摘要 為選育出適宜黃淮冬麥區(qū)種植的高產(chǎn)、抗旱、穩(wěn)產(chǎn)、廣適的小麥新品種，采用航天誘變育種與常規(guī)育種技術(shù)相結(jié)合的方法，選育出小麥新品種煙農(nóng)836，于2010和2014年分別通過(guò)山東省和國(guó)家農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定。該品種產(chǎn)量水平高、穩(wěn)產(chǎn)性好，在山東省小麥旱地區(qū)域試驗(yàn)中比對(duì)照魯麥21號(hào)增產(chǎn)4.45%～9.74%;國(guó)家黃淮冬麥區(qū)旱肥地區(qū)域試驗(yàn)中比對(duì)照洛旱7號(hào)增產(chǎn)5.3%～6.7%，抗旱性中等，抗病性好，品質(zhì)優(yōu)良。煙農(nóng)836可作為高產(chǎn)抗旱品種在黃淮麥區(qū)旱肥地大面積推廣應(yīng)用。
關(guān)鍵詞 煙農(nóng)836;小麥;抗旱;高產(chǎn);選育
隨著全球氣候變化，干旱缺水已成為世界農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨的嚴(yán)重問(wèn)題，也是制約我國(guó)農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素[1]。我國(guó)小麥主要種植在水資源匱乏的干旱和半干旱地區(qū)，小麥主產(chǎn)區(qū)的北部冬麥區(qū)冬春少雨，年際降水變化率大，水資源的時(shí)空分布很不平衡，干旱問(wèn)題日趨嚴(yán)重[2-3]，干旱已成為影響我國(guó)小麥產(chǎn)量的主要限制因子[4]。小麥抗旱性研究和旱地小麥育種已成為當(dāng)今世界上的重要課題之一[5-7]。面對(duì)水資源日益匱乏和小麥生產(chǎn)需求不斷增長(zhǎng)的現(xiàn)狀，培育抗旱節(jié)水高產(chǎn)、抗逆高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的小麥品種將是保障國(guó)家糧食安全、促進(jìn)小麥生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的有效途徑[8]。
煙農(nóng)836是山東省煙臺(tái)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院利用航天誘變育種技術(shù)與常規(guī)育種技術(shù)相結(jié)合育成的高產(chǎn)、抗旱、廣適的小麥新品種。2010年11月通過(guò)山東省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定（審定編號(hào)：魯農(nóng)審2010073號(hào)），2014年通過(guò)國(guó)家農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定（審定編號(hào)：國(guó)審麥2013019），2018年7月獲得國(guó)家植物新品種權(quán)（品種權(quán)號(hào)：CNA20151023.0），目前該品種正在黃淮麥區(qū)旱肥地大面積推廣。鑒于此，筆者對(duì)煙農(nóng)836的親本選配、選育過(guò)程、特征特性及選育策略進(jìn)行了總結(jié)，以期為高產(chǎn)抗旱小麥新品種的選育和推廣提供借鑒。
1 親本選配與系譜分析
煙農(nóng)836系是以山東農(nóng)業(yè)大學(xué)選育的小麥品系山農(nóng)721511為母本，以魯麥21號(hào)為父本有性雜交，選育出的小麥新品系煙9292搭載返回式衛(wèi)星，經(jīng)8 d后返回地面，采用系譜法，經(jīng)自交9代選育而成。從煙農(nóng)836系譜圖（圖1）可以看出，其遺傳背景既包括了早熟基因供體（歐柔）、豐產(chǎn)基因供體（蚰包麥）、抗病基因供體（洛夫林13、萊陽(yáng)584）、矮稈基因供體（小罌粟）[9]，又包括了矮稈、多抗、高產(chǎn)的矮孟牛Ⅳ型種質(zhì)[10]和大面積推廣的半矮稈、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)品種寶豐7228[11]，因此遺傳背景豐富，生態(tài)類型差別大，在適應(yīng)性和親緣關(guān)系上又較近，此外，航天誘變技術(shù)促進(jìn)了基因之間的交換和重組，從而育成了集高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、抗旱、廣適于一體的小麥新品種。
2 選育經(jīng)過(guò)
魯麥21號(hào)系山東省煙臺(tái)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院早期育成的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、抗旱、適應(yīng)性廣的小麥品種，由于該品種具有產(chǎn)量潛力大、抗病性好、抗旱能力強(qiáng)、適應(yīng)性廣等特點(diǎn)，其種植面積迅速擴(kuò)大，成為山東省90年代中后期的主栽品種之一[12]，現(xiàn)在仍為山東省旱地試驗(yàn)對(duì)照品種，但存在株高過(guò)高、抗倒性和籽粒性狀差的缺點(diǎn)。1992年選用矮稈、大穗小麥品系山農(nóng)721511為母本與其進(jìn)行雜交，選育出了高產(chǎn)、株高中等、落黃性好的小麥新品系煙9292，但其株型偏散，因此又進(jìn)行了衛(wèi)星搭載處理。1996年利用返回式衛(wèi)星搭載煙9292小麥高代品系;1997—1998年搭載處理后的種子種植形成SP1代，單粒播種，每行40粒，種植100行，種子混收。1998—1999年SP2代選擇單穗，考慮處理后代的籽粒大小、飽滿度、質(zhì)地等性狀，經(jīng)嚴(yán)格的室內(nèi)考種，中選256個(gè)單穗;1999—2000年SP3代中選160個(gè)單穗;2000—2001年SP4代在田間表現(xiàn)較好的穗行中選擇89個(gè)單株;2001—2002年SP5代篩選出產(chǎn)量綜合性狀好、籽粒飽滿、抗病性好的26個(gè)株行;2002—2003年SP6代篩選選出綜合性狀優(yōu)良16個(gè)株行，升入品系鑒定試驗(yàn);在2003—2006年品系鑒定和比較試驗(yàn)中，煙農(nóng)836表現(xiàn)最為突出，2007—2010年推薦參加山東省旱地區(qū)試和生產(chǎn)試驗(yàn)，2011—2013年參加黃淮冬麥區(qū)旱肥地區(qū)試和生產(chǎn)試驗(yàn)。
3 特征特性分析
3.1 生物學(xué)特性
煙農(nóng)836突出特點(diǎn)是抗旱性好、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、適應(yīng)性廣。煙農(nóng)836屬半冬性中熟多穗型品種，生育期238 d，與對(duì)照魯麥21號(hào)、洛旱7號(hào)熟期相當(dāng)。幼苗半匍匐，生長(zhǎng)健壯，分蘗力中等，成穗率高。春季返青起身較晚，兩級(jí)
分化較快，熟相好。煙農(nóng)836株高76 cm，株型半緊湊，通風(fēng)透光性好，葉片細(xì)長(zhǎng)，旗葉上舉，穗層整齊，長(zhǎng)方型穗，長(zhǎng)芒，白殼，白粒，籽粒角質(zhì)、飽滿度好、商品性好。產(chǎn)量三因素協(xié)調(diào)、穩(wěn)定性好，2008—2010年山東省小麥旱肥組區(qū)域試驗(yàn)平均穗數(shù)580.5萬(wàn)/hm2，穗粒數(shù)34.7粒，千粒重43.5 g;2011—2013 年黃淮冬麥區(qū)旱肥地區(qū)域試驗(yàn)平均穗數(shù)544.5萬(wàn)/hm2，穗粒數(shù)31.6粒，千粒重42.0 g，容重792～814 g/L。
3.2 產(chǎn)量表現(xiàn)
煙農(nóng)836產(chǎn)量結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)性好，高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)性好，在山東和國(guó)家區(qū)域試驗(yàn)中表現(xiàn)突出。煙農(nóng)836參加2007—2010年山東省小麥品種旱地組區(qū)域試驗(yàn)，2007—2008年度平均產(chǎn)量7 076.4 kg/hm2，比對(duì)照魯麥21號(hào)增產(chǎn)4.45%，8個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)全部增產(chǎn)，居參試品種第4位;2008—2009年度平均產(chǎn)量7 255.8 kg/hm2，比對(duì)照魯麥21號(hào)增產(chǎn)6.12%，居參試品種第1位;2009—2010年度生產(chǎn)試驗(yàn)，平均產(chǎn)量6 705.0 kg/hm2，比對(duì)照魯麥21號(hào)增產(chǎn)9.74%，是唯一一個(gè)參加山東省旱地生產(chǎn)試驗(yàn)的小麥品種。由于表現(xiàn)突出，山東省種子管理總站又推薦其參加了2011—2013年全國(guó)黃淮冬麥區(qū)旱肥地區(qū)域試驗(yàn)。2011—2012年全國(guó)黃淮冬麥區(qū)旱肥地區(qū)試，平均產(chǎn)量6 612.0 kg/hm2，比對(duì)照洛旱7號(hào)增產(chǎn)5.7%，增產(chǎn)達(dá)極顯著水平;2012—2013年度平均產(chǎn)量4 944.0 kg/hm2，比對(duì)照洛旱7號(hào)增產(chǎn)6.7%，增產(chǎn)達(dá)極顯著水平，居12個(gè)參試品種第2位;兩年平均產(chǎn)量5 778.0 kg/hm2，比對(duì)照洛旱7號(hào)增產(chǎn)6.2%。由于在第1年區(qū)域試驗(yàn)中增產(chǎn)顯著，2012—2013年度同時(shí)參加了全國(guó)黃淮冬麥區(qū)旱肥地生產(chǎn)試驗(yàn)，平均產(chǎn)量4 564.5 kg/hm2，比對(duì)照洛旱7號(hào)增產(chǎn)5.3%，居第3位（表1）。
多年多點(diǎn)示范結(jié)果顯示，該品種抗旱、豐產(chǎn)，旱肥地在全生育期不澆水的情況下產(chǎn)量在7 000 kg/hm2左右，一般澆1～2水時(shí)產(chǎn)量可達(dá)到8 000 kg/hm2。2012年6月山東煙臺(tái)海陽(yáng)市煙農(nóng)836高產(chǎn)攻關(guān)田，在全生育期未澆水的情況下，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)打驗(yàn)收，實(shí)收0.212 hm2，產(chǎn)量達(dá)到10 584.0 kg/hm2。
3.3 抗逆性分析
3.3.1 抗旱性。
多年多點(diǎn)試驗(yàn)和推廣表明，煙農(nóng)836的抗旱性好，適宜在旱肥地種植。經(jīng)山東省區(qū)域試驗(yàn)鑒定抗旱性為中等，經(jīng)國(guó)家黃淮冬麥區(qū)旱肥組區(qū)試鑒定顯示，2011—2012年度、2012—2013年度抗旱指數(shù)分別為0.766和0.767，抗旱性達(dá)4級(jí)。
3.3.2 抗病性。
2009—2010年由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所接種鑒定，煙農(nóng)836慢條銹病，高感葉銹病、赤霉病和紋枯病，中感白粉病;2012—2013年鑒定得出，煙農(nóng)836中抗條銹病和白粉病、中感黃矮病、高感葉銹病。
3.4 品質(zhì)性狀分析
煙農(nóng)836不僅高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，而且品質(zhì)優(yōu)良。由表2可知，2009—2010年山東省小麥品種生產(chǎn)試驗(yàn)統(tǒng)一取樣，經(jīng)農(nóng)業(yè)部谷物品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心（泰安）測(cè)試顯示，容重792 g/L、蛋白質(zhì)含量10.8%、濕面筋含量32.2%、沉淀指數(shù)29.4 mL、吸水率58.9%、穩(wěn)定時(shí)間4.0 min，面粉白度76.1;2012、2013年黃淮冬麥區(qū)旱肥地區(qū)域試驗(yàn)品質(zhì)分析結(jié)果顯示，容重820/807 g/L，蛋白質(zhì)含量12.37%/13.78%，濕面筋含量27.5%/30.5%，沉淀指數(shù)32.7/34.8 mL，吸水量59.8%/59.8%，穩(wěn)定時(shí)間6.0/3.4 min，最大抗延阻力292/191 EU，拉伸面積60/47 cm2，延伸性146/165 mm，是優(yōu)質(zhì)中筋小麥品種，適宜制作饅頭、面條、水餃等面制品。
4 選育策略分析
4.1 航天誘變育種技術(shù)的應(yīng)用 山東省煙臺(tái)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院從20世紀(jì)80年代中期開(kāi)始從事小麥航天育種研究，利用航天誘變育種技術(shù)曾先后育成煙航選1號(hào)、煙航選2號(hào)、煙BLU99603、煙6089、煙6439、煙672等多個(gè)表現(xiàn)優(yōu)異的高代品系，并利用這些品系與常規(guī)育種相結(jié)合選育出了3個(gè)大面積推廣的小麥新品種[2，13-16]。其中，煙農(nóng)836小麥新品種就是利用常規(guī)育種技術(shù)改良當(dāng)?shù)卮竺娣e推廣的小麥品種魯麥21號(hào)，再通過(guò)航天誘變育種技術(shù)進(jìn)行改良，選育出的高產(chǎn)抗旱小麥新品種。煙農(nóng)836與其親本之一魯麥21號(hào)相比，產(chǎn)量水平有了大幅度的提高，適應(yīng)性顯著增強(qiáng)，籽粒商品性得到了改善。航天誘變育種技術(shù)具有誘變效率高、變異類型豐富、育種周期短等優(yōu)勢(shì)[17-19]，小麥育種可以加強(qiáng)對(duì)航天誘變生物學(xué)效應(yīng)和誘變機(jī)理的研究，并與常規(guī)育種相結(jié)合選育具有突破性狀的小麥新品種。
4.2 水旱一體、異地多點(diǎn)鑒定方法的應(yīng)用
小麥的抗旱性、豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性是受多基因控制的數(shù)量性狀，在完全自然條件下進(jìn)行旱地選育，不利于豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、抗倒等性狀的表達(dá)和選育[20]。在煙農(nóng)836選育過(guò)程中，筆者將SP2、SP5代育種材料一分為二，分別在水地和旱地條件下種植，選擇在水地和旱地條件下表現(xiàn)優(yōu)異的小麥材料，然后再統(tǒng)一種植在水地或旱地進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，這樣避免了在單一種植條件下大量的有益基因型因得不到充分表達(dá)而被淘汰，選擇效率低下的問(wèn)題，提高了選擇效率。
異地多點(diǎn)鑒定有利于廣適性小麥品種的培育，該研究從SP6代開(kāi)始，在煙臺(tái)、淄博、泰安等地進(jìn)行了多年多點(diǎn)的水地和旱地鑒定試驗(yàn)，使品種的抗旱性、豐產(chǎn)性、適應(yīng)性得到了充分的表達(dá)，顯著提升了品種的綜合性狀。
4.3 小麥抗旱性狀的形態(tài)指標(biāo)的應(yīng)用
作物的抗旱性是由多基因控制的數(shù)量性狀[21]，其表現(xiàn)型受作物多個(gè)性狀的綜合作用。但作物的抗旱性與形態(tài)指標(biāo)之間存在著相關(guān)性[4]，采用簡(jiǎn)單易行的形態(tài)指標(biāo)可起到事半功倍的效果。小麥的株高、葉型、株型、穗部形態(tài)等都與小麥的抗旱性具有一定的相關(guān)性[22-24]。通過(guò)煙農(nóng)836的選育，總結(jié)抗旱品種具有的特征為幼苗半匍匐到匍匐;株高較高，葉片窄長(zhǎng)、顏色淺綠;穗下節(jié)間長(zhǎng)、穗紡錘型或長(zhǎng)方型;分蘗多，成穗率高;后期落黃性好;水地和旱地產(chǎn)量水平高、抗旱指數(shù)高。
5 結(jié)論與討論
小麥新品種煙農(nóng)836集高產(chǎn)、抗旱、廣適等特點(diǎn)于一體，特別是在旱肥地條件下產(chǎn)量表現(xiàn)突出。通過(guò)示范推廣，在旱肥地條件下取得了良好的增產(chǎn)效果，適宜在黃淮麥區(qū)旱肥地大面積推廣。但由于推廣力度有限，其推廣面積增長(zhǎng)緩慢。下一步應(yīng)加強(qiáng)其在旱肥地條件下配套栽培技術(shù)的研究，加大其推廣力度和面積，為農(nóng)民增產(chǎn)增收、保障我國(guó)糧食安全做出貢獻(xiàn)。
48卷2期辛慶國(guó)等 高產(chǎn)抗旱小麥新品種煙農(nóng)836的選育及其特性分析
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