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小麦品种平麦189的选育及体会

各位老师好!我是平顶山市农科院余从文,按照组长王世刚的安排,代表“一麦众承”16号(依麦走天下)组值日。我组成员还有张存利、田香伟、吴海彬、张宇庆、慕芳、单天雷、李浩老师。

首先,作为新进成员,同样感谢陈红敏老师组织搭建的“一麦众承”平台,让我直接或间接认识了许多小麦界同仁和专家,对原已认识的老师加深了更进一步的了解,同时也收获颇丰,很多经典的经验、方法和语录已珍藏,以便日后温故知新。其实与红敏老师已认识多年,曾经还在一个小麦联合体里共事,共同考察试验和进行年度总结,那时就知道她有农业的情怀和对小麦育种事业的热情执着,但没想到的是她还有如此强的领导和组织能力,把省内外众多从事小麦相关领域研究的人才集聚起来,共商“藏粮于技”国家战略落实落地。

其次,自加入“一麦众承”4个月来,群里的人数由入群时100人左右迅速壮大到今天的260余人,将来还要发展到360人,充分显示了该群强大的生命力,假以时日,定会影响全国、惊动高层。每天默默拜读值日文章和聆听各位老师热情洋溢讨论发言,已成为我除“学习强国”之外的必须打卡地。按“群规”今由我值日,与其他老师相比,仅是充数和凑热闹而已,既没有成功的经验与大家交流,也没有可复制的方法值得推广,更没有“高、大、上”的理论与其分享,只是把自己多年工作按传统的方式做了简浅的总结,不妥之处,批评指正,如误大家时间,敬请海涵。

再次,平时在群里很少“冒泡”,深知自己才疏学浅,知识老化,更不贸然发言。近年虽然参加一些知识更新工程等高层论坛和高研班学习培训,也只是零碎的学点词、认点人,没有系统的学习,更没有开展实操研究。因此,值日过程中,对大家反馈的问题,期盼群里各位老师和本组成员一并积极回应,尤其是组长王世刚老师,理论基础扎实,实践经验丰富,回答幽默、简洁、睿智,可“舌辩群雄”。为避免冷场,不胜感激。

摘要:平麦189是平顶山市农业科学院以周麦16为母本,以自育抗旱丰产品系平麦02-16为父本进行有性杂交,经过十多年定向选择、系统选择而育成的一个稳产、抗病、抗倒、抗旱、抗干热风和广适性强的小麦新品种。在选育过程中创新采用了以'系谱法选育 低代品系(F1-4代)水旱交替选择 高代品系(F5代后)水旱平行鉴定 多点多地广适性鉴定’为主的育种技术路线,这种育种方式充分发挥了环境压力的筛选作用,遗传基因表达更充分,更有助于后代的遗传分离和选择。平麦189适宜在河南省(除信阳和南阳的部分区域)、山东菏泽地区、安徽省的淮北地区、江苏省的淮北地区、陕西关中地区等地区种植。

小麦是我国主要粮食作物之一,种植面积占粮食作物总面积的22%左右,产量占粮食总产的20%以上,是我国主要的商品粮和战略储备粮品种,在粮食生产、流通和消费中具有重要地位,发展小麦生产对我国国民经济发展和人民生活具有重要意义[1]。黄淮南片麦区是我国第一大麦区,包括河南省大部分地区(除信阳和南阳的部分区域)、山东菏泽地区、安徽省的淮北地区、江苏省的淮北地区、陕西关中地区。常年麦播面积866.7万hm2以上,面积和总产均占全国的40%以上,因此,该区小麦的丰歉对于国家粮食安全至关重要[2-3]。近年来黄淮南片麦区小麦生育期间气候多变,冻害、干旱等气象灾害和病虫发生特点年度间差异较大,对该区小麦生产及品种利用格局产生了重大影响[4]。

平顶山地处伏牛山东麓,是亚热带向暖温带过度区,气候独特且生态较为脆弱,但却为小麦抗逆育种和适应性提供了独有的自然条件[5]。多年来,平顶山市农科院小麦育种课题组一直致力于小麦品种的抗逆性研究,先后培育出了平麦998、平麦02-16,平麦20等品种。为适应小麦产业发展需求,培育出稳产高产,抗性强的品种,平顶山农科院利用周麦16和平麦02-16为亲本,经过连续十多年的改良系谱法定向选择,成功培育出一个集稳产、抗病、抗倒、抗旱、抗干热风和广适性的小麦新品种-平麦189。 

1 材料与方法

1.1育种目标

  培育具有高产潜力的优良品种一直是小麦育种的主要目标,根据胡琳[6]、林作楫[7]和李向东[8]等的研究,结合近年来河南省和黄淮南片气候变化特点,旱涝、干热风及倒春寒等突发性灾害增多,同时病虫害有连年加重趋势,平顶山市农科院小麦课题组把“高产稳产、节水抗旱、多抗广适”作为育种目标,以“稳产兼具高产潜力、产量三要素协调、抗病、抗旱、抗倒伏、抗干热风、商品性好”作为具体选育标准。

1.2亲本来源


              图1  平麦189系谱图

1.3 选育经过

2004年4月,以高产稳产小麦品种周麦16为母本,以自育抗旱丰产品系平麦02-16为父本,进行有性杂交;2004-2008年,F1-F4代经过连续干旱、灌溉交替选择,最终筛选出18个符合目标的株系;2008-2010经过连续2年的水旱并行试验,最终筛选出2个F6代重点品系;2010-2013,经过多点鉴定、株系提纯等,最终确定编号0418-9品系,产量突出,节水抗旱能力强,综合性状优,符合预期育种目标,于2013年命名为平麦189;2013-2017完成河南省旱地小麦品种周期试验(1年品比,2年区试,1年生试);2018年,通过河南省审定(审定编号:豫审麦20180044);2016-2019完成黄淮南片小麦试验联合体周期试验(2年区试,1年生试);2020年通过国家主要农作物品种审定委员会审定,审定编号国审麦20200090。
  

                    图2 平麦189选育经过


2 结果与分析

2.1 主要生物学特征

平麦189属半冬性中早熟品种,全生育期217.4d,与对照周麦18相当。幼苗半直立,叶片细长,叶色深绿,分蘖力强。株高80cm左右,株型松散适中,抗倒性较强。整齐度较好,穗层厚,熟相好。穗型长方形,长芒,白粒,籽粒半角质,饱满度好。亩穗数41.1万穗,穗粒数34.1粒,千粒重43.2g。

2.2 抗病性鉴定

平麦189经中国农业科学院植物保护研究所抗病性鉴定:2016-2017年度表现为慢条锈病、中感叶锈病、纹枯病、赤霉病、高感白粉病;2017-2018年度表现为慢条锈病、中抗叶锈病、中感纹枯病、赤霉病、白粉病。

                 表1 平麦189抗病性鉴定结果

2.3 品质分析

平麦189在 2016 年9月由育种单位提供样品,试验汇总单位统一提交农业部谷物品质检测中心(北京)进行品质检测籽粒容重812克/升、蛋白质含量14.77%、湿面筋含量32.3%、稳定时间4.6分钟、吸水率54.2%;2018 年 7 月由承试点提供样品,试验汇总单位混样后统一提交农业部谷物品质检测中心(北京)进行品质检测籽粒容重804克/升,蛋白质含量13.56%,湿面筋含量31.7%,稳定时间5.5分钟,吸水率57%。
               表2 平麦189品质检测结果

2.4 抗旱性鉴定

依据洛阳农林科学院2014年度抗旱性鉴定结果:平麦189抗旱指数0.921,抗旱级别3级,抗旱评价中等。

2.5 产量表现

平麦189参加2014-2016年度河南省旱地组小麦新品种区域试验两年平均产量6268.5kg/hm2,较对照洛旱7号增产5.74%,增产极显著;2016-2017年度参加河南省旱地小麦新品种生产试验平均产量6019.5kg/hm2,较对照洛旱7号增产3.3%;同年度参加丰乐种业黄淮南片冬麦区小麦联合体品种区域试验,平均产量8247 kg/hm2,比对照周麦18增产2.11%,21点汇总,14点增产,增产点率66.7%;2017-2018年度续试,平均产量6874.5 kg/hm2,比对照周麦18增产4.24%,23点汇总,19点增产,增产点率82.9%,增产达显著水平;2018-2019年度参加丰乐种业黄淮南片冬麦区小麦联合体品种生产试验,平均产量8692.5 kg/hm2,比对照周麦18增产6.04%,22点汇总,22点增产,增产点率100%,增产达极显著水平。

                  表3 平麦189产量结果

2.6适宜地区及栽培技术要点

适宜黄淮冬麦区南片的河南省除信阳市和南阳市南部部分地区以外的平原、丘陵地区,陕西省西安、渭南、咸阳、铜川和宝鸡市灌区,江苏省淮河、苏北灌溉总渠以北地区,安徽省沿淮及淮河以北地区高中水肥地块早中茬种植。适宜播期10月上中旬;适宜播量150-190kg/hm2,基本苗240-300万/hm2,每推迟三天加播量15kg/hm2;抽穗期前后注意加强防治赤霉病、白粉病、纹枯病等病虫害。

3 体会与思考

3.1合理的亲本选择是育种成功的基础


育种目标确定后,进行合理的亲本选配是实现育种目标和育成品种的基础。赵吉平[9]认为小麦多抗育种在选择引进亲本时,需关注亲本的适应性。故平麦189在亲本选配时选择了当时当地推广面积较大的周麦16为母本,以西北农大的西农278品种与自有材料平麦999杂交后代选育的抗病、耐旱品系平麦02-16为父本进行组配。周麦16抗寒性好,矮杆抗倒,较抗白粉病和条锈病,穗多,穗大,高产[10];平麦02-16含有西农278的抗性背景来源,弥补了平麦16抗性不足的劣势,而且两个亲本来源生态区域跨度大,二者的结合,为杂交后代提供了丰富的生态表型和遗传基因。通过进一步溯源,发现西农278[11-12]具有小偃6号和NS2761的血统,小偃6号是意大利St2422/464 (矮源)和小偃96(长穗偃麦草后代),NS2761是南斯拉夫优质品种,具有冬性, 高秆, 抗锈, 红粒, 大粒, 硬质等优点,由此培育出了陕优225强筋小麦品种;周麦16具有黄淮冬麦区南片骨干亲本周8425B和抗锈辉县红的遗传背景,周8425B具有抗旱抗病性强的优点[13],抗锈辉县红抗锈病能力强。因此,基于多方面考虑,最终确定了周麦16/平麦02-16这一优势互补的亲本组合。

3.2技术路线是选育成功的关键

根据当前生产情况及育种方向变化,改变过去品种选育只注重丰产性、抗逆性,忽略品种在各个年份不同的生产气候变化条件下自身的抗旱性,水分利用效率等问题。课题组以'系谱法选育 低代品系(F1-4代)水旱交替选择 高代品系(F5代后)水旱平行鉴定 多点多地广适性鉴定’为主的育种技术路线。采用水旱生态型亲本聚合杂交模式,解决品种遗传基础狭窄,抗性和适应性较差的难题;运用低世代水地、旱地交替选择、高世代水旱平行鉴定的方法和综合抗旱性鉴定等育种技术,利用环境压力,筛选出符合目标条件的基因型,解决单一选择环境条件下遗传性状表达不充分、选择准确度差的难题。打破或削弱高产与水分匮缺之间的负相关效应,实现高产与抗旱、丰产性与高水分利用效率集成提高。

3.3光合利用率高和抗逆性强是选育的重要目标

提高小麦抗逆性及光合效率成为现代小麦育种的重要目标,我国小麦种植区的多样复杂的气候环境,对小麦品种的抗逆性和广适性提出更高要求。平麦189表现稳产、抗倒能力强、抗旱性好,植株根系活力强,生育后期活杆成熟,植株调节能力强,功能器官持续时效长,光合利用率高,抗干热风,籽粒灌浆期长,籽粒饱满,商品性好。

平麦189是一个既能在旱地上应用,也能在水地上推广种植,具有抗病、耐旱、抗倒春寒和干热风的广泛适应性品种。培育成功表明,设立的育种目标明确并具有可操作性;对亲本的选择在组配前进行细致的观察研究;在后代的选择过程中,要结合当地不同年份的气候特点和病害发生情况,依据育种目标,灵活运用选择策略,对其后代有针对性的筛选,尽早进行测产和多点鉴定等方法的应用,最终选育出适合育种目标的小麦新品种。

4 问题与讨论

小麦生长发育过程中的前期冬季冻害、春季冷害及倒春寒、干旱等气象灾害问题,群里已多次讨论,今天再提一下小麦生育后期的干热风危害供大家讨论。干热风是指小麦生育后期出现的一种高温(日最高气温30℃以上)、低湿(中午相对湿度小于30%),并伴有一定风力(3级风以上),发生日数持续2-3天的农业气象危害,是影响冬小麦生长后期籽粒灌浆最严重的农业气象灾害。由于小气候的原因,干热风在本地区经常发生,一般年份造成小麦减产1-2成,偏重年份可减产三成以上,并且对小麦品质影响较大。

加强抗干热风小麦品种的选育是防止小麦生长后期干热风危害的最有效途径。一是选择灌浆速度快的中早熟品种,使籽粒尽早进入蜡熟期,减轻小麦生育后期干热风的危害;二是选择抗旱、耐高温、抗逆性强的品种,田间表型性状表现为在干热风发生后的5月25日左右,筛选穗部转色泛黄,旗叶、茎秆或倒二叶仍为绿色或部分泛绿,光合作用仍正常进行,即俗称的“活秆成熟”,注重落黄熟期正常,避免选择晚熟品种。再通过多年多点鉴定,综合考虑其他性状,即可初步认定为抗干热风品种(系)。


以上只是粗浅的经验之谈,不一定准确,供讨论。






作者简介:余从文,男,汉族,中共党员,河南省光山县人,现年57岁,大学本科学历。现为平顶山市农业科学院研究员,科研科科长。河南省小麦研究会常务理事、平顶山市农学会理事。自工作以来,一直在农业科研第一线,主要从事农作物新品种培育、农业新技术研究、开发和推广工作。1986年至1991年在平顶山市农科所农业试验场主持甘薯育种和试验工作,主持和参与培育甘薯新品种3个;1991年至1999年在平顶山市农科所负责农作物新品种开发工作;1999年至2016年任平顶山市农科院农业试验场场长、农业研究中心主任,主持小麦育种和参与大豆、玉米育种试验工作,先后主持培育通过河南省审定的小麦新品种2个,参与培育大豆新品种2个,玉米新品种1个;2017至今,任平顶山市农科院科研科科长,负责全院科研管理工作,主持培育国审小麦新品种1个,省审小麦新品种2个。

参考文献

[1]毕惠彬. 黄淮麦区小麦品种(系)产量性状的遗传多样性分析[D].山东农业大学,2013.


[2]赵虹,王西成,曹廷杰,等.黄淮南片麦区小麦品种利用现状和发展趋势[J].河南农业科学,2011,40(08):44-49.

[3] 刘新月,裴磊,卫云宗,等.气温变化背景下中国黄淮旱地冬小麦农艺性状的变化特征——以山西临汾为例[J].中国农业科学,2015,48(10):1942-1954.

[4] 赵虹,王西成,胡卫国,等.黄淮南片麦区小麦品种利用现状及建议[J].种业导刊,2016(11):5-12.

[5] 王二伟;马爱锄;余从文等.小麦新品种平麦'平麦189’主要农艺性状适应性分析[J].中国农学通报,2019,35(29):1-7.

[6]胡琳,许为钢,赵献林,等.河南省小麦育种策略的探讨[J].华北农学报,2001(01):33-37.

[7] 林作楫,吴政卿.面向21世纪小麦育种若干问题探讨(一)——育种目标[J].作物杂志,2004(05):49-51.

[8]李向东,王绍中,田云峰,等.河南省小麦生产现状与发展对策[J].中国农业信息,2008(12):42-45.

[9]赵吉平,任杰成,郭鹏燕,等.我国小麦育种方向的创新与实践分析[J].山西农业科学,2019,47(01):139-142.

[10]邓贺明,胡亚敏,冯家春.黄淮南片麦区小麦品种的应用与思考[J].作物杂志,2006(01):31-32.

[11]秦中庆,薛英杰,王美芳,高新楼,周丙须.面包小麦品种陕优225丰产优质栽培技术[J].陕西农业科学,2002(04):39-40.

[12]安成立,张改生,李硕碧,孙耀峰,戴开军,王宏.强筋小麦陕优225系谱及性状遗传分析[J].麦类作物学报,2005(03):128-131.

[13]于海飞,王丽娜,殷贵鸿,等.周8425B衍生小麦品种抗旱特性及其遗传增益解析[J].山东农业科学,2022,54(01):21-29.

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