高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)小麥新品種運(yùn)麥14觀74的選育與應(yīng)用

(山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所， 山西 運(yùn)城 044000)

小麥?zhǔn)巧轿魇≈饕Z食作物之一，常年種植面積約70萬hm2。主要集中在運(yùn)城、臨汾地區(qū)[1-2]，面積約占全省的80%以上[3-4]，其中水地面積約占50%。旱地小麥由于受到氣候影響，產(chǎn)量變化幅度較大。因此山西小麥產(chǎn)量豐產(chǎn)主要依靠旱地小麥，穩(wěn)產(chǎn)主要依靠水地小麥。培育適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂驐l件冬春干旱、倒春寒時(shí)常發(fā)生[5-7]的高產(chǎn)、廣適水地小麥新品種是育種者的主要目標(biāo)。運(yùn)麥14觀74為適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蚣吧a(chǎn)需要，由山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所麥類作物研究室于2008年用改良系譜法、水旱輪選、HWM-GS鑒定、多年多點(diǎn)鑒定將多穗、株型緊湊、抗病性好的Ayc 13145做母本，廣適、千粒重高的08-13做父本進(jìn)行有性雜交，經(jīng)過9年選育而成的小麥新品種。該品種于2018年12月通過山西省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定(審定編號(hào)：晉審麥20180004)，命名為運(yùn)麥14觀74。

1 品種來源與選擇經(jīng)過

1.1 育種目標(biāo)

運(yùn)麥14觀74的選育立足山西省南部中熟冬麥區(qū)，也屬于黃淮麥區(qū)北片區(qū)。其能夠適應(yīng)當(dāng)?shù)匦←湽酀{期逐漸延長(zhǎng)的氣候特點(diǎn)，同時(shí)具有中熟，分蘗能力強(qiáng)，抗寒，抗旱，耐倒春寒，抗病性較好，抗干熱風(fēng)能力強(qiáng)，高千粒重的產(chǎn)量潛力在600 kg·(667 m2)-1左右的半冬性小麥新品種[8-9]。

1.2 親本來源

母本Ayc 13145采集于黃淮麥區(qū)北片區(qū)試品系，該品系半冬性，穗層整齊，分蘗能力較強(qiáng)，成穗率高，株型緊湊、旗葉短小上沖、成熟落黃性好。父本08-13是山西省農(nóng)科院棉花研究所利用運(yùn)豐早21為母本和邯鄲5326為父本進(jìn)行雜交選育的廣適、抗病抗逆性好、高千粒重的小麥品系，該品系優(yōu)點(diǎn)是抗寒性好、比對(duì)照良星99早熟約3 d。缺點(diǎn)是穗數(shù)較少，春季起身略早、旗葉平展。將兩品系進(jìn)行雜交組配，可以做到部分農(nóng)藝性狀間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

1.3 選育經(jīng)過

2009年夏天配制雜交組合，Ayc 13145×08-13，F(xiàn)0收獲種子18粒。2010年F1(編號(hào)：F110431)在水地條件下種植1行，由于其雜種一代的田間表現(xiàn)植株整齊、株高適中、成穗多、抗病性較好、表現(xiàn)出明顯的雜種優(yōu)勢(shì)，成熟單株14株，全部混合收獲。2011年F2小區(qū)種植約1 500粒種子，該組合表現(xiàn)為分離類型豐富、分蘗能力強(qiáng)、株高80 cm左右、抗病性好，在該小區(qū)中選擇約300個(gè)紡錘型、長(zhǎng)方型的單穗混脫。2012年F3代稀播，約700粒種子，選擇單株成穗在7～10個(gè)，株高75 cm左右，穗層一致等綜合性狀突出的單株進(jìn)行脫粒，根據(jù)籽粒重量、飽和度等考種淘汰選留103株，單株3行播種，每行50粒。2013年F4選擇整齊度好、分蘗能力強(qiáng)、成穗率高、抗病性好、粒重高的株系6個(gè)進(jìn)行單獨(dú)收獲脫粒。2014年F5代進(jìn)行水、旱2種環(huán)境的小區(qū)鑒定，選擇遺傳性狀穩(wěn)定一致，綜合性狀優(yōu)良，2種環(huán)境中產(chǎn)量都較高品系出圃，編號(hào)：10431-6-Z 12-13-14 G 74。同年進(jìn)行HWM-GS亞基鑒選。2015年進(jìn)行3次重復(fù)小區(qū)的品系比較試驗(yàn)，其比對(duì)照高約10.1%，命名為運(yùn)麥14觀74。2016年對(duì)該品系在同一生態(tài)區(qū)不同地點(diǎn)(臨汾、永濟(jì)、晉城、運(yùn)城等)進(jìn)行生態(tài)適應(yīng)性和產(chǎn)量鑒定。2017年參加山西省南部水地中熟冬麥區(qū)第1年區(qū)域試驗(yàn)，同時(shí)進(jìn)行抗病性鑒定、DUS檢測(cè)、品質(zhì)分析。2018年繼續(xù)參加第2年區(qū)試，繼續(xù)進(jìn)行DUS檢測(cè)、品質(zhì)分析和抗病性鑒定，同時(shí)進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn)，表現(xiàn)良好，符合審定要求和標(biāo)準(zhǔn)。于2018年12月通過山西省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定，定名為運(yùn)麥14觀74。

表1 運(yùn)麥14觀74和良星99(ck)在山西區(qū)試及生產(chǎn)試驗(yàn)中的產(chǎn)量構(gòu)成因素比較

項(xiàng)目 2016—2017年(區(qū)試) 2017—2018年(區(qū)試) 2017—2018年(生產(chǎn)試驗(yàn))運(yùn)麥14觀74ck運(yùn)麥14觀74ck運(yùn)麥14觀74ck穗數(shù)/萬穗44.745.842.744.143.645.6比對(duì)照%-2.4-3.2-4.4標(biāo)準(zhǔn)差/萬穗5.54.32.93.44.62.5穗粒數(shù)/粒35.133.633.132.133.831.6比對(duì)照%4.53.17.0標(biāo)準(zhǔn)差/粒4.83.74.44.05.14.4千粒重/g44.641.645.143.245.442.9比對(duì)照%7.24.45.8標(biāo)準(zhǔn)差/g4.11.63.63.43.05.5產(chǎn)量/[kg·(667m2)-1]594.3559.3445.1432.3433.4423.3比對(duì)照/%6.33.02.4標(biāo)準(zhǔn)差/[kg·(667m2)-1]36.546.983.784.373.983.8

1.4 區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)示范試驗(yàn)產(chǎn)量表現(xiàn)

2016—2017年第1年參加山西省南部中熟冬麥區(qū)水地區(qū)域試驗(yàn)，當(dāng)年小麥成熟期，遭遇連續(xù)陰天小雨，部分參試材料出現(xiàn)穗發(fā)芽現(xiàn)象，但該品系僅僅表現(xiàn)籽粒紅色變淺，無穗發(fā)芽，表現(xiàn)較強(qiáng)的抗穗發(fā)芽能力。根據(jù)表1，該品種平均產(chǎn)量達(dá)到594.3 kg·(667 m2)-1，比對(duì)照良星99增產(chǎn)6.3%，平均穗數(shù)44.7萬，穗粒數(shù)35.1粒，千粒重44.6 g。增產(chǎn)點(diǎn)率100%，居試驗(yàn)第3位。2017—2018年參加第2年區(qū)試，當(dāng)年山西省南部4月5—7日遭遇嚴(yán)重的倒春寒，部分品系凍害嚴(yán)重，該品系也受到影響，其中一個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)由于播種早，減產(chǎn)較大，但整體上平均產(chǎn)量達(dá)到445.1 kg·(667 m2)-1，比對(duì)照良星99增產(chǎn)3%，平均穗數(shù)42.7萬，穗粒數(shù)33.1粒，千粒重45.1 g。增產(chǎn)點(diǎn)率87.5%，居試驗(yàn)第7位。同年參加生產(chǎn)示范試驗(yàn)，平均產(chǎn)量達(dá)到433.4 kg·(667 m2)-1，比對(duì)照良星99增產(chǎn)2.4%，平均穗數(shù)43.6萬·(667 m2)-1，穗粒數(shù)33.8粒，千粒重45.4 g。增產(chǎn)點(diǎn)率87.5%，居試驗(yàn)第4位。通過2年該品種與ck產(chǎn)量標(biāo)準(zhǔn)差分析，其均較小，說明該品種區(qū)試各點(diǎn)產(chǎn)量離散程度較小，表明其對(duì)各點(diǎn)環(huán)境適應(yīng)性較好，2年中經(jīng)受了較為惡劣的氣候條件，依然達(dá)到審定標(biāo)準(zhǔn)，屬于穩(wěn)產(chǎn)性品種。而在穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重方面標(biāo)準(zhǔn)差大于ck，表明這幾個(gè)方面穩(wěn)定性略差。且穗數(shù)均小于ck。

2 主要特征特性

2.1 特征特性

屬于半冬性，全生育期240 d左右，比對(duì)照良星99早熟1 d。幼苗半匍匐，葉片細(xì)長(zhǎng)，葉色深綠色，分蘗力較強(qiáng)，抗倒春寒能力中等。株高80～87 cm，株型半緊湊，莖稈彈性中等，抗倒性中等。莖葉蠟質(zhì)較弱，旗葉直立到平展，穗層整齊，成熟落黃好。穗型長(zhǎng)方型，穗長(zhǎng)8.0～8.5 cm，穗白色，中長(zhǎng)直芒、芒稈黃色。護(hù)穎橢圓形，穎丘肩，穎嘴中彎，小穗密度中等。籽粒卵圓形，粒紅色，籽粒硬質(zhì)，較飽滿。穗數(shù)42萬～48萬，穗粒數(shù)32～35個(gè)，千粒重43～47 g。HWM-GS亞基組合為1、7+8、2+12。抗凍性中等，抗旱性中等，抗青干、抗干熱風(fēng)、抗穗發(fā)芽能力強(qiáng)。

特殊標(biāo)記是該品種為類病變突變體材料(lesionmimics Mutants)[10-11]。根據(jù)田間表現(xiàn)屬于環(huán)境敏感型[12]和生殖生長(zhǎng)起始型類病變型(reproductive initiation lesion mimics，RILM)[13]。主要表現(xiàn)在生長(zhǎng)階段后期也就是抽穗期一直持續(xù)到成熟期，小麥葉片出現(xiàn)白色的米粒大小的可遺傳的病變斑，旗葉和倒2葉尤其明顯[14]。由于大部分類病變突變體對(duì)一些植物病原體顯示出較強(qiáng)的抗病性[15]。所以運(yùn)麥14觀74提供了可以研究細(xì)胞程序性死亡(programmed cell death,PCD)[16]和植物防衛(wèi)應(yīng)激反應(yīng)的機(jī)制的種質(zhì)材料。

2.2 品質(zhì)性狀

2017、2018年經(jīng)農(nóng)業(yè)部谷物及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(哈爾濱)檢測(cè)，籽粒平均容重827 g·L-1，粗蛋白(干基)含量14.23%，濕面筋含量(以14%水分計(jì))31.4%，面團(tuán)形成時(shí)間2.7 min，穩(wěn)定時(shí)間2 min,弱化度163.0 F.U，粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)42 mm，評(píng)價(jià)值39。

2.3 抗病性鑒定

山西省區(qū)試抗病性鑒定結(jié)果：2017年中感條銹病、葉銹病和白粉病。2018年輕感條銹病，中感葉銹病和白粉病。

2.4 DUS檢測(cè)

2017、2018年連續(xù)2年在農(nóng)業(yè)部植物新品種測(cè)試(原陽(yáng))分中心進(jìn)行植物品種特異性、一致性和穩(wěn)定性檢測(cè)。通過對(duì)已知品種庫(kù)采用QL相等，PQ相等，QN小于3條件篩選，結(jié)果篩選為0個(gè)品種，判定具備特異性。同時(shí)根據(jù)農(nóng)業(yè)部植物新品種測(cè)試(原陽(yáng))分中心測(cè)試結(jié)果，判定具備一致性，穩(wěn)定性。其中近似品種名稱為濟(jì)核161，該品系護(hù)穎卵圓形、籽粒白色、質(zhì)地半角質(zhì)。而運(yùn)麥14觀74護(hù)穎橢圓形、籽粒紅色、質(zhì)地角質(zhì)。

2.5 高產(chǎn)栽培技術(shù)要點(diǎn)

適宜區(qū)域?yàn)樯轿魇∧喜恐惺於渽^(qū)水地種植，主要為中、高水肥地。栽培管理措施應(yīng)根據(jù)不同年份的氣候和環(huán)境特征制定[17]，針對(duì)當(dāng)?shù)赝寥鲤B(yǎng)分含量情況為缺氮、少磷、富鉀，以及一年兩熟小麥-玉米輪作中玉米秸稈還田腐熟過程中微生物對(duì)N的需求和C/N比例失調(diào)問題，小麥播種前要施足底肥，增施有機(jī)肥。適期播種，一般為9月底至10月7日[18-19]，考慮當(dāng)?shù)囟皽囟仍龈呒暗勾汉畷r(shí)有發(fā)生，建議推遲播種到10月15日左右?；久缈刂圃?7萬～25萬苗·(667 m2)-1為宜。12月上旬依據(jù)降雨情況澆足越冬水，促進(jìn)根系生長(zhǎng)與分蘗。3月中下旬根據(jù)天氣情況澆好返青起身水，隨水追施7.5～10 kg·(667 m2)-1尿素，適當(dāng)延緩拔節(jié)期，預(yù)防由于拔節(jié)期提前遭受倒春寒的危害。拔節(jié)期前進(jìn)行化學(xué)除草，特別注重節(jié)節(jié)麥、野燕麥的防治，并防治紅蜘蛛。抽穗至灌漿期注重蚜蟲、銹病、白粉病、赤霉病等病蟲害防治。注重“一噴三防”措施促進(jìn)灌漿，增粒增重，充分協(xié)調(diào)好產(chǎn)量三要素[20]。小麥完熟初期適時(shí)機(jī)械收獲，并及時(shí)晾曬。

3 選育探討

山西省大面積推廣的水地小麥品種主要是山東、河北培育的山農(nóng)22、濟(jì)麥22、魯原502等，當(dāng)?shù)剡x育的品種較少，主要是晉麥84、晉麥96等。河南選育的品種由于對(duì)當(dāng)?shù)馗珊岛偷勾汉m應(yīng)較差，種植具有一定風(fēng)險(xiǎn)，推廣面積相對(duì)較小。

因此，在選育過程中親本來源主要是大面積推廣品種或者區(qū)試品系之間的組合。這種組合優(yōu)點(diǎn)是綜合農(nóng)藝性狀好，穩(wěn)定快，聚合了許多優(yōu)異性狀基因。缺點(diǎn)是遺傳多樣性差，DUS檢測(cè)相似性高，農(nóng)藝性狀趨于相同，對(duì)適應(yīng)當(dāng)?shù)貫?zāi)害性氣候存在巨大隱患。其次是主推品種與當(dāng)?shù)刈杂废档慕M合，優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂驐l件，具有良好的抗逆、抗病性。缺點(diǎn)是豐產(chǎn)性較差，穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)，綜合農(nóng)藝性狀一般。如何更加合理的選擇親本材料是當(dāng)前當(dāng)?shù)赜N者面臨的主要工作，也是保障當(dāng)?shù)匦←溣N健康發(fā)展的主要問題。

在該品系選育過程中，發(fā)現(xiàn)該品系為類病變突變體，其姊妹系部分也是突變體。研究表明，該類突變體有旗葉生長(zhǎng)后期葉片功能喪失較快，引起籽粒千粒重降低現(xiàn)象[11-13]。但在本選育過程中，卻發(fā)現(xiàn)該類突變體千粒重普遍較高，一般在44～47 g，抗病性在大田中表現(xiàn)也較好，但區(qū)試檢測(cè)為中感。為了更好的利用該類型突變體，還需從分子方面深入研究。