抗旱小麥新品種‘晉麥98號’選育研究

裴磊，劉新月，劉莉，衛云宗

（山西省農業科學院小麥研究所，山西臨汾041000）

抗旱小麥新品種‘晉麥98號’選育研究

裴磊，劉新月，劉莉，衛云宗

（山西省農業科學院小麥研究所，山西臨汾041000）

針對山西省干旱缺雨，旱寒交迫和倒春寒嚴重的生態環境，山西省農科院小麥研究所旱地小麥育種室以抗旱節水、高產優質為育種目標，經系譜雜交育種法，通過水旱交叉生態選擇、多環境多點鑒定等手段，并且利用分子標記輔助育種新技術，最終選育出旱地小麥新品種‘晉麥98號’。該品種含有10個與水分高效利用緊密連鎖的分子標記以及7個抗旱節水相關基因。2013—2014年在山西省南部旱地區域試驗中，2年區試平均產量4562.3 kg/hm2；比對照品種‘晉麥47號’增產9.6%，株高75 cm左右，有效穗數525萬/hm2，穗粒數30～35粒，千粒重44 g，該品種為冬性、早熟、抗寒、抗旱、抗倒伏、抗干熱風，高產、穩產、成熟落黃好，綜合農藝性狀優良，增產潛力大，品質優良，適應性廣。‘晉麥98號’于2014年11月通過山西省審定，該品種適宜于山西省南部中熟冬麥區旱地麥田大面積推廣種植。

‘晉麥98號’；品種選育；特征；栽培技術；旱地小麥

0 引言

小麥是三大谷物之一，全球小麥種植面積和總產僅次于玉米，是世界約40%人口的主食，是人類的第一大主糧。小麥在中國是僅次于玉米和水稻的第三大谷物，近年種植面積在2400萬hm2左右，約占糧食作物總面積的1/4，其中旱地小麥占全國小麥總面積的30%以上[1]。山西省小麥種植面積約73.3萬hm2，規模較大，但是小麥單產水平低下，歸其原因是山西省氣候條件特殊、干旱少雨、旱地面積大，旱地小麥占全省小麥面積的70%左右[2]，其旱情危害比周邊河北、河南、山東、陜西等省份更為突出[3]，由于旱災、凍災等自然災害的頻繁發生，造成小麥產量下降，導致小麥供需矛盾日益加劇[4]，成為影響山西省小麥高產穩產和可持續發展的主要制約因素[5]。旱地小麥產量的豐欠直接決定著山西省小麥總產的高低[6]，如何提高旱地小麥的產量已成為山西小麥生產的重中之重。研究表明，小麥品種對作物增產的貢獻率為30.9%[7]，小麥品種改良對產量的年貢獻率在1%左右[8]。中國在20世紀80年代開始運用系譜遠緣雜交法[9]選育出一批抗旱節水品種，提高了小麥自身的水分利用效率和耐旱性[10]，不但緩解乃至解決干旱危害[11]，還在生產上起到巨大的推動作用，例如國審旱地小麥品種：‘臨旱6號’[3]、‘晉麥79號’[12]、‘新麥21’[13]；省審旱地小麥品種：‘臨豐615’[14]、‘晉麥85號’[15]、‘晉麥91號’[16]、‘晉麥97號’[17]、‘晉麥98號’[18]等等。生產上迫切需要這些能夠適應各種氣候條件及地域的廣適型抗旱品種，即在干旱年份穩產，在豐水年份又能高產的突出品種。在實際生產中，土地的價值被最大化開發，因此套種、輪種就成了最為常見的增產措施。山西省旱地麥區也由原先的一年一作，慢慢轉型為冬麥-玉米、冬麥-大豆或者冬麥-谷子這樣的一年兩作的輪種模式，這就要求冬麥的生育期減少，成熟期提前，為下一輪作物的播種創造有利條件。由于耕作模式的改變，之前提到的已經廣泛種植的旱地小麥骨干品種[19]也將慢慢的被淘汰，取而代之的是抗逆性強、適應性廣、豐產潛力大、成熟早且商品性好的旱地小麥新品種。

針對山西省旱地麥區的生態特點，以解決高產、優質、抗逆、節水、高效、早熟問題為目標，將常規育種與分子標記輔助育種技術相結合，通過系統選擇和異地鑒定，成功的育成了旱地小麥新品種‘晉麥98號’，通過大面積示范種植，挖掘旱地小麥高產穩產潛力，提高小麥產量和種植效益，有力的推動了旱地小麥的良性發展。

1 材料與方法

1.1 父母本來源及特性

‘晉麥98號’的母本‘超優67’來源于北京市農學院，該品種冬性、中早熟、多穗型，株高70～75 cm，抗倒伏，抗寒性強，適應性好，穗層整齊，落黃好，籽粒角質，白粒，千粒重50 g，產量水平可達8000 kg/hm2；缺點是抗旱性較差。父本‘臨旱6326’為本課題組培育的抗旱高產小麥品系，主要特點是抗旱性強、越冬性好，分蘗力高，成穗率中等；高產、抗病、多花多實、熟期偏早[18]。

1.2 選育方法

‘晉麥98號’是山西省農業科學院小麥研究所旱地小麥育種室以母本‘超優67’，父本‘臨旱6326’，于2004年通過水旱交叉生態選擇[20]、多環境多點鑒定[21]、分子標記輔助選擇育種[22]等手段，采用系譜遠緣雜交育種法選育而成（圖1）。

1.3 選育經過

圖1 晉麥98號系譜圖

該品種于2004年雜交，經系譜選育而成。親本雜交收獲種子16粒；一代在灌溉條件下種植1行，觀察抗病性、豐產潛力，成熟單株11株，全組合混合收割；二代在旱地條件種植10行，考察抗旱性、抗凍性、株高等性狀，分離類型豐富，選優良單株19株，株高為80 cm左右，單株成穗8～10個；三代種株系，收獲8個株系；四代在田間考察各系群的抗逆性和綜合農藝性狀，收獲了抗旱耐凍、成穗較多、結實性好的3個系群；五代選擇遺傳性狀表現穩定、綜合性狀好的優系群在水、旱2種環境下進行綜合鑒定。2010年該組合以五代出圃13個品系，進行產量鑒定，有7個品系較對照增產，2011年進行品比試驗，并在臨汾堯都區、洪洞縣、運城聞喜縣、河北石家莊等地進行抗旱抗凍適應性鑒定及測產，2012年繼續進行產量比較試驗，其中編號‘臨旱5367’的品系連續3年比對照產量高、抗性好，品質優。‘晉麥98號’于2014年11月經山西省農作物品種審定委員會六屆三次會議審定通過，審定編號為晉審麥2014009。

2 結果與分析

2.1 特征特性

2.1.1 生物學特性‘晉麥98號’冬性，早熟，比對照‘晉麥47號’早1～2天。其幼苗半匍匐且分蘗力強。穗子呈長方形且穗層整齊，長芒，籽粒硬質白粒、株高為75cm，有效穗數525萬/hm2，穗粒數30～35粒，千粒重44 g。護穎長圓形、斜肩、白殼。耐旱耐寒、抗干熱風、耐高溫，落黃好。

2.1.2 品質分析2013—2014年經農業部品質測試中心測定：容重756.0/724.0(g/L)，蛋白質12.1/14.4(%)、濕面筋31.0/30.9(%)、沉降值47.2/40.0(mL)、吸水率56.0/ 58.0(%)、形成時間4.2(min)、穩定時間5.5/2.8(min)、拉伸面積68 cm2、延伸性147 mm、最大抗延阻力329 E.U。2.1.3分子標記檢測2013年經水分利用效率分子標記和抗旱基因檢測[22]，‘晉麥98號’具有10個水分高效利用分子標記(CWM461-7A，CWM539-3A，WMC3-3B，WMC4-10-5A，Xgwm122-2A，Xgwm156-5A，Xgwm186-5A，Xgwm471-7A，Xgwm595-5A，Xgwm644-3B)；檢測到7個抗旱基因(AQP1a，Cer1，Cer5，Cer6，NADP2，WRKY2，WRKY19)。

2.2 產量表現

2.2.1 品比試驗該品系2010年參加品系鑒定，該年度旱災與寒流雙重脅迫對生育期內的小麥生長造成了嚴重影響，在極其惡劣的環境下，該品系表現出抗旱、抗寒性強，早熟等特點，平均產量2622.0 kg/hm2，比對照‘晉麥47號’增產10.9%；2011年參加品比試驗，本年度和上一年度相似，又是一個特大干旱年，平均產量3238.5 kg/hm2，比對照增產13.6%；2012年繼續參加品比試驗，該年度小麥生育期雨水多于平常年份，平均產量6414.0 kg/hm2，比對照增產14.1%。

2.2.2 山西省南部旱地區域試驗該品系2013年參加山西省南部旱地區域試驗，平均產量比對照增產9.3%，為3635.5 kg/hm2；2014年在山西省南部旱地區域試驗中，平均產量比對照增產9.8%，達5488.6 kg/hm2；2年平均產量比對照增產9.6%，達到4562.3 kg/hm2，2年共試驗12個點，12點均增產，增產點次100%（表1、表2）。

2.2.3 山西省南部旱地生產試驗該品系2014年參加山西省南部旱地生產試驗，平均產量比對照增產9.5%，達5370.1 kg/hm2，7個試點7點均增產，增產點次100%（表3）。

3 討論與結論

3.1 豐富的遺傳種質是育種成功的基礎

‘晉麥98號’具有抗旱抗寒、高產穩產、成熟早、落黃好的優良特性源自于該品種具有廣泛的遺傳背景和基因容量。在其選育過程中，特別注重優質親本的引進利用，充分利用生態遠緣、血緣遠源、地域遠源、以及性狀互補等原則，通過優勢組配、累加重組，育成了具有雙親優勢且超親的優質基因結合體，提高了新品種在不同生態環境中的適應性，增強了新品種對非生物逆境的抵抗性。

3.2 正確的育種目標是育種成功的關鍵

表1 ‘晉麥98號’2013年區試結果

從建國之初到20世紀90年代，小麥育種的首要目標就是高產，隨著生產力的不斷提高以及生產模式的轉變，廣大農民所需求的小麥新品種已經發生了細微的變化，從單一的高產型轉變為多方向、多功能型的需求，其中包括追求土地利益最大化，即由原先的一年一作，慢慢轉型為新型一年兩作的輪種模式，前期作物成熟期的提前，為后期如玉米、大豆、谷子等作物的復種輪作提供了時間上的保障。這就要求在新品種選育的初期，把早熟作為一個必要因子，以抗旱節水為中心，以豐產穩產為主線，以優質早熟為目標，選擇更加適合當地生態條件的新品種以取代市場上大面積種植的舊品種，以適應擴大生產和市場的需求。‘晉麥98號’緊扣山西省的生態條件，著重對抗干旱缺雨，旱寒交迫和倒春寒嚴重等不利因素，適當縮短生育期、提前成熟，為一年兩作的新栽培模式奠定了物質基礎。

表2 ‘晉麥98號’2014年區試結果

表3 ‘晉麥98號’2014年生產試驗結果

3.3 有效的選擇方法是育種成功的保證

在小麥新品種選育的過程中，目的性狀[23]的出現是在一定的選擇壓力下實現的，客觀環境的不斷嚴苛，推進了新的育種方法：水旱交替穿梭育種與多環境多點鑒定就是解決這一難題的辦法，在育種初期輪流在水旱條件下進行篩選，確保其后代的豐產性和穩產性，在中后期對優良的品系則要進行抗旱性鑒定、異地鑒定以及水旱平行鑒定，確保培育出的優良品系不但能夠適應旱作區生態區域的多樣性，還要求適應年景間降雨量的差異，以保證產量水平。‘洛旱7號’[24]、‘煙農24號’[25]、‘衡0816’[26]都是這樣育成的。只有經過嚴格的、多重的選擇壓力，新品種的廣適性才能更加突出的表現出來。

傳統育種長期存在著“效率低、周期長、預見性差[27]”等問題。隨著近些年分子輔助育種技術的出現，可以對目標形狀直接選擇，使得育種目標更加明確，大大加快了傳統育種的進程，節約了寶貴的選育時間。本研究是對成體株進行了水分利用效率分子標記和抗旱基因檢測，為提高小麥抗旱性和為高水分利用分子設計育種提供了理論基礎。未來必將有更多的育種目標基因被發現以及新的育種規律被揭示，常規育種技術和分子輔助育種技術相結合必將會對未來的小麥育種工作產生巨大的、革命性的推動。

綜上所述：‘晉麥98號’的選育，是針對山西省的氣候生態特點，將抗旱與水資源高效利用相結合，重視抗非生物逆境和高資源利用效率的產物。在其育種過程中，將性狀育種與抗逆育種相結合，常規育種與分子育種相結合，協調高產抗旱廣適性狀選育。合理組配親本，早代進行產量測評；通過多環境多點鑒定和水旱交替穿梭育種，增強抗逆性，重視廣適性；在后代材料鑒定中，形成常規育種與分子標記輔助育種相結合的育種方法，為旱地小麥育種提供了新的思路和新的方法，實現小麥新品種抗旱抗逆、高產穩產協調發展與同步提高。以此為基礎選育出的‘晉麥98號’，早熟、抗寒、抗旱、成熟落黃好，綜合農藝性狀優良。在生產中，通過良種良法配套，促進了山西省旱地小麥生產的持續穩定增產，保障了全省人民“口糧安全”，旱地小麥新品種‘晉麥98號’開發應用前景廣闊。

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Breeding of New Wheat Variety‘Jinmai 98’with Drought Resistance

Pei Lei,Liu Xinyue,Liu li,Wei Yunzong
(Wheat Research Institute,Shanxi Academy of Agricultural Sciences,Linfen 041000,Shanxi,China)

Aiming at ecological environment characteristics of Shanxi such as drought,less rainfall,cold and serious late spring cold,the Institute of Wheat Research,Shanxi Academy of Agricultural Sciences took drought-resistant,water-saving,high-yield and high-quality as breeding objectives.With pedigree hybridization breeding method,wheat new variety‘Jinmai 98’was bred and selected by irrigated field and dry field,multi-environmental and multiple site identification and molecular marker-assisted breeding.‘Jinmai 98’had 10 molecular markers closely linked with efficient use and 7 genes related to drought resistance and water saving.The variety got an average yield of 4562.3 kg/hm2in dry-land regional tests in south Shanxi in 2013-2014,which was 9.6%higher than the control variety‘Jinmai47’.The plant height was 75 cm,effective panicle number was 5250 thousand/hm2,seeds per ear were 30-35,1000-grain weight was 44 g.The variety was winter wheat with characters of precocity,cold resistance,drought resistance,lodging resistance,dry-hot wind tolerance,high yield,stable yield,good maturity,good comprehensive characters,great production potential,high quality and eurytopicity.The variety was approved in November,2014 in Shanxi Province.It was suitable for large-scale cultivation in dry-land of winter wheat area in south Shanxi.

‘:Jinmai 98’；Variety Breeding；Character；Cultivation Technique；Dry-land Wheat

S332

A論文編號：cjas16060007

山西省農科院育種工程項目“抗旱優質高產小麥新品種選育”(16yzgc044)；山西省農科院科技攻關項目“晉麥91號生長發育規律與產量調控的研究”(YGG1423)。

裴磊，男，1983年出生，山西臨汾人，助理研究員，碩士，主要從事小麥抗旱栽培與育種研究。通信地址：041000山西省臨汾市幽并街33號山西省農業科學院小麥研究所，Tel：0357-2882250，E-mail：heinlein@126.com。

衛云宗，男，1962年出生，山西稷山人，研究員，大專，主要從事小麥抗旱栽培與育種研究。通信地址：041000山西省臨汾市幽并街33號山西省農業科學院小麥研究所，Tel：0357-2882250，E-mail：weiyzong@163.com。

2016-06-09，

2016-08-11。