弋孝科

小麥是世界上最重要的經(jīng)濟作物之一，如何提高小麥的產(chǎn)量一直備受關(guān)注。近十幾年來，小麥的雜交育種技術(shù)為解決該問題提供了切實可行的解決方案。本研究對小麥高產(chǎn)育種與雜種優(yōu)勢的遺傳學原理原理，表觀特征，研究方法及其利用作出了詳細的介紹，旨在為相關(guān)的農(nóng)業(yè)工作者提供參考。

小麥是世界上最重要的經(jīng)濟作物之一，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，如何提高小麥的產(chǎn)量一直備受關(guān)注。近十幾年來，隨著雜種技術(shù)在小麥高產(chǎn)育種上的應(yīng)用，小麥的產(chǎn)量得到顯著的提高，部分雜種優(yōu)勢在推廣種植中進一步證實了小麥的雜種育種的可行性與適用性。

1、雜種優(yōu)勢的遺傳學原理

雜種優(yōu)勢的形成，最本質(zhì)的原因在于其基因的異質(zhì)性或雜合性（主要）。而基因的異質(zhì)間形成額外的效應(yīng)則被定義為雜種優(yōu)勢。雜種優(yōu)勢的產(chǎn)量性狀被認為是一種復雜的數(shù)量性狀，在微效多基因假說中，產(chǎn)量性狀的控制依賴于多個基因形成的基因體系，在這個體系中，多個基因間相互作用，同時依賴于環(huán)境條件，最終影響其產(chǎn)量性狀的表達。

2、高產(chǎn)小麥的表觀形態(tài)特征及其原理

高產(chǎn)小麥相較于一般的小麥而言，其葉片顏色呈深綠色，該特征表明了葉片中含有較高的葉綠素，表明該品種的小麥植株具有較強的光合作用，能促進小麥的生長發(fā)育，同時生產(chǎn)制造出更多有機物，進而實現(xiàn)高產(chǎn);同時小麥的株葉型也對小麥的高產(chǎn)有影響，高產(chǎn)品種的株葉型為了提高小麥的協(xié)調(diào)性，通常是直立或半直立，葉片較窄，旗葉挺直且上舉，改株葉型的植株具有良好的透光性，可以最大地提高陽光的利用率，同時提高田間小麥種植的的協(xié)調(diào)性;且高產(chǎn)的小麥植株的高度應(yīng)在80—90cm之間，過高時，小麥植株倒伏且生長過程中需消耗過多的養(yǎng)分，過矮時植株葉片緊密，通風透光性差，增加了病蟲害的發(fā)生。

3、雜種小麥的優(yōu)勢

（1）在自然狀態(tài)小麥的雜種優(yōu)勢的原理

小麥的雜種優(yōu)勢在其自然進化的過程中也得到了充分的體現(xiàn)。小麥在自然狀態(tài)下的進化過程中經(jīng)歷了兩次染色體的加倍，成為現(xiàn)在的普通小麥。在這兩次的進化過程中由原始的二倍體小麥加倍成為四倍體的雜種，且在其后通過四倍體的雜種與二倍體原始種的雜交形成了目前我們所看到的六倍體的普通小麥，相比于其祖先，目前的普通小麥的產(chǎn)量已得到了飛躍性質(zhì)的提升。

（2）雜種與普通小麥的優(yōu)勢

有研究結(jié)果表明，小麥籽粒中的有機物大部分來自于花開后功能葉的光合作用的產(chǎn)物，在開化到小麥成熟的在過程中，小麥的千粒重與葉功能的時間呈正相關(guān)。不同品種小麥的功能期存在差異，對高產(chǎn)小麥的分析結(jié)果表明，雜種小麥的葉功能期延長，產(chǎn)量提高;對優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)小麥的評估的另一個重要因素是其必須具備抗病性，不同種植區(qū)受不同病害的影響程度不同，但均對小麥的產(chǎn)量造成嚴重的影響，而研究表明，小麥雜種在抗病性上較普通小麥有顯著的提高，并且能夠?qū)崿F(xiàn)父本與母本抗性的互補，極大地減少了小麥生產(chǎn)過程中病蟲害的發(fā)生概率;同時，在雜種產(chǎn)生小麥籽粒的品質(zhì)方面，相比于普通小麥，其產(chǎn)物蛋白質(zhì)、面筋含量有顯著的提高，且面團的穩(wěn)定時長有所增加。

4、小麥高產(chǎn)育種與雜種優(yōu)勢的研究方法

在小麥雜種優(yōu)勢的利用上，遠緣目標基因與非質(zhì)的問題可通過體細胞雜交技術(shù)解決，該方法確保了生物性安全。研究人員主要對小麥體細胞雜種優(yōu)勢與后代的遺傳規(guī)律進行研究，進而通過不對稱體細胞雜交技術(shù)培育優(yōu)良品種。目前，我國在這方面的研究還未達到試種的要求。通常核質(zhì)雜種在小麥優(yōu)勢利用發(fā)面主要應(yīng)用的是回交置換法：將小麥與細胞質(zhì)基因發(fā)生變異的近緣屬種雜交。這種核質(zhì)雜交育種，主要利用的是節(jié)節(jié)麥、山羊草等的細胞質(zhì)與小麥細胞核雜交，目前選育出的小麥部分品種產(chǎn)物的蛋白質(zhì)含量有所提升，隨著研究的不斷深入，雜種優(yōu)勢將得到充分的發(fā)揮。

化學殺雄法是小麥雜交育種的另一種重要的研究方法。此方法通過化學藥劑抑制小麥雄性的發(fā)育，進而培育出雜交品種，該方法的優(yōu)點是殺雄效果好，且小麥的結(jié)實率會有顯著的提高，且提高母本的性能。但該方法在化學藥劑的選擇要求嚴格，效果好的化學藥劑一般依靠進口，缺點是實施的過程中要求嚴格，且成本較高;國內(nèi)的藥劑雜種效果差，阻止了該方法的推廣使用。

5、小麥高產(chǎn)育種與雜種優(yōu)勢的展望

小麥雜種優(yōu)勢的利用在理論上為小麥產(chǎn)量的提高提供了有力的依據(jù)，但在目前的研究中依然有著較大的困難，小麥高產(chǎn)育種的技術(shù)手段還未成熟，需要相關(guān)的研究工作者結(jié)合水稻、玉米等的研究經(jīng)驗對小麥雜種優(yōu)勢作進一的分析研究。

綜上所述，小麥作為我國最重要的經(jīng)濟作物之一，提高小麥的產(chǎn)量對我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展有著至關(guān)重要的意義。在小麥高產(chǎn)育種的研究中，雜交小麥在產(chǎn)量及抗病性等方面較普通小麥均有顯著的提高，在田間種植時可根據(jù)當?shù)氐沫h(huán)境條件，病蟲害發(fā)生規(guī)律，選擇相應(yīng)的高產(chǎn)抗病品種，最大可能發(fā)揮小麥育種與雜種優(yōu)勢，以達到高產(chǎn)優(yōu)產(chǎn)的目的。

（作者單位：756000寧夏固原市彭陽縣農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)服務(wù)中心）