利用石4185為骨干親本培育高產(chǎn)小麥新品種

傅曉藝， 郭進(jìn)考， 劉艷濱， 史占良， 單子龍， 韓 然， 何明琦

（1.石家莊市農(nóng)林科學(xué)研究院， 河北 石家莊050041； 2.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院， 河北 保定071001；3.石家莊新華區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村工作辦公室， 河北 石家莊050000）

小麥?zhǔn)俏覈?guó)主要糧食作物，在糧食生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位。優(yōu)良品種的選育和推廣利用為我國(guó)糧食增產(chǎn)增收發(fā)揮了重要作用。骨干親本是指直接用來(lái)培育出一批大面積推廣的品種，或由其衍生出許多具有廣泛應(yīng)用價(jià)值的親本育種材料，通常骨干親本除本身具備綜合的優(yōu)良性狀外，還具有高配合力，即易與其他材料雜交育成優(yōu)良品種［1］。國(guó)內(nèi)外育種實(shí)踐充分說(shuō)明，骨干親本的發(fā)掘、創(chuàng)造和評(píng)價(jià)利用，是實(shí)現(xiàn)育種工作突破的關(guān)鍵［2］。小麥骨干親本合理利用是小麥育成品種的前提和根本關(guān)鍵。詹克慧等［3］利用親緣系數(shù)法對(duì)河南省育成小麥品種的骨干親本進(jìn)行了分析；劉愛(ài)峰等［4］對(duì)今年來(lái)山東省小麥育種骨干進(jìn)行了品質(zhì)評(píng)價(jià)；李邦發(fā)［5］對(duì)四川省30年來(lái)審（認(rèn)）定的170個(gè)小麥品種的骨干親本進(jìn)行了分析。石4185是石家莊市農(nóng)林科學(xué)研究院1983年利用多年研制的小麥太谷核不育基礎(chǔ)群體材料，分3年時(shí)間將具有不同突出優(yōu)點(diǎn)的冀植8094、豫麥2號(hào)和冀麥26等［6］多個(gè)優(yōu)異親本進(jìn)行聚合雜交和輪回選擇，并采用“擴(kuò)源保庫(kù)”即在高水肥條件下前期肥水滿足、后期干旱脅迫以及在不同土質(zhì)和生產(chǎn)條件下異地交替定向選擇的方法培育而成的集節(jié)水、高產(chǎn)、抗倒、抗病、耐鹽、耐穗發(fā)芽等諸多優(yōu)良性狀于一體的冬小麥新品種（圖1），1997—2001年先后通過(guò)河北、河南、新疆和田地區(qū)和國(guó)家農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定。2000年被列為河北省海河流域農(nóng)業(yè)綜合開(kāi)發(fā)科技新項(xiàng)目，并獲國(guó)家主要農(nóng)作物新品種補(bǔ)助，2002年被列為國(guó)家科技成果重點(diǎn)推廣計(jì)劃，2003年獲河北省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，2004年榮獲河北省省長(zhǎng)特別獎(jiǎng)和國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)（證書(shū)編號(hào)：2004－J－201－2－03－D01）。前人以石4185為試驗(yàn)材料從光合特性、抗氧化水平、水分脅迫和耐鹽性等方面做了相關(guān)研究［7－14］。本研究以石4185及育成品種為例探討小麥品種選育中親本的選擇。

1 石4185背景介紹

1.1 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

1.1.1 抗旱指標(biāo)

經(jīng)河北省農(nóng)科院旱作所、河北農(nóng)業(yè)大學(xué)和中科院石家莊農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化所多年研究，石4185屬一級(jí)節(jié)水抗旱品種，在0水、2水和4水不同處理中較對(duì)照增產(chǎn)10%左右，抗旱和節(jié)水指數(shù)為1.12和1.15，高產(chǎn)條件下水分利用率達(dá)17.1kg／hm2，較生產(chǎn)應(yīng)用的高產(chǎn)品種高了10%以上；葉片滲透調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，在需水高峰期較抗旱品種和高產(chǎn)品種分別高70.6%和123.1%。

1.1.2 產(chǎn)量指標(biāo)

河北、河南和國(guó)家區(qū)試連續(xù)多年占第1位，較對(duì)照冀麥36、魯麥14和豫麥21分別增產(chǎn)3.0%、6.21%和8.54%，增產(chǎn)顯著。6 670hm2石4185生產(chǎn)應(yīng)用創(chuàng)全國(guó)北方麥區(qū)大面積高產(chǎn)紀(jì)錄（8 289.0kg／hm2）。

1.1.3 抗逆指標(biāo)

株高75cm左右，根系和莖稈厚壁組織發(fā)達(dá)，具有極強(qiáng)的抗倒能力，對(duì)條中25、28、29、30和31號(hào)生理小種均表現(xiàn)免疫，抗赤霉病和根腐病，屬一級(jí)耐鹽品種。

1.2 推廣應(yīng)用情況

據(jù)統(tǒng)計(jì)，石4185在河北省累計(jì)應(yīng)用面積為283.5萬(wàn)hm2，增產(chǎn)小麥106 305萬(wàn)kg，新增經(jīng)濟(jì)效益13.26億元。2003—2005年3年河北省應(yīng)用面積149.7萬(wàn)hm2，年種植面積49.9萬(wàn)hm2，3年累計(jì)增產(chǎn)小麥56 180萬(wàn)kg，新增產(chǎn)值75 379.2萬(wàn)元，新增經(jīng)濟(jì)效益74 745.4萬(wàn)元。節(jié)省地下水資源17.01億 m3。

1.3 推動(dòng)行業(yè)科技進(jìn)步作用

石4185推廣到全國(guó)5?。▍^(qū)），實(shí)現(xiàn)了小麥大面積節(jié)水高產(chǎn)，節(jié)本增收，推動(dòng)了小麥生產(chǎn)的發(fā)展；“擴(kuò)源、保庫(kù)”節(jié)水高產(chǎn)的選種方法，為培育節(jié)水高產(chǎn)小麥品種提供了借鑒；石4185連續(xù)15年作為國(guó)家區(qū)試和河北省抗旱鑒定對(duì)照品種，為篩選節(jié)水高產(chǎn)型品種起到了促進(jìn)作用，作為優(yōu)異材料被廣泛研究和利用，培育出了一批苗頭品系（表1）。

表1 以石4185為骨干親本育成品種（系）

圖1 石4185系譜圖

2 育成的小麥新品種產(chǎn)量表現(xiàn)

2.1 石麥14

2003年河北省冀中南水地組冬小麥區(qū)域試驗(yàn)結(jié)果，平均產(chǎn)量7 098.6kg／hm2；2004年同組區(qū)域試驗(yàn)結(jié)果，平均產(chǎn)量7 755.2kg／hm2；2003年同組生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果，平均產(chǎn)量7 886.1kg／hm2。

2.2 石麥18

2006—2007、2007—2008年度冀中南水地組2年區(qū)域試驗(yàn)平均產(chǎn)量8 092.4kg／hm2，比對(duì)照石4185品種增產(chǎn)5.45%。2007—2008年度同組生產(chǎn)試驗(yàn)，平均產(chǎn)量7 838.6kg／hm2，比對(duì)照石4185增產(chǎn)7.40%。

2.3 石麥19

2007—2008年度參加黃淮北片B組區(qū)試，13點(diǎn)匯總，12點(diǎn)增產(chǎn)，1減產(chǎn)，增產(chǎn)點(diǎn)率92.3%，平均產(chǎn)量8 220.0kg／hm2，比對(duì)照石4185增產(chǎn)6.10%，增產(chǎn)極顯著，居11個(gè)參試品種第3位；2008—2009年度續(xù)試，13點(diǎn)匯總，13點(diǎn)增產(chǎn)，0點(diǎn)減產(chǎn)，平均產(chǎn)量8 158.5 kg／hm2，增產(chǎn)點(diǎn)率100%，比對(duì)照品種石4185增產(chǎn)6.80%，增產(chǎn)極顯著，居13個(gè)參試品種第3位。2年平均產(chǎn)量 8 193.0kg／hm2，比對(duì)照石 4185 平均增產(chǎn)6.45%，平均增產(chǎn)點(diǎn)率96.2%。

2.在變革教學(xué)方法上,積極探索以活動(dòng)教學(xué)為主的教學(xué)模式。教師要注意結(jié)合教材挖掘?qū)W生的興趣,通過(guò)聯(lián)系學(xué)生的生活實(shí)際,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)情感體驗(yàn),改進(jìn)教學(xué)活動(dòng),使教學(xué)過(guò)程充滿情趣和活力,從而提高教學(xué)活動(dòng)的吸引力。同時(shí)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題使學(xué)生會(huì)激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)愿望,從而使學(xué)生注意力高度集中,積極主動(dòng)地投入學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)生勇于探索、創(chuàng)造和追求真理的科學(xué)精神。

2.4 石麥22

2009—2010年度參加黃淮冬麥區(qū)北片水地組品種區(qū)域試驗(yàn)，平均產(chǎn)量7 839.0kg／hm2，比對(duì)照石4185增產(chǎn)7.60%；2010—2011年度續(xù)試，平均產(chǎn)量8 803.5 kg／hm2，比對(duì)照良星99增產(chǎn)4.80%。2010—2011年度生產(chǎn)試驗(yàn)，平均產(chǎn)量8 730.0kg／hm2，比對(duì)照石4185增產(chǎn)5.80%。

2.5 科農(nóng)199

科農(nóng)199是中科院農(nóng)業(yè)資源中心利用染色體工程技術(shù)培育的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)小麥新品種，抗寒、耐旱、抗干熱風(fēng)，根系發(fā)達(dá)，生育中后期能夠高效吸收深層土壤的水分養(yǎng)分?？妻r(nóng)199小麥無(wú)論低氮或高氮供給條件下都比其他品種積累更多的干物質(zhì)并向籽粒中分配，從而形成較高的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，大田節(jié)肥試驗(yàn)中施純氮120kg／hm2時(shí)產(chǎn)量6 532.5kg／hm2，氮肥偏生產(chǎn)力達(dá)54.4 kg；施純氮180kg／hm2時(shí)產(chǎn)量7 312.5kg／hm2，氮肥偏生產(chǎn)力達(dá)40.6kg。在低磷定位試驗(yàn)中，科農(nóng)199表現(xiàn)出分蘗力強(qiáng)、成穗率高、收獲群體大的特點(diǎn)在冬前底墑水充足的條件下，春季灌水1～2次可滿足“畝產(chǎn)千斤”的水分需求［15］。

2004—2005年度參加黃淮冬麥區(qū)北片水地組品種區(qū)域試驗(yàn)，平均產(chǎn)量7 638.6kg／hm2，比對(duì)照石4185增產(chǎn)4.19%（顯著）；2005—2006年度續(xù)試，平均產(chǎn)量8 163.0kg／hm2，比 對(duì) 照 石 4185 增 產(chǎn) 7.36% （極 顯著）。2005—2006年度生產(chǎn)試驗(yàn)，平均產(chǎn)量7 758.0 kg／hm2，比對(duì)照石4185增產(chǎn)6.22%。

2.6 金禾9123

參加國(guó)家小麥品種區(qū)域試驗(yàn)2年。2006—2007年度參加黃淮北片A組區(qū)試，13點(diǎn)匯總，13點(diǎn)增產(chǎn)，平均產(chǎn)量8 346.0kg／hm2，比對(duì)照石4185增產(chǎn)7.21%，達(dá)極顯著水平，居12個(gè)參試品種第2位。2007—2008年度參加黃淮北片A組區(qū)試，13點(diǎn)匯總，13點(diǎn)增產(chǎn)，平均產(chǎn)量8 265.0kg／hm2，平均比對(duì)照石4185增產(chǎn)6.78%，增產(chǎn)極顯著，居11個(gè)參試品種第2位。

2.7 保麥10號(hào)

2007—2008年度參加北部冬麥區(qū)水地組品種區(qū)域試驗(yàn)，平均產(chǎn)量7 522.5kg／hm2，比對(duì)照京冬8號(hào)增產(chǎn)5.90%；2008—2009年度續(xù)試，平均產(chǎn)量 6 760.5 kg／hm2，比對(duì)照京冬8號(hào)增產(chǎn)7.30%。2009—2010年度生產(chǎn)試驗(yàn)，平均產(chǎn)量5 781.0kg／hm2，比對(duì)照京冬8號(hào)增產(chǎn)3.30%。

3 育成品種高產(chǎn)紀(jì)錄

2005年6月13日國(guó)家糧食豐產(chǎn)科技工程組織有關(guān)專(zhuān)家對(duì)石家莊地區(qū)藁城、辛集承擔(dān)的小麥節(jié)水高產(chǎn)攻關(guān)示范田進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)收測(cè)產(chǎn)，在不計(jì)收割機(jī)機(jī)械收獲損失，扣除水分和雜質(zhì)，折純折標(biāo)后計(jì)算，辛集市馬蘭農(nóng)場(chǎng)種植石麥14品種的0.33hm2小麥節(jié)水高產(chǎn)攻關(guān)示范田在全生育期只澆2水（冬前未澆凍水）的情況下，實(shí)收平均產(chǎn)量為9 539.0kg／hm2，打破河北省自1997年以來(lái)保持8年的歷史最高紀(jì)錄。

2013年5月21日，農(nóng)業(yè)部專(zhuān)家赴石家莊趙縣、藁城、辛集等地，對(duì)石家莊市農(nóng)科院選育的小麥節(jié)水高產(chǎn)品種石麥18和石麥22小麥新品種進(jìn)行田間測(cè)產(chǎn)。國(guó)家小麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系首席專(zhuān)家肖世和在考察我市各地小麥長(zhǎng)勢(shì)并分析測(cè)產(chǎn)結(jié)果后認(rèn)為，石家莊市農(nóng)科院培育的小麥，節(jié)水抗旱，產(chǎn)量也很高，是值得北方地區(qū)推廣的品種。經(jīng)過(guò)測(cè)算，辛集市馬蘭試驗(yàn)站小麥新品種石麥22創(chuàng)下了平均產(chǎn)量10 710.5kg／hm2的高產(chǎn)新紀(jì)錄。藁城等行距微噴萬(wàn)畝示范方石麥18平均產(chǎn)量10 732.4kg／hm2。趙縣試驗(yàn)站微灌溉示范田石麥18平均產(chǎn)量 10 772.1kg／hm2；石麥 19 號(hào)平均產(chǎn)量9 942.6kg／hm2。

4 討 論

建國(guó)以來(lái)，我國(guó)小麥育種工作者選育了眾多優(yōu)良新品種，在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了9次大的品種更換［16］。然而，每一次大面積推廣品種的育成都與一個(gè)或數(shù)個(gè)育種骨干親本的出現(xiàn)密不可分，突破性育種材料的出現(xiàn)是推動(dòng)品種更新?lián)Q代的內(nèi)在動(dòng)力。從1921年開(kāi)始推廣的南大2419，衍生了阿夫、阿勃、歐柔、鄭引4號(hào)等小麥骨干親本，阿勃又衍生了洛夫林10號(hào)、矮孟牛，鄭引4號(hào)衍生了小偃6號(hào)等20世紀(jì)的骨干親本［17］。石4185是在山前麥、螞蚱麥、碧玉麥等骨干親本的基礎(chǔ)上綜合改良創(chuàng)育而成，并成為20世紀(jì)末至今一直在使用的重要骨干親本。

育成品種在試驗(yàn)中均比石4185增產(chǎn)顯著，在生產(chǎn)上發(fā)揮了巨大作用，石麥14、石麥18、石麥19和石麥22在不同澆水模式下都創(chuàng)造了高產(chǎn)紀(jì)錄，對(duì)當(dāng)?shù)氐男←溕a(chǎn)起到了示范作用。

石4185在小麥生產(chǎn)上的作用得到了大家的認(rèn)可，本品種適應(yīng)性強(qiáng)，抗倒伏、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，2014年國(guó)家公布石4185被退出歷史舞臺(tái)，但其作為一個(gè)親本材料還是有相當(dāng)利用價(jià)值的，目前河北省小麥區(qū)域試驗(yàn)對(duì)照仍然是石4185，究其原因應(yīng)該是石4185不是簡(jiǎn)單的系統(tǒng)雜交及選育而成的，而是利用太谷核不育技術(shù)將多個(gè)不同地域來(lái)源、不同品種特性的親本聚合雜交而成，個(gè)人認(rèn)為這不同與普通的復(fù)合雜交，其遺傳背景復(fù)雜（圖1），其中包含本院育成的冀麥26小麥品種，冀麥26推廣面積超過(guò)66.7萬(wàn)hm2的小麥品種［18］，外國(guó)血緣的中農(nóng)28、丹麥1號(hào)、洛夫林10號(hào)，及螞蚱麥、碧玉麥、關(guān)中老麥、蚰包麥的地方品種。所以利用石4185做親本培育出一批不同類(lèi)型的小麥在生產(chǎn)上大面積應(yīng)用，比如在當(dāng)前水資源短缺的形勢(shì)下，石麥22是石家莊市農(nóng)林科學(xué)研究院育成的節(jié)水、高產(chǎn)性非常好的品種，已作為河北省小麥節(jié)水區(qū)域試驗(yàn)對(duì)照品種?？妻r(nóng)199是中科院農(nóng)業(yè)資源中心育成的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)小麥新品種，其抗寒、耐旱、抗干熱風(fēng)，根系發(fā)達(dá)，生育中后期能夠高效吸收深層土壤的水分養(yǎng)分。金禾9123是河北省農(nóng)林科學(xué)院和石家莊市農(nóng)林科學(xué)研究院合作育成的高產(chǎn)小麥新品種，已經(jīng)通過(guò)國(guó)家審定，在黃淮南片大面積種植，其充分利用當(dāng)?shù)氐墓鉄豳Y源灌漿快、粒重高是獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵因素。石4185聚合了豫麥2號(hào)和冀麥26的有益基因，具有結(jié)實(shí)性好、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的特點(diǎn)?？妻r(nóng)9204聚合了矮豐3號(hào)和冀麥38的豐產(chǎn)性，并具有八倍體小偃麥衍生品系抗病、落黃好等優(yōu)點(diǎn)。因此，科農(nóng)199（石4185×科農(nóng)9204）聚合了多個(gè)骨干親本和品種的有益基因，具有豐富的遺傳基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了性狀互補(bǔ)，表現(xiàn)出高產(chǎn)、廣適、抗逆性好的特點(diǎn)［19］。通過(guò)以上分析可以得出，選育合適的骨干親本及骨干親本的遺傳豐度是小麥育種的關(guān)鍵，我們?cè)谶x擇親本時(shí)不應(yīng)該只看重某一特殊優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)考慮其綜合特性，這應(yīng)該是育種初學(xué)者值得注意的一個(gè)方面。

利用石4185做親本育成的品種皆是節(jié)水、高產(chǎn)類(lèi)型的，其抗病性不突出，只有石麥14、金禾9123對(duì)白粉病免疫，它們是抗病親本92R137的后代［20］，92R 137含有Pm 21抗白粉病基因，已被轉(zhuǎn)育到生產(chǎn)上農(nóng)藝性狀好的小麥品種（系）中［21－22］。若想培育優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋類(lèi)型的小麥就應(yīng)該選取優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)類(lèi)型的親本，同樣也應(yīng)該了解其遺傳組成，當(dāng)前河北省優(yōu)質(zhì)麥的骨干親本是藁8901血統(tǒng)和冀師02－1系列親本，所以了解品種特性是育種的關(guān)鍵之關(guān)鍵，優(yōu)質(zhì)與高產(chǎn)的前提下兼顧節(jié)水特性和抗病性是當(dāng)前小麥育種的主攻方向。

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