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优质小麦品种郑麦366的改良

                        李文旭

           河南省作物分子育种研究院

大家好,我是“一麦众承”3号(麦动中原)组的李文旭。本组成员有曹廷杰组长(河南省农科院),苌收伟(退休前工作于鹤壁农科院)、张福彦(河南省科学院同位素研究所)、刘保华(邯郸市农业科学院)、王书平(长江大学)和我。感谢陈红敏老师组织大家进行积极交流,通过平台的交流学习拓展了视野,解决了育种工作中的一些疑问,促进个人去进一步学习。本人2014年入职河南省农科院小麦丰产优质育种团队,随后开始从事小麦育种工作。我从事小麦育种的时间较短,有关品种选育和认识有限,现结合我们团队在优质强筋小麦育种和郑麦366改良方面的工作完成此文,与大家交流,谬误之处,烦请各位专家指正!

1  首先介绍一下团队优质强筋品种选育的过程

杂交组合:每年配制近千个组合,其中优质组合400-500个(含三交组合100个左右);

F1代:42粒种子,人工点播,2米宽窄行种植,株距10cm。重点筛选抗病性、抗倒性、籽粒饱满度;

F2代:1000粒左右,点播机小区播种,株距10cm。重点筛选抗性、株高、穗型、籽粒饱满度,小区选择0-200个单株左右;

F3代:42粒种子,人工点播,2米宽窄行种植,株距10cm,田间重点筛选株系的株高、丰产性、抗性,组合淘汰率20-30%,株系淘汰率70-85%;室内考察籽粒饱满度、大小等;品质重点测定沉降值指标;

F4代-F6代:播种方法同F3代,田间重点筛选株系的丰产性、抗性;室内籽粒饱满度;品质筛选沉降值、面筋指数和粉质指标;

高代品系:大约150个高代品系/年,4米长6行小区种植,2个重复,田间筛选丰产性、抗倒伏性;品质指标按照国家品种审定标准测定。随后挑选8-10个优异品系参加团队多点鉴定试验,鉴定丰产性和品质稳定性,最终选出2-3个突出品系参试。

2  优质亲本的组配

     团队在组配和改良优质亲本主要是用采用双交和三交,主要原因是三交以上多个亲本组配后代遗传基础复杂,后代分离更加疯狂,育种周期增加,获得目标株系的可能性更低。优质亲本的选择方面,基本上国内的主要优质品种都有尝试,注重河南品种与其他省份优质品种的组配,增加品种的遗传基础;组配过程种考虑双亲的抗病性、株高、丰产性,主要有优/优、抗/优、高产/优组合。结合生产需求,其中至少有1个亲本为矮杆。常用的高产或抗病亲本主要有周麦22、矮抗58、浚35、济麦22、济麦20、百农4199、百农418、驻麦328等;优质品种主要根据它们的系谱选用:新麦系列、泛麦系列、淮麦(核)系列、济麦系列、安科系列、山农26、科农2009、济麦44、中麦578、西农20、西农1125、豫农416、轮选2000、稷麦666A、中原20等。整体来说,用的亲本材料比较杂,各种类型都进行尝试,特别是新品种(材料)会大量组配,从而了解材料的特性。

3  品质指标检测和后代选择

    优质组合品质分析早代检测沉降值,确定重点株系,及早决定组合选择方向。测定沉降值时,强筋对照为新麦26、郑麦366;弱筋对照为郑麦004,优于对照的品系重点关注。团队在前期大量积累沉降值数据的基础,近几年尝试建立近红外谷物分析仪测定沉降值模型,目前这个方法在区分同一个组合后代的品质差异方面效果较好。中高代主要测定面筋指数、粉质拉伸、糊化特性。对于多点鉴定优异品系,制作面包、馒头、面条等制品进行评价,以便向食品加工企业推荐品种。后代选择上,我们主要应用系谱选择,早代重点控制株高、抗病性、籽粒饱满度、穗部结实性等;高代主要考虑群体、抗倒性、籽粒性状等。

4  近几年育成的主要优质强筋品种

5  郑麦366的改良品种

郑麦366是团队自育品种,主要优点是矮杆、籽粒容重高、籽粒外观商品性好、品质稳定,河南省东部和中部常年都能达到中强筋标准,缺点是开颖、倒春寒敏感、感纹枯病。针对其优缺点,团队开展了郑麦366的改良,选育出郑麦119、郑麦369、郑麦158、郑麦918等优质品种。

郑麦119是以弱冬性济麦1号为母本,组配时主要考虑其根系活力强,耐渍、耐瘠薄,叶功能期长,成熟落黄好。郑麦119继承郑麦366品质特性的基础上,籽粒性状表现超亲,粒重达到47-49g。郑麦119基本解决了郑麦366的开颖问题,但是其冬性较弱,适合在河南省中晚茬和湖北北部种植。

郑麦369(郑麦366/良星99)组配主要考虑良星99抗倒伏能力较突出、籽粒角质、抗寒性,产量水平较高。郑麦369同样解决了开颖问题,春季抗倒春寒能力和产量都有所提高,抗倒伏能力较好,生产上没有明显风险。遗憾的是品质没有达到中强筋,其亚基组合优,近几年我们重点以它为亲本改良品质特性。

郑麦158亲本之一Bigeaz-250-96引自保加利亚,春性、籽粒红色、角质、饱满度差、株高100cm,(Bigeaz-250/96)/周麦16组配主要考虑降低株高、提高适应性,进一步复交郑麦366提高其品质指标。郑麦158继承了其粒色特性(籽粒红色、角质),其品质指标稳定时间和拉伸特性都较郑麦366提升,但是湿面筋含量偏低;在农艺性状上株高略高,抗倒性和抗病性中等,穗型变粗变长,粒重略低(42g左右)。

郑麦918是团队近年来选育的丰产性较好的优质中强筋小麦品种,两年区试产量均较对照增产12%以上;品质均达到优质中强筋小麦标准,主要问题是湿面筋含量较低(30.4%、28.6%),其他指标均达到强筋小麦标准。配制组合考虑到三个亲本品种都为优质、农艺性状优良,其中郑麦366和泛麦065050粒重(42g左右)较低,第三个亲本选用郑麦7698籽粒商品性好,粒重较高(44-47g),选育的郑麦918粒重在46-50g左右。其株高80cm,群体40万左右,穗粒数36粒左右,穗长方形,倒春寒较轻,穗部结实性较好;。

除了本团队以外,国内其他育种同行也应用郑麦366选育出多个优质品种,郑天存老师团队选育出强筋品种存麦5号(周麦16/郑麦366)、中强筋品种存麦21(存麦5号/周麦21)在稳定时间和拉伸特性有较大提高。西北农林大学王辉老师团队选育的西农20(郑麦366/陕农981//郑麦366)达到强筋小麦标准,湿面筋含量、稳定时间和拉伸特性协调性较好,株高与郑麦366相当。泰安市农科院的选育的泰科麦33(郑麦366/淮阴9908)在黄淮北片品质达到中强筋,能够安全越冬、抵御春季倒春寒,对于郑麦366的改良也是突破。

6  存在的问题

6.1 品质指标的均衡 团队以郑麦366为亲本改良获得了多个中强筋小麦新品种,但是遗憾的都没有达到强筋标准,主要存在的问题是湿面筋含量低。目前,国家和省里参试的优质品种在吸水率、稳定时间、延展特性方面存在不足,因此没有达到强筋或者中强筋的标准。如何去提升小麦的品质指标使其各项指标更加均衡稳定是优质强筋小麦育种的难点。藁城农科院的杨海川老师在值日文章也提到了优质品种面筋含量低的问题,面筋积值法是早代筛选品质均衡的一种有效手段。针对品质指标均衡性,育种方面我们也尝试应用品质过硬的强筋的品种去改良优质强(中强)筋品种,同时也开展了优质品种亚基组成和含量优化的分子育种,但是目前获得的材料在株高、抗倒性、籽粒性状、丰产性方面还要诸多不足,所以大多都作为中间材料进一步改良。

6.2 种质资源的改良  众所周知河南小麦品种的遗传基础比较狭窄,但是优质强筋小麦的品种遗传背景更为狭窄,每年在组配优质组合的时候,都为用那个优质强筋品种(材料)发愁,主要优质强筋品种(系)基本都组配过杂交组合。最新审定或者参试的优质强筋品种出现后,生产上随后就会陆续出现以其为亲本选育的新品种。从国内品质突破性的优质强筋小麦的选育经验来看,优质种质资源的引进和改良是品质提升的有效途径,如临汾5064、美国优质资源lancota等应用选育出济南17、济麦20、济麦44;西北农林八倍体小偃麦957、99534(长穗偃麦草后代)、国外优质材料的应用等利用选育出陕麦159、陕优225、西农511等;河北省藁城市农科所用波兰硬粒小麦、地方品种临漳麦选育出藁城系列小麦,中国农科院作物所应用澳大利亚Sunstate选育出的中麦578。因此资源改良要做,特别时育种科研单位,手中掌握着一定数量的资源材料,了解生产需要,承担科研原始创新压力。我们每年会配置少量组合,但是总体重视程度不够,主要目标还是放在品种选育。

附:郑麦918品种特征图片

​                             苗  期  

                        齐穗期

作者简介:李文旭,男,副研究员,民盟盟员。1982年6月出生,2014年博士研究生毕业后就职于河南省农业科学院,一直从事小麦育种工作

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