裴磊，劉新月，劉莉，衛(wèi)云宗

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所，山西臨汾041000）

抗旱小麥新品種‘晉麥98號(hào)’選育研究

裴磊，劉新月，劉莉，衛(wèi)云宗

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所，山西臨汾041000）

針對(duì)山西省干旱缺雨，旱寒交迫和倒春寒嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境，山西省農(nóng)科院小麥研究所旱地小麥育種室以抗旱節(jié)水、高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)為育種目標(biāo)，經(jīng)系譜雜交育種法，通過(guò)水旱交叉生態(tài)選擇、多環(huán)境多點(diǎn)鑒定等手段，并且利用分子標(biāo)記輔助育種新技術(shù)，最終選育出旱地小麥新品種‘晉麥98號(hào)’。該品種含有10個(gè)與水分高效利用緊密連鎖的分子標(biāo)記以及7個(gè)抗旱節(jié)水相關(guān)基因。2013—2014年在山西省南部旱地區(qū)域試驗(yàn)中，2年區(qū)試平均產(chǎn)量4562.3 kg/hm2；比對(duì)照品種‘晉麥47號(hào)’增產(chǎn)9.6%，株高75 cm左右，有效穗數(shù)525萬(wàn)/hm2，穗粒數(shù)30～35粒，千粒重44 g，該品種為冬性、早熟、抗寒、抗旱、抗倒伏、抗干熱風(fēng)，高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、成熟落黃好，綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良，增產(chǎn)潛力大，品質(zhì)優(yōu)良，適應(yīng)性廣?！畷x麥98號(hào)’于2014年11月通過(guò)山西省審定，該品種適宜于山西省南部中熟冬麥區(qū)旱地麥田大面積推廣種植。

‘晉麥98號(hào)’；品種選育；特征；栽培技術(shù)；旱地小麥

0 引言

小麥?zhǔn)侨蠊任镏?，全球小麥種植面積和總產(chǎn)僅次于玉米，是世界約40%人口的主食，是人類的第一大主糧。小麥在中國(guó)是僅次于玉米和水稻的第三大谷物，近年種植面積在2400萬(wàn)hm2左右，約占糧食作物總面積的1/4，其中旱地小麥占全國(guó)小麥總面積的30%以上[1]。山西省小麥種植面積約73.3萬(wàn)hm2，規(guī)模較大，但是小麥單產(chǎn)水平低下，歸其原因是山西省氣候條件特殊、干旱少雨、旱地面積大，旱地小麥占全省小麥面積的70%左右[2]，其旱情危害比周邊河北、河南、山東、陜西等省份更為突出[3]，由于旱災(zāi)、凍災(zāi)等自然災(zāi)害的頻繁發(fā)生，造成小麥產(chǎn)量下降，導(dǎo)致小麥供需矛盾日益加劇[4]，成為影響山西省小麥高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展的主要制約因素[5]。旱地小麥產(chǎn)量的豐欠直接決定著山西省小麥總產(chǎn)的高低[6]，如何提高旱地小麥的產(chǎn)量已成為山西小麥生產(chǎn)的重中之重。研究表明，小麥品種對(duì)作物增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率為30.9%[7]，小麥品種改良對(duì)產(chǎn)量的年貢獻(xiàn)率在1%左右[8]。中國(guó)在20世紀(jì)80年代開(kāi)始運(yùn)用系譜遠(yuǎn)緣雜交法[9]選育出一批抗旱節(jié)水品種，提高了小麥自身的水分利用效率和耐旱性[10]，不但緩解乃至解決干旱危害[11]，還在生產(chǎn)上起到巨大的推動(dòng)作用，例如國(guó)審旱地小麥品種：‘臨旱6號(hào)’[3]、‘晉麥79號(hào)’[12]、‘新麥21’[13]；省審旱地小麥品種：‘臨豐615’[14]、‘晉麥85號(hào)’[15]、‘晉麥91號(hào)’[16]、‘晉麥97號(hào)’[17]、‘晉麥98號(hào)’[18]等等。生產(chǎn)上迫切需要這些能夠適應(yīng)各種氣候條件及地域的廣適型抗旱品種，即在干旱年份穩(wěn)產(chǎn)，在豐水年份又能高產(chǎn)的突出品種。在實(shí)際生產(chǎn)中，土地的價(jià)值被最大化開(kāi)發(fā)，因此套種、輪種就成了最為常見(jiàn)的增產(chǎn)措施。山西省旱地麥區(qū)也由原先的一年一作，慢慢轉(zhuǎn)型為冬麥-玉米、冬麥-大豆或者冬麥-谷子這樣的一年兩作的輪種模式，這就要求冬麥的生育期減少，成熟期提前，為下一輪作物的播種創(chuàng)造有利條件。由于耕作模式的改變，之前提到的已經(jīng)廣泛種植的旱地小麥骨干品種[19]也將慢慢的被淘汰，取而代之的是抗逆性強(qiáng)、適應(yīng)性廣、豐產(chǎn)潛力大、成熟早且商品性好的旱地小麥新品種。

針對(duì)山西省旱地麥區(qū)的生態(tài)特點(diǎn)，以解決高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆、節(jié)水、高效、早熟問(wèn)題為目標(biāo)，將常規(guī)育種與分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)相結(jié)合，通過(guò)系統(tǒng)選擇和異地鑒定，成功的育成了旱地小麥新品種‘晉麥98號(hào)’，通過(guò)大面積示范種植，挖掘旱地小麥高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)潛力，提高小麥產(chǎn)量和種植效益，有力的推動(dòng)了旱地小麥的良性發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 父母本來(lái)源及特性

‘晉麥98號(hào)’的母本‘超優(yōu)67’來(lái)源于北京市農(nóng)學(xué)院，該品種冬性、中早熟、多穗型，株高70～75 cm，抗倒伏，抗寒性強(qiáng)，適應(yīng)性好，穗層整齊，落黃好，籽粒角質(zhì)，白粒，千粒重50 g，產(chǎn)量水平可達(dá)8000 kg/hm2；缺點(diǎn)是抗旱性較差。父本‘臨旱6326’為本課題組培育的抗旱高產(chǎn)小麥品系，主要特點(diǎn)是抗旱性強(qiáng)、越冬性好，分蘗力高，成穗率中等；高產(chǎn)、抗病、多花多實(shí)、熟期偏早[18]。

1.2 選育方法

‘晉麥98號(hào)’是山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所旱地小麥育種室以母本‘超優(yōu)67’，父本‘臨旱6326’，于2004年通過(guò)水旱交叉生態(tài)選擇[20]、多環(huán)境多點(diǎn)鑒定[21]、分子標(biāo)記輔助選擇育種[22]等手段，采用系譜遠(yuǎn)緣雜交育種法選育而成（圖1）。

1.3 選育經(jīng)過(guò)

圖1 晉麥98號(hào)系譜圖

該品種于2004年雜交，經(jīng)系譜選育而成。親本雜交收獲種子16粒；一代在灌溉條件下種植1行，觀察抗病性、豐產(chǎn)潛力，成熟單株11株，全組合混合收割；二代在旱地條件種植10行，考察抗旱性、抗凍性、株高等性狀，分離類型豐富，選優(yōu)良單株19株，株高為80 cm左右，單株成穗8～10個(gè)；三代種株系，收獲8個(gè)株系；四代在田間考察各系群的抗逆性和綜合農(nóng)藝性狀，收獲了抗旱耐凍、成穗較多、結(jié)實(shí)性好的3個(gè)系群；五代選擇遺傳性狀表現(xiàn)穩(wěn)定、綜合性狀好的優(yōu)系群在水、旱2種環(huán)境下進(jìn)行綜合鑒定。2010年該組合以五代出圃13個(gè)品系，進(jìn)行產(chǎn)量鑒定，有7個(gè)品系較對(duì)照增產(chǎn)，2011年進(jìn)行品比試驗(yàn)，并在臨汾堯都區(qū)、洪洞縣、運(yùn)城聞喜縣、河北石家莊等地進(jìn)行抗旱抗凍適應(yīng)性鑒定及測(cè)產(chǎn)，2012年繼續(xù)進(jìn)行產(chǎn)量比較試驗(yàn)，其中編號(hào)‘臨旱5367’的品系連續(xù)3年比對(duì)照產(chǎn)量高、抗性好，品質(zhì)優(yōu)。‘晉麥98號(hào)’于2014年11月經(jīng)山西省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)六屆三次會(huì)議審定通過(guò)，審定編號(hào)為晉審麥2014009。

2 結(jié)果與分析

2.1 特征特性

2.1.1 生物學(xué)特性‘晉麥98號(hào)’冬性，早熟，比對(duì)照‘晉麥47號(hào)’早1～2天。其幼苗半匍匐且分蘗力強(qiáng)。穗子呈長(zhǎng)方形且穗層整齊，長(zhǎng)芒，籽粒硬質(zhì)白粒、株高為75cm，有效穗數(shù)525萬(wàn)/hm2，穗粒數(shù)30～35粒，千粒重44 g。護(hù)穎長(zhǎng)圓形、斜肩、白殼。耐旱耐寒、抗干熱風(fēng)、耐高溫，落黃好。

2.1.2 品質(zhì)分析2013—2014年經(jīng)農(nóng)業(yè)部品質(zhì)測(cè)試中心測(cè)定：容重756.0/724.0(g/L)，蛋白質(zhì)12.1/14.4(%)、濕面筋31.0/30.9(%)、沉降值47.2/40.0(mL)、吸水率56.0/ 58.0(%)、形成時(shí)間4.2(min)、穩(wěn)定時(shí)間5.5/2.8(min)、拉伸面積68 cm2、延伸性147 mm、最大抗延阻力329 E.U。2.1.3分子標(biāo)記檢測(cè)2013年經(jīng)水分利用效率分子標(biāo)記和抗旱基因檢測(cè)[22]，‘晉麥98號(hào)’具有10個(gè)水分高效利用分子標(biāo)記(CWM461-7A，CWM539-3A，WMC3-3B，WMC4-10-5A，Xgwm122-2A，Xgwm156-5A，Xgwm186-5A，Xgwm471-7A，Xgwm595-5A，Xgwm644-3B)；檢測(cè)到7個(gè)抗旱基因(AQP1a，Cer1，Cer5，Cer6，NADP2，WRKY2，WRKY19)。

2.2 產(chǎn)量表現(xiàn)

2.2.1 品比試驗(yàn)該品系2010年參加品系鑒定，該年度旱災(zāi)與寒流雙重脅迫對(duì)生育期內(nèi)的小麥生長(zhǎng)造成了嚴(yán)重影響，在極其惡劣的環(huán)境下，該品系表現(xiàn)出抗旱、抗寒性強(qiáng)，早熟等特點(diǎn)，平均產(chǎn)量2622.0 kg/hm2，比對(duì)照‘晉麥47號(hào)’增產(chǎn)10.9%；2011年參加品比試驗(yàn)，本年度和上一年度相似，又是一個(gè)特大干旱年，平均產(chǎn)量3238.5 kg/hm2，比對(duì)照增產(chǎn)13.6%；2012年繼續(xù)參加品比試驗(yàn)，該年度小麥生育期雨水多于平常年份，平均產(chǎn)量6414.0 kg/hm2，比對(duì)照增產(chǎn)14.1%。

2.2.2 山西省南部旱地區(qū)域試驗(yàn)該品系2013年參加山西省南部旱地區(qū)域試驗(yàn)，平均產(chǎn)量比對(duì)照增產(chǎn)9.3%，為3635.5 kg/hm2；2014年在山西省南部旱地區(qū)域試驗(yàn)中，平均產(chǎn)量比對(duì)照增產(chǎn)9.8%，達(dá)5488.6 kg/hm2；2年平均產(chǎn)量比對(duì)照增產(chǎn)9.6%，達(dá)到4562.3 kg/hm2，2年共試驗(yàn)12個(gè)點(diǎn)，12點(diǎn)均增產(chǎn)，增產(chǎn)點(diǎn)次100%（表1、表2）。

2.2.3 山西省南部旱地生產(chǎn)試驗(yàn)該品系2014年參加山西省南部旱地生產(chǎn)試驗(yàn)，平均產(chǎn)量比對(duì)照增產(chǎn)9.5%，達(dá)5370.1 kg/hm2，7個(gè)試點(diǎn)7點(diǎn)均增產(chǎn)，增產(chǎn)點(diǎn)次100%（表3）。

3 討論與結(jié)論

3.1 豐富的遺傳種質(zhì)是育種成功的基礎(chǔ)

‘晉麥98號(hào)’具有抗旱抗寒、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、成熟早、落黃好的優(yōu)良特性源自于該品種具有廣泛的遺傳背景和基因容量。在其選育過(guò)程中，特別注重優(yōu)質(zhì)親本的引進(jìn)利用，充分利用生態(tài)遠(yuǎn)緣、血緣遠(yuǎn)源、地域遠(yuǎn)源、以及性狀互補(bǔ)等原則，通過(guò)優(yōu)勢(shì)組配、累加重組，育成了具有雙親優(yōu)勢(shì)且超親的優(yōu)質(zhì)基因結(jié)合體，提高了新品種在不同生態(tài)環(huán)境中的適應(yīng)性，增強(qiáng)了新品種對(duì)非生物逆境的抵抗性。

3.2 正確的育種目標(biāo)是育種成功的關(guān)鍵

表1 ‘晉麥98號(hào)’2013年區(qū)試結(jié)果

從建國(guó)之初到20世紀(jì)90年代，小麥育種的首要目標(biāo)就是高產(chǎn)，隨著生產(chǎn)力的不斷提高以及生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變，廣大農(nóng)民所需求的小麥新品種已經(jīng)發(fā)生了細(xì)微的變化，從單一的高產(chǎn)型轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾较?、多功能型的需求，其中包括追求土地利益最大化，即由原先的一年一作，慢慢轉(zhuǎn)型為新型一年兩作的輪種模式，前期作物成熟期的提前，為后期如玉米、大豆、谷子等作物的復(fù)種輪作提供了時(shí)間上的保障。這就要求在新品種選育的初期，把早熟作為一個(gè)必要因子，以抗旱節(jié)水為中心，以豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)為主線，以優(yōu)質(zhì)早熟為目標(biāo)，選擇更加適合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)條件的新品種以取代市場(chǎng)上大面積種植的舊品種，以適應(yīng)擴(kuò)大生產(chǎn)和市場(chǎng)的需求?！畷x麥98號(hào)’緊扣山西省的生態(tài)條件，著重對(duì)抗干旱缺雨，旱寒交迫和倒春寒嚴(yán)重等不利因素，適當(dāng)縮短生育期、提前成熟，為一年兩作的新栽培模式奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。

表2 ‘晉麥98號(hào)’2014年區(qū)試結(jié)果

表3 ‘晉麥98號(hào)’2014年生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果

3.3 有效的選擇方法是育種成功的保證

在小麥新品種選育的過(guò)程中，目的性狀[23]的出現(xiàn)是在一定的選擇壓力下實(shí)現(xiàn)的，客觀環(huán)境的不斷嚴(yán)苛，推進(jìn)了新的育種方法：水旱交替穿梭育種與多環(huán)境多點(diǎn)鑒定就是解決這一難題的辦法，在育種初期輪流在水旱條件下進(jìn)行篩選，確保其后代的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性，在中后期對(duì)優(yōu)良的品系則要進(jìn)行抗旱性鑒定、異地鑒定以及水旱平行鑒定，確保培育出的優(yōu)良品系不但能夠適應(yīng)旱作區(qū)生態(tài)區(qū)域的多樣性，還要求適應(yīng)年景間降雨量的差異，以保證產(chǎn)量水平?！搴?號(hào)’[24]、‘煙農(nóng)24號(hào)’[25]、‘衡0816’[26]都是這樣育成的。只有經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的、多重的選擇壓力，新品種的廣適性才能更加突出的表現(xiàn)出來(lái)。

傳統(tǒng)育種長(zhǎng)期存在著“效率低、周期長(zhǎng)、預(yù)見(jiàn)性差[27]”等問(wèn)題。隨著近些年分子輔助育種技術(shù)的出現(xiàn)，可以對(duì)目標(biāo)形狀直接選擇，使得育種目標(biāo)更加明確，大大加快了傳統(tǒng)育種的進(jìn)程，節(jié)約了寶貴的選育時(shí)間。本研究是對(duì)成體株進(jìn)行了水分利用效率分子標(biāo)記和抗旱基因檢測(cè)，為提高小麥抗旱性和為高水分利用分子設(shè)計(jì)育種提供了理論基礎(chǔ)。未來(lái)必將有更多的育種目標(biāo)基因被發(fā)現(xiàn)以及新的育種規(guī)律被揭示，常規(guī)育種技術(shù)和分子輔助育種技術(shù)相結(jié)合必將會(huì)對(duì)未來(lái)的小麥育種工作產(chǎn)生巨大的、革命性的推動(dòng)。

綜上所述：‘晉麥98號(hào)’的選育，是針對(duì)山西省的氣候生態(tài)特點(diǎn)，將抗旱與水資源高效利用相結(jié)合，重視抗非生物逆境和高資源利用效率的產(chǎn)物。在其育種過(guò)程中，將性狀育種與抗逆育種相結(jié)合，常規(guī)育種與分子育種相結(jié)合，協(xié)調(diào)高產(chǎn)抗旱廣適性狀選育。合理組配親本，早代進(jìn)行產(chǎn)量測(cè)評(píng)；通過(guò)多環(huán)境多點(diǎn)鑒定和水旱交替穿梭育種，增強(qiáng)抗逆性，重視廣適性；在后代材料鑒定中，形成常規(guī)育種與分子標(biāo)記輔助育種相結(jié)合的育種方法，為旱地小麥育種提供了新的思路和新的方法，實(shí)現(xiàn)小麥新品種抗旱抗逆、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)協(xié)調(diào)發(fā)展與同步提高。以此為基礎(chǔ)選育出的‘晉麥98號(hào)’，早熟、抗寒、抗旱、成熟落黃好，綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良。在生產(chǎn)中，通過(guò)良種良法配套，促進(jìn)了山西省旱地小麥生產(chǎn)的持續(xù)穩(wěn)定增產(chǎn)，保障了全省人民“口糧安全”，旱地小麥新品種‘晉麥98號(hào)’開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景廣闊。

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Breeding of New Wheat Variety‘Jinmai 98’with Drought Resistance

Pei Lei,Liu Xinyue,Liu li,Wei Yunzong
(Wheat Research Institute,Shanxi Academy of Agricultural Sciences,Linfen 041000,Shanxi,China)

Aiming at ecological environment characteristics of Shanxi such as drought,less rainfall,cold and serious late spring cold,the Institute of Wheat Research,Shanxi Academy of Agricultural Sciences took drought-resistant,water-saving,high-yield and high-quality as breeding objectives.With pedigree hybridization breeding method,wheat new variety‘Jinmai 98’was bred and selected by irrigated field and dry field,multi-environmental and multiple site identification and molecular marker-assisted breeding.‘Jinmai 98’had 10 molecular markers closely linked with efficient use and 7 genes related to drought resistance and water saving.The variety got an average yield of 4562.3 kg/hm2in dry-land regional tests in south Shanxi in 2013-2014,which was 9.6%higher than the control variety‘Jinmai47’.The plant height was 75 cm,effective panicle number was 5250 thousand/hm2,seeds per ear were 30-35,1000-grain weight was 44 g.The variety was winter wheat with characters of precocity,cold resistance,drought resistance,lodging resistance,dry-hot wind tolerance,high yield,stable yield,good maturity,good comprehensive characters,great production potential,high quality and eurytopicity.The variety was approved in November,2014 in Shanxi Province.It was suitable for large-scale cultivation in dry-land of winter wheat area in south Shanxi.

‘:Jinmai 98’；Variety Breeding；Character；Cultivation Technique；Dry-land Wheat

S332

A論文編號(hào)：cjas16060007

山西省農(nóng)科院育種工程項(xiàng)目“抗旱優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)小麥新品種選育”(16yzgc044)；山西省農(nóng)科院科技攻關(guān)項(xiàng)目“晉麥91號(hào)生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律與產(chǎn)量調(diào)控的研究”(YGG1423)。

裴磊，男，1983年出生，山西臨汾人，助理研究員，碩士，主要從事小麥抗旱栽培與育種研究。通信地址：041000山西省臨汾市幽并街33號(hào)山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所，Tel：0357-2882250，E-mail：heinlein@126.com。

衛(wèi)云宗，男，1962年出生，山西稷山人，研究員，大專，主要從事小麥抗旱栽培與育種研究。通信地址：041000山西省臨汾市幽并街33號(hào)山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所，Tel：0357-2882250，E-mail：weiyzong@163.com。

2016-06-09，

2016-08-11。