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关于黄淮地区小麦育种的一些思考---适当增加株高可以提高产量和抗病性

我是漯河市农业科学院的廖平安,很荣幸成为“一麦众承”大家庭的一员,受组长陈红敏老师的委托,代表30号组“麦客江湖”值日,我们组成员还有介百永老师、李淼淼老师、贺超老师、丁晓义老师、李长辉老师、黄建华老师、陈士强老师、王黎明老师和王洪亮老师。

随着气候变暖和耕作方式变更,黄淮南片小麦生产面临低温、倒伏、赤霉病等挑战。同时,随着小麦品种多次换代,黄淮南片小麦品种同质化严重,多为半冬性、矮杆多穗、穗小码密的品种,在生产上不仅对不同生态区适应性一般,产量潜力小,大多数品种为高感赤霉病品种。针对这些问题,我们科研团队在黄河南片地区引入高秆、小穗排列稀的株型的材料,利用有性杂交,结合多代多点抗逆鉴定,创新地将长江中下游优秀的抗赤霉病株型结构引入黄淮南片,成为黄淮南片一种新型小麦株型结构,选育出适合多生态区的半冬性早熟、株高83-85cm、穗长、码稀、抗赤霉病、抗倒伏、优质的小麦新品种。

一、利用有性杂交,结合多代多点抗逆鉴定,创新地将长江中下游优秀的抗赤霉病株型结构引入黄淮南片,成为黄淮南片一种新型小麦株型结构,丰富了黄淮南片小麦种质资源。

相较于黄淮南片,长江中下游小麦抗赤霉种质资源丰富。黄淮南部麦区传统的育种思路是以黄淮南片优质种质资源为主体,引入抗赤霉病基因,突出问题是:①小麦基因组大,无论是通过有性杂交还是分子技术导入抗性基因,难度大,易丢失;②小麦抗赤霉病能力是一种数量性状,且相关抗性基因多为多效基因,导入后会改变株型,株高,穗型等性状。而利用有性杂交,改良长江中下游抗赤霉病种质资源,适应黄淮南部小麦生产的方式,抗赤霉性状更容易遗传给后代,遗传效率更高。

(1)通过有性杂交、定向回交等方式,驯化长江中下游小麦品种,在黄淮南片地区创制新型抗赤霉病、抗倒伏、优质稳产广适新品种。

①本科研团队以选育具有长江中下游抗赤霉病株型特点的种质资源为选育目标,以抗赤霉病能力突出,但抗倒伏能力差的长江中下游小麦种质资源为亲本,与当地品系杂交,提高其抗赤霉株型结构遗传概率;结合多代田间鉴定,选育株高80-83cm、穗长、码稀、抗赤霉病的小麦新品种。利用该方法,选育出漯麦6010等小麦新品种,并选育一批新品系和种质资源。

②本团队以选育抗赤霉病,抗倒伏、优质广适的黄淮南部麦区小麦新品种为选育目标,以①中创制新种质资源为材料,利用有性杂交,田间多代鉴定,维持其株型结构特点,改良其抗倒性、籽粒品质,提高其丰产性,选育适合黄淮南片小麦生产需求的抗赤霉病、抗倒伏、优质的小麦新品种。利用该方法,选育出漯麦163、漯麦47、漯麦49等康赤霉病的小麦新品种,并选育一批新品系和种质资源。

(2)采用多世代多指标评价体系强化对抗赤霉株型性状的鉴定与筛选。

新品系的株型结构选择以抗赤霉株型结构特点和抗倒伏能力为核心,注重株高、株型、穗型结构等表型鉴定。利用田间发病和人工接种结合的方法,进行多世代抗赤霉病的选择。在低代,进行株高、株型和穗型等表型和赤霉病田间发病鉴定,在高代,进行赤霉病人工接种和赤霉病田间发病结合鉴定。

(3)采用人工逆境和自然鉴定相结合,加强对黄淮南部小麦主要逆境的抗性选择。

通过人工种植诱发行、接种病菌,强化对条锈病、白粉病的选择压力;利用不同生态类型区发病规律,联合鉴定和筛选高代品系对白粉、条锈、纹枯等生产主要病害的综合抗病性;分期播种鉴定抗寒性和早熟性;多年多点产比鉴定筛选高代品系抗倒性、丰产性、稳产性和适应性。重点解决了抗赤霉株型在黄淮南部与抗倒伏、综合抗性、高产稳产难以结合的技术难题。

二、以漯麦6010为核心亲本育成麦新品种漯麦163、漯麦47、漯麦49,实现优良性状的集成创新。

漯河市农业科学院以漯麦6010为核心亲本利用有性杂交、田间多代鉴定,及抗赤霉病定向选择等方式,选育出一系列在产量、抗倒伏、抗病性、适应性等方面均具有优秀表现的一系列小麦新品系。

漯麦163,组合:漯麦6010/弗罗里达,2018年通过湖北省审定,审定编号:鄂审麦2018006;2019年通过河南省引种备案,引种备案号:(豫)引种[2019]麦034,引种备案区域:河南省信阳市和南阳市南部区域种植;2020年通过国家审定,审定编号:国审麦20200043。






漯麦47,组合:漯麦6010/一粒葡,2021年通过湖北省审定,鄂审麦20210007;2022年完成国家小麦良种联合攻关黄淮南片生产试验。



漯麦49,组合:漯麦6010/郑麦9023,2022年通过国家审定,国审麦20220076。





(1)稳产、高产、适应性广

表1 漯麦163、漯麦47、漯麦49参加各麦区试验产量相关结果

由表1可知,漯麦163湖北省2015-2017两年区试平均亩产473.5公斤,比对照郑麦9023增产6.46%,共21点汇总,增产点率85.7%,增产≥2%点率71.4%。漯麦163 良种联合攻关黄淮南片2016-2018两年区试平均亩产504.1公斤,比对照周麦18增产5.96%,共43点汇总,增产点率86.0%,增产≥2%点率72.1%;良种联合攻关黄淮南片2017-2018年度生产试验亩产462.9公斤,比对照周麦18增产7.18%,共16点汇总,增产点率93.8%,增产≥2%点率87.5%。

漯麦47湖北省2018-2020两年区试平均亩产466.7公斤,比对照郑麦9023增产10.51%,共20点汇总,增产点率95.0%,增产≥2%点率95.0%。漯麦47 良种联合攻关黄淮南片2019-2021两年区试平均亩产555.1公斤,比对照周麦18增产5.35%,共46点汇总,增产点率91.3%,增产≥2%点率84.8%。

漯麦49 良种联合攻关黄淮南片2019-2021两年区试平均亩产554.7公斤,比对照周麦18增产6.60%,共45点汇总,增产点率97.8%,增产≥2%点率93.3%;良种联合攻关黄淮南片2020-2021年度生产试验亩产568.6公斤,比对照周麦18增产7.20%,共21点汇总,增产点率100%,增产≥2%点率95.2%。

综上可得,漯麦163、漯麦47、漯麦49在黄淮南片麦区试验中,连续两年试验的产量均比对照周麦18增产4%以上,且两年平均增产水平超过5%,说明这三个品种产量稳定性高,高产潜力大。同时三个品种在黄淮南片麦区试验累计增产点率均超过80%:其中漯麦47超过90%,漯麦49超过95%,并且漯麦163、漯麦47和漯麦49增产≥2%点率超过70%,分别说明这三个品种对于黄淮南片麦区的小麦生产条件适应性高。与此同时,漯麦163和漯麦47在湖北省区试累计两年试验中,平均比对照郑麦9023增产6.5%和10.5%,累计增产点率分别为85.7%和95%,说明以长江中下游品种为核心亲本,利用一定手段将其优秀的抗赤霉病株型引入黄淮南片麦区,在高产性和稳产性上有具有潜力可挖掘。

(2)抗倒伏能力强

①漯麦163,漯麦47和漯麦49在黄淮麦区抗倒伏表现

表2 漯麦163、漯麦47、漯麦49参加各麦区试验抗倒伏及株高相关结果

由表2可知,漯麦163湖北省2015-2017两年区试累计非严重倒伏(即倒伏程度≤3 级,或倒伏面积≤40.0%)点率为90.5%,平均株高为83.6cm;良种联合攻关黄淮南片2016-2018两年区试累计非严重倒伏点率为93.0%,平均株高为82.0cm;良种联合攻关黄淮南片2017-2018年度生产试验非严重倒伏点率为100%,平均株高为80.0cm。

漯麦47湖北省2018-2020两年区试累计非严重倒伏点率为95.0%,平均株高为89.5cm;良种联合攻关黄淮南片2019-2021两年区试累计非严重倒伏点率为95.7%,平均株高为92.4cm。

漯麦49良种联合攻关黄淮南片2019-2021两年区试累计非严重倒伏点率为93.3%,平均株高为88.2cm;良种联合攻关黄淮南片2020-2021年度生产试验非严重倒伏点率为95.2%,平均株高为87.9cm。

综上可得,漯麦163、漯麦47、漯麦49在黄淮南片麦区试验中,平均株高80.0cm-92.4cm,累计非严重倒伏点率为93.0%-100%,说明这三个品种在黄淮南片麦区抗倒伏表现非常优秀,在生产上不易倒伏,生产安全系数高。同时,漯麦163和漯麦47在湖北省区试累计非严重倒伏点率为90.5%-95.0%,株高83.6cm-89.5cm,与其母本漯麦6010相比,株高略高,但抗倒伏性状提升很大,说明通过多种筛选方式可以抗赤霉株型在黄淮南部与抗倒伏难以结合的技术难题。

②漯麦163茎杆与其抗倒伏能力相关性研究

                  表 3抗倒伏相关性状调查

2018-2019连续两年对169个品种抗倒伏相关性状调查,漯麦163茎秆鲜重较高;第二茎节茎粗一般,长度低,壁厚,实心度高,茎杆抗折力强;株高较高,但是重心低;倒伏指数低。小麦倒伏弯折多发生在茎秆基部,由于穗部灌浆,植株重心不断上移,成熟期遇风雨时,茎秆基部为受力点,茎秆基部强度高的品种抗倒伏能力强。漯麦163在具有较高株高的情况下,重心偏低,受力点更靠下;且漯麦163第二茎节抗倒伏相关指标高,能承受的力更大,抗倒伏表现优秀。

(3)抗赤霉病,综合抗病性好

漯麦163 2015-2017年湖北省区试抗病鉴定结果:中感/中感赤霉,中抗/中感条锈,高感/高感白粉,中感/中感纹枯。2016-2018年良种联合攻关黄淮南片区试抗病鉴定结果:感/抗条锈病,中感/中感白粉病,中感/中感纹枯病,中抗/中抗叶锈病,高感/中抗赤霉病。

漯麦47 2018-2020年湖北省区试抗病鉴定结果:中抗/中感赤霉病,中感/高感条锈病,中感/中感白粉病,中感/中感纹枯病。2019-2021年良种联合攻关黄淮南片区试抗病鉴定结果:中抗/中抗条锈病,中感/中感白粉病,中感/中感赤霉病,高感/高感纹枯病,中感/高感叶锈病。

漯麦49 2019-2021年良种联合攻关黄淮南片区试抗病鉴定结果:中感/中感条锈病,中抗/中感叶锈病,中感/中感白粉病,中感/中感纹枯病,中抗/中抗赤霉病。

适当增加株高可以提高产量、增强抗病性,尤其是赤霉病。矮秆、大穗、高产”的说法值得商榷。漯麦163、漯麦47、漯麦49的株高都在80cm以上,抗倒伏能力极强,抗病能力都非常好,说明高秆也能抗倒伏。 漯河市农科院近几年将长江中下游抗赤霉株型引进黄淮南片麦区的工作中,不仅在一定程度上完成了对长江中下游小麦品种抗赤霉能力的引进、继承和提升,而且在其与黄淮南片小麦综合抗病性能力的结合取得一定成果。

作者简介:廖平安,研究员,现任漯河市农业科学院小麦研究所所长、国家小麦产业技术体系漯河综合试验站站长。近年来育有国审小麦品种漯麦163、漯麦116、漯麦36、漯麦39、漯麦40、漯麦49等;省审小麦品种漯麦6010、漯麦906、漯麦47等。

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