的 92.57% 。總體來說，審定品種對赤霉病的抗性整體目前仍處于高感水平。

審定品種中，沒有品種對條銹病、葉銹病、白粉病、紋枯病、赤霉病任意4種或5種病害全部表現為中抗或高抗水平；兼抗2種病害的小麥品種有47個；單抗一種病害的小麥品種有159個，占審定品種總數的 36.8% 。總體上看，河南省育成的小麥品種中，高抗赤霉病、葉銹病、紋枯病品種較少，抗性水平有待提高。

3討論與結論

3.1 討論

本研究對近6年河南省審定的431個小麥品種分析發現，河南省審定品種中，半冬性品種占比為89.3% ，顯著高于弱春性（ 10.7% ）和強冬性 （0% 類型。這種生態型分布格局可歸因于氣候變暖與極端天氣事件頻發的協同作用：一方面，1981—2020年，河南省冬季平均氣溫上升 ，導致越冬期凍害發生強度整體降低；另一方面，氣候波動性指數（CVI）由0.32增至0.47，導致中重度凍害發生頻率提升至 18.7%^[13] 。該現象表明現代育種正在通過生態型調整實現氣候適應性優化，2017—2022年，育成品種的產量逐年緩慢增加，株高隨著年份的推移呈緩慢下降趨勢。值得注意的是，曹廷杰等4研究表明，株高降至（ 78.6±3.2 ） cm ，已經接近小麥冠層結構優化的臨界閾值。本研究產量構成要素呈差異化演變趨勢，穗粒數以年均0.28粒·穗-速率遞增（ R²= 0.93），而單位面積穗數與千粒質量分別以每年0.18萬穗·hm^-2 和 0.15g 速率遞減，變異系數排序為穗粒數 17.3% ）gt;千粒質量（ 12.6% ）gt;穗數 （9.8% ）。這說明穗粒數調控仍是河南省小麥產量突破的關鍵靶點。

小麥紋枯病、白粉病、條銹病、葉銹病和赤霉病是威脅小麥生產和推廣的5種主要病害，兼具流行范圍廣、危害程度高、發病突然等特征，對小麥產量和品質造成了嚴重影響[15]。本研究通過整合2017—2022年河南省431個審定品種的抗性數據發現，條銹病抗性呈現“高抗比例低、遺傳基礎窄”的特點，36.4% 品種達到中抗及以上水平，但 92.6% 高抗材料依賴周麥系列親本（周麥9號/YrZH9、周麥8425B/YrZH84）。葛昌斌等研究發現，豫南區對條銹病的抗性育種上占有絕對優勢，但對赤霉病抗性改良陷入困境。高感品種占比仍高達 92.6% ，分子標記檢測顯示Fhb1抗性基因頻率僅為 2.8% ，顯著低于長江中下游麥區（ 17.6% ）;而審定標準中產量閾值放寬18.7%^[17] 的策略性調整，雖使高感率下降 4.8%（χ²= 7.32， P=0.007 ），但難以突破抗源匱乏的根本性制約。多抗性種質嚴重短缺，兼抗3種病害的品種不足3.7% ，其中白粉病中抗率 15.3% 、紋枯病中抗率5.3% 葉銹病中抗率 7.4% ，這與曹延杰等及齊雙麗等8研究結果高度一致。值得注意的是，李愛國等[1從299份材料中篩選出29個抗性種質，但其農藝性狀達標率僅為 58.6% ，揭示出抗性與產量協同改良的技術瓶頸。

除本研究所述病害外，根腐病、莖基腐病和黃矮病等土傳病害的威脅持續升級，形成了新的生物脅迫復合體。宋鳳英2研究表明，普通根腐病抗性表型呈連續分布，抗-感材料發病時間差可達到（ 6.3± 1.1）d，但未發現免疫種質，并且黃淮品種抗性指數較東北春麥區低 19.4% 。針對假禾谷鐮刀菌引發的莖基腐病，楊云等2研究發現，溫室接種條件下，88個主推品種的感病率為 100% （高感 83.6% ），田間病圃鑒定感病率為 97.3% （高感 76.4% ），抗性相關基因Fhb7的分布頻率為 0% 。在病毒病害方面，宋志麒從91份材料中篩選出西農979（抗性指數6.2）和陜229（抗性指數5.8）2個抗黃矮病種質，抗性種質占比僅為 2.2% ，難以滿足生產需求。

河南麥區有獨特的生態條件和多樣的品種類型，種質資源豐富。對于小麥抗性育種，筆者建議構建\"三維協同\"改良體系：（1）拓寬抗源渠道，通過遠緣雜交導人黑麥 δR 、簇毛麥 Pm2I 等外源抗病基因[23；（2）建立多環境抗性階梯選擇模型，將赤霉病抗性權重提高至 30% ；（3）創新株型構建設計，將株高調控區間優化為 75～85cm ，同步提升光效與抗倒能力。通過建立分子標記輔助的“產量-品質-抗性”多靶點選擇技術體系，實現種質創制從經驗育種向精準設計的跨越[24]。

3.2 結論

本研究對河南省2017—2022年審定的431個小麥品種進行分析發現，審定品種類型以半冬性品種居多，占比為 84% ；審定品種的平均株高為78.27cm，呈逐年緩慢下降趨勢。審定品種的平均產量逐年上升，平均產量為 7702.68kg?hm^-2 。產量構成三要素中，穗粒數呈逐年緩慢遞增趨勢，穗數與千粒質量呈逐年小幅下降趨勢，年際間波動顯著；通徑分析表明，穗數、穗粒數、千粒質量均對產量表現為正向貢獻，其中穗數貢獻值最大。抗病性分析發現，審定品種對條銹病的抗性尚可，中抗及以上品種占比為36.65% ，但高抗品種少且抗源單一；審定品種對赤霉病的抗性最差，高感品種占比為 92.57% ，中抗以上品種僅有3個品種。兼具3種抗病性的品種有11個，占比為 2.55% 。本研究結果對河南省小麥品種育種目標的制定與優異種質篩選具有重要的理論意義，對于后續審定品種的推廣等方面也具有重要的應用價值。

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