國審小麥新品種墾星5號的選育

楊傳得 常秀龍 于金鳳 王 磊 董玉奎 張付蕓

（1.蘭陵農墾實業總公司 山東蘭陵277700；2.蘭陵縣農業農村局 山東蘭陵277700；3.臨沂市農業技術推廣服務中心 山東臨沂276000）

我國是全球最大的小麥生產國，自20世紀90年代以來，我國小麥總產量位居世界第一，據經濟合作與發展組織 （Organization for Economic Co-operation and Development，OECD）數據表明，2019年全球四大小麥主產國家（地區）分別為歐盟（不含英國）占18%、中國占18%、印度占13%、俄羅斯占10%。小麥是我國最主要的糧食作物之一，也是四大主糧作物之一，2020年我國小麥總產量達到13 425萬t，其種植面積和總產量僅次于水稻，居糧食作物第2位。

水是農業生產順利進行的重要保障，但同時也是農業生產發展的制約因素之一。我國是一個水資源缺乏的國家，每年遭受旱災的農作物有2 500萬～3 000萬hm2。雖然我國多年平均水資源總量位居世界前列，但人均占水量僅為世界人均的1/4，居世界第121位，被列為全球13個人均水資源匱乏的國家之一。據統計，農業用水占總用水量的70%，其中糧食生產又占據農業用水的最大比例[1]，20世紀90年代，鄭連生、石春元、山侖等的研究表明，只有提高生物自身的水分利用效率（Water Use Efficiency，WUE），才能從根本上取得節水的突破[2-4]。耐旱品種在節水工作中的貢獻超過30%，再配套農藝改良和工程節水技術，充分發揮整體節水效益，每年可以節約小麥生產用水600～750 m3/hm2[5]。

山東省是水資源短缺省份，平均水資源總量約為308.1億m3，可利用水資源總量192.6億m3，每年約有40億m3的用水缺口，水資源人均占有量僅為315 m3，不到全國平均水平的1/6，僅為世界人均占有量的1/24，屬于人均占有量小于500 m3的嚴重缺水地區，遠遠小于國際公認的維持一個地區經濟社會發展所必需的臨界值（1 000 m3）。山東省是糧食生產大省，小麥常年播種面積超過6 000萬畝，產量穩居全國第二，對維護糧食安全具有重要意義。因此，如何在確保糧食產量的前提下，選育耐旱節水的作物新品種，對高效配置自然資源，實現水資源安全、糧食安全協同發展具有重要經濟價值和現實意義。

近年來，山東已經審定一批高產小麥新品種，但大部分品種在節水高產方面，距離實際的生產要求還存在一定的差距，因此培育兼顧高產穩產耐旱的小麥成為品種選育的目標。蘭陵農墾實業總公司（山東省國營蒼山農場）歷時14年，選育了高產耐旱小麥新品種墾星5號，2020年5月通過國審(審定編號：國審麥20200031),已獲得國家植物新品種權保護(品種權號：CNA 20181733.8）。

1 育種目標與策略

1.1 育種目標確定

育種目標的確定必須符合社會和生產條件的需要。進入21世紀，全球變暖趨勢愈發明顯，干旱脅迫日趨嚴重，同時伴隨著經濟的發展和城市化進程的加快，水資源日益匱乏。針對當前水資源對山東及周邊區域小麥高產穩產的制約，發展節水農業勢在必行。2006年蘭陵農墾實業總公司小麥育種課題組，制定出高產穩產節水的育種目標及選育方案，研究如何在不減產甚至增產前提下，減少灌溉次數，縮減用水成本，從而進一步提高種植效益。

1.2 育種策略選擇

課題組以“高產、穩產、廣適”特性為基礎，采用系譜法選育，結合水旱一體種植、平行交替選拔的育種策略。一是聚焦育種目標，合理選配親本組合；二是開展種質創新，拓寬親本遺傳基礎；三是水旱平行選拔，提高育種效率，增強品質穩定性。以現有小麥品系中綜合農藝性狀表現突出和生產實踐中大面積推廣利用的含有節水遺傳背景的品種為目標親本，經過少量精播，后代精篩，逐年穩定目標品系；育成的新品種實現了高產穩產和耐旱等優異性狀的有機結合。

2 親本來源與選育過程

2.1 親本來源

制定育種目標后，為了減少育種的盲目性，親本組合雙親中至少要有一個是適宜本地氣候條件、產量抗性等方面綜合表現優異的品種。

墾星5號母本選用濟麥22，濟麥22是山東省農業科學院作物研究所選育的高產穩產小麥品種，刷新了我國一年兩熟制下冬小麥高產紀錄，連續3年蟬聯全國冬小麥種植面積第一。濟麥22具有三大突出特點：一是高產穩產；二是適應性廣；三是綜合抗性強。據不完全統計，截至2016年，全國小麥育種單位已培育200余個以濟麥22為骨干親本的衍生品系，通過審定的品種達到21個。濟麥22優異的綜合表現，奠定了墾星5號“高產、多抗、廣適”的遺傳基礎。

墾星5號父本選用02-8-3-2-1，是蘭陵農墾實業總公司系統選育的中間優質材料，由邯6172變異株和煙農19號雜交而成，特點是抗旱性強、籽粒飽滿、產量穩定。煙農19號是集優質、高產、廣適于一體的強筋小麥，由煙臺市農業科學院選育，2001年通過山東省審定。煙農19號母本為煙臺市農業科學研究院多親本復合雜交而創制的小麥新種質煙1933。煙1933的一大特點是抗凍性好、分蘗力強、光能利用率高；另一特點是遺傳背景豐富，據趙明等統計，2000-2018年以煙1933及其姊妹系煙1934為親本育成的小麥品種達到45個[6]。邯6172是邯鄲市農業科學院選育的高產小麥，分蘗力強，越冬抗寒性好，且耐后期高溫，先后通過河北、山東和山西3省審定和黃淮南片、北片兩大麥區國家審定。通過系譜分析可以發現，邯6172是小麥骨干親本邯4032與中引1號雜交選育而成。邯4032及衍生種質是邯鄲市農科院小麥研究室歷時30余年，攻克了多個優異性狀難以協調統一、多抗基因難以聚合的技術難題，創新后代選擇技術，改進品系鑒定方法創制而成的骨干親本。據統計，截至2019年，利用骨干親本邯4032及衍生種質選育出9個邯麥系列新品種，其他新品種22個。

通過以上分析可以看出，邯4032具有節水、高產、抗倒、抗病等突出特點；煙1933的特點是抗凍性好、分蘗力強、光能利用效率高、遺傳背景豐富；濟麥22高產穩產、適應性廣、綜合抗性強。墾星5號系譜見圖1。

圖1 墾星5號系譜

2.2 選育過程

根據確定的育種目標和育種策略，結合減灌節水措施，蘭陵農墾實業總公司小麥育種課題組于2006年，以濟麥22為母本、02-8-3-2-1為父本進行組配選育。2006-2007年度，配制收獲雜交種F1，代號為06-8；2007-2012期間，連續5年單粒點播并從每年雜交后代中定向選擇優良單株，于2012年育成豐產性突出、綜合性狀優異、耐旱等品質指標穩定一致的小麥新品系，將中選株系命名為墾星5號。具體選育過程見圖2。

圖2 墾星5號選育過程

2012-2014年，墾星5號在蘭陵農場種子研究所、泰安寧陽農場、青島五四農場等多個試驗基地進行品系鑒定和產量比較試驗，表現優異；2014-2016年參加國家黃淮冬麥區旱地品種比較試驗；2016-2018年參加國家黃淮冬麥區旱肥組區域試驗；2018-2019年參加國家黃淮冬麥區旱肥組生產試驗；2019年5月取得植物新品種權證書，2020年5月通過國家農作物品種審定委員會審定。

3 特征特性

3.1 農藝性狀

該品種屬半冬性，全生育期230.4 d，熟期比對照濟麥22略早。幼苗半匍匐，苗期長勢好，葉片細長，葉色深綠，分蘗力中等，成穗率高。株高74 cm，株型半松散。整齊度較好，穗層較整齊。穗長方形，長芒，白殼，白粒，半角質，飽滿度一般。畝穗數40萬～45萬穗，穗粒數約32.2粒，千粒重約38.7 g。

3.2 品質及抗性

2017-2018年農業部谷物品質監督檢驗測試中心 （北京）對墾星5號進行了品質檢測，2年平均結果：容重817.5 g/L，蛋白質含量14.09%，濕面筋含量35.5%，每100 g吸水量63.0 mL，穩定時間5.5 min（表1）。

表1 墾星5號不同年份主要品質指標測試結果

2015-2016年墾星5號通過中國農科院植保所抗病性接種鑒定：慢條銹病，中感葉銹病，高感白粉病和黃矮病。

4 產量表現

2016-2017年度參加國家黃淮冬麥區旱肥組區域試驗，平均產量為6 543.0 kg/hm2，比對照增產7.1%，達極顯著水平，16處試驗點有13處表現為增產，增產點率81.3%。2017-2018年度參加國家黃淮冬麥區旱肥組區域試驗，平均產量為5 659.5 kg/hm2，比對照增產6.1%，達極顯著水平，15處試驗點表現為全部增產，增產點率100%。區試2年平均產量為6 102.0 kg/hm2，比對照洛旱7號增產5.66%，增產點率90.7%。2018-2019年度參加國家黃淮冬麥區旱肥地生產試驗，包括河南、河北、山東、山西、陜西等5個省8個點，平均產量為5 763.0 kg/hm2，比對照增產5.5%，增產點率達到100%（表2）。

表2 墾星5號參加黃淮冬麥區旱肥組試驗的產量表現

5 栽培要點

墾星5號屬早熟、高產、抗旱品種，適宜黃淮冬麥區旱肥組的山西省晉南、陜西省咸陽和渭南、河南省旱肥地及河北省、山東省旱地種植。適宜播期為10月中上旬，適宜畝基本苗數為40萬～45萬，注意防治白粉病、黃矮病、葉銹病和赤霉病。高水肥地塊應適當降低播量，控制群體，防止后期出現倒伏。

6 討論

育種實踐表明，遵循育種客觀規律是實現高效育種的有效途徑。為了減少育種的盲目性，聚焦育種目標，深入分析雜交材料的遺傳背景是成功選育高產穩產新品種的基礎。其次，合理配置親本組合是育種的關鍵。在選擇雙親時要求雙親均要有較高的產量和較好的適應性，充分利用雙親的優點，促進優良基因（位點）的累加和聚合，從而培育出產量和適應性超親的品種。此外，建立科學有效的選擇方法和測評體系是選育成功的有效途徑。高產、優質、高效、廣適是小麥育種永恒的目標，不同歷史時期、生產階段、地區育種目標側重點不同，要緊扣目標，建立一套科學的評價篩選體系，提高育種效率。