高產(chǎn) 抗旱 廣適冬小麥新品種冀麥325 的選育及育種策略

呂亮杰，劉玉平，趙愛菊，李子千，李輝，陳希勇

（河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所/ 河北省作物遺傳育種實(shí)驗(yàn)室，河北 石家莊 050035）

小麥的豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、適應(yīng)性直接關(guān)系到我國(guó)糧食安全及作物的高效生產(chǎn)[1～5]。河北省是我國(guó)小麥主產(chǎn)區(qū)和商品糧生產(chǎn)基地[6～10]，而該區(qū)水資源嚴(yán)重短缺，干旱、半干旱耕地占全省耕地總面積的66%[11，12]，小麥全生育期澆灌用水量較大，因此重視高產(chǎn)抗旱廣適性品種的培育，發(fā)展節(jié)水、抗旱小麥?zhǔn)窃撌∞r(nóng)業(yè)節(jié)水的關(guān)鍵，對(duì)于緩解中國(guó)北方水資源危機(jī)，保障國(guó)家糧食安全、生態(tài)安全和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[13，14]。河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所以高產(chǎn)節(jié)水廣適性作為小麥遺傳育種的重要目標(biāo)，2002 年以自有小麥高產(chǎn)、廣適小麥品種冀5157 為母本、節(jié)水、高產(chǎn)型小麥品種石20-7221 為父本進(jìn)行雜交，采用系譜法處理，成功選育出耐旱、高產(chǎn)、抗倒、適應(yīng)性廣的雙國(guó)審冬小麥新品種冀麥325。

1 材料與方法

1.1 親本來源

母本為冀5157，是河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物所選育的高代小麥新品系。該品種分蘗力強(qiáng)，成穗率高，熟相好。具有抗倒、抗干熱風(fēng)、抗白粉病、抗寒性等特點(diǎn)。

父本為石20-7221，是石家莊市農(nóng)林科學(xué)研究院選育的矮稈抗倒、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的小麥品種。該品種分蘗力中等，成穗率高，穗層整齊。抗病性強(qiáng)，高抗條銹及葉枯病，中抗白粉病，抗干熱風(fēng)，落黃好[15]。

1.2 選育過程

2002 年在河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所堤上試驗(yàn)站配置雜交組合冀5157×石20-7221，得到F0。

2003 年在河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所堤上試驗(yàn)站地點(diǎn)種植F0，以高產(chǎn)、節(jié)水為選育目標(biāo)，得到 F1。

2004 年在河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所堤上試驗(yàn)站地點(diǎn)種植F1，以苗勢(shì)壯、株型好、成穗多、粒重高、抗逆好為選育目標(biāo)，得到F2。

2005 年在河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所堤上試驗(yàn)站地點(diǎn)種植F2，以綜合性狀優(yōu)異為選育目標(biāo)優(yōu)選子粒飽滿單株63 個(gè)，得到F3。

2006～2007 年在河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所堤上試驗(yàn)站地點(diǎn)種植F3～F5，依據(jù)分蘗、穗型、株高、抗旱性、抗寒性等田間綜合性狀，結(jié)合室內(nèi)考種、分子標(biāo)記輔助育種選拔單株，F(xiàn)4和F5代經(jīng)過田間“前水肥后旱控、同世代水旱交替選擇”，結(jié)合室內(nèi)考種、分子標(biāo)記輔助育種，選育出代號(hào)為07 初325 的新品系。

2008～2009 年參加河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所初級(jí)產(chǎn)量鑒定。

2010 年參加河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所試驗(yàn)站系比鑒定。

2011～2014 年參加黃淮北片水地組預(yù)備試驗(yàn)、區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)。2015 年通過黃淮北片水地組初審，獲得了新品種保護(hù)（CNA20151133.7）。

2016～2017 年參加新疆冬小麥區(qū)區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)。2016 年通過農(nóng)業(yè)部國(guó)家農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定（國(guó)審麥2016023），定名為冀麥325。

2017～2019 年參加黃淮北片旱肥組區(qū)試試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)。2020 年通過黃淮北片旱肥組初審，通過農(nóng)業(yè)部國(guó)家農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定（國(guó)審麥20210063）。

2 結(jié)果與分析

2.1 特征特性

冀麥325 屬半冬性中熟品種。成株株型較緊湊，莖稈較粗，彈性好，抗倒性較強(qiáng)。穗近長(zhǎng)方形，小穗排列較密，長(zhǎng)芒，白殼，白粒，子粒角質(zhì)、飽滿度較好。分蘗力較強(qiáng)，落黃時(shí)間短，熟相中等。在水地平均生育期242 d，株高75 cm；穗數(shù)664.5 萬穗/hm2，穗粒數(shù)37.5 粒，千粒重41.2 g；在旱肥地平均生育期225.5 d，株高70.7cm，穗數(shù)547.5 萬穗/hm2，穗粒數(shù)32.1 粒，千粒重 40.9 g（表 1）。

表1 冀麥325 主要農(nóng)藝性狀表現(xiàn)Table 1 Main agronomic characters of Jimai 325

2.2 產(chǎn)量表現(xiàn)

2.2.1 黃淮北片水地組試驗(yàn) 2012～2015 年黃淮北片水地組區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)，2013～2014 年區(qū)域試驗(yàn)中，冀麥325 平均產(chǎn)量為7 987.05～9 184.95 kg/hm2，較對(duì)照良星99 增產(chǎn)6.62%～6.91%，均居參試品種第1位，增長(zhǎng)點(diǎn)次率為 85.00%～88.24% （表 2）。2015～2016 年生產(chǎn)試驗(yàn)，冀麥325 平均產(chǎn)量為9 059.55 kg/hm2，較對(duì)照良星99 增產(chǎn)5.59%，增產(chǎn)點(diǎn)次率為100%。

表2 2013～2015 年黃淮北片水地組區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)中冀麥325 的產(chǎn)量Table 2 Yield of Jimai 325 in the regional tests and production test of irrigated land group in the north of Huang-Huai area from 2013 to 2015

2.2.2 新疆冬小麥區(qū) 2016～2018 年新疆冬小麥區(qū)區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)，2015～2017 年區(qū)域試驗(yàn)中，冀麥325 平均產(chǎn)量為 8 007.00～8 135.10 kg/hm2，較對(duì)照新東22 增產(chǎn)6.01%～15.05%，增長(zhǎng)點(diǎn)次率為83.33%～85.71%；2017～2018 年生產(chǎn)試驗(yàn)，冀麥325 平均產(chǎn)量為7 995.75 kg/hm2，較對(duì)照新東22 增產(chǎn)7.02%，增產(chǎn)點(diǎn)次率為83.33%（表3）。

表3 2015～2018 年新疆冬小麥區(qū)區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)中冀麥325 的產(chǎn)量Table 3 Yield of Jimai 325 in the regional tests and production test of winter wheat area in Xinjiang from 2015 to 2018

2.2.3 黃淮北片旱肥組 2017～2020 年黃淮北片旱肥組區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)，2017～2019 年區(qū)域試驗(yàn)中，冀麥325 平均產(chǎn)量為5 566.95～6 165.3 kg/hm2，較洛旱7 號(hào)增產(chǎn)3.30%～7.60%，增長(zhǎng)點(diǎn)次率為 66.673%～93.75%；2019～2020 年生產(chǎn)試驗(yàn)，冀麥325 平均產(chǎn)量為7 198.50 kg/hm2，較對(duì)照洛旱7 號(hào)增產(chǎn)5.21%，增產(chǎn)點(diǎn)次率為85.71%（表4）。

表4 2017～2020 年黃淮北片旱肥組區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)中冀麥325 的產(chǎn)量Table 4 Yield of Jimai 325 in the regional tests and production test of drought-fertilizer group in the north of Huang-Huai area from 2017 to 2020

綜上所述，3 組試驗(yàn)中冀麥325 產(chǎn)量均顯著高于對(duì)照，說明冀麥325 具有很好的豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性和廣適性。

2.3 坑性表現(xiàn)

2.3.1 抗逆性 2012～2013 年、2018～2019 年經(jīng)國(guó)家農(nóng)作物區(qū)域試驗(yàn)抗寒性鑒定（遵化），冀麥325 抗寒性級(jí)別均為1 級(jí)，抗寒性好。

2.3.2 抗病性 經(jīng)中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所抗病性鑒定，2012～2013 年冀麥325 抗條銹病，高感葉銹病、白粉病、紋枯病和赤霉??；2017～2018 年冀麥325 慢條銹病，中感葉銹病，高感白粉病、紋枯病和黃矮病。

2.3.3 抗旱性 經(jīng)洛陽農(nóng)林科學(xué)院抗旱性鑒定，2017～2018 年、2018～2019 年冀麥 325 抗旱指數(shù)分別為0.862 和0.712，抗旱性均為4 級(jí)，抗旱性較弱。

2.4 子粒品質(zhì)

國(guó)家谷物品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心對(duì)冀麥325 子粒品質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，該品種水地子粒容重平均值為802 g/L，蛋白質(zhì)含量為14.36%，濕面筋含量為30.1%，沉降值為24.5 mL，吸水率為56.3%，穩(wěn)定時(shí)間為2.8 min；旱肥地的子粒容重平均值為809 g/L，蛋白質(zhì)含量為14.03%，濕面筋含量為30.9%，吸水量為58.5%，穩(wěn)定時(shí)間為1.85 min。冀麥325 達(dá)到國(guó)家中筋小麥標(biāo)準(zhǔn)。

2.5 適宜種植區(qū)域

冀麥325 適宜在黃淮冬麥區(qū)北片的山東、河北中南部、山西南部水肥和旱地種植，以及山西省晉南、陜西省咸陽和渭南、河南省旱肥地種植。

3 栽培技術(shù)要點(diǎn)

3.1 選地與整地

選擇地勢(shì)平坦、排灌便利的地塊。前茬收獲后及時(shí)深耕滅茬，雨后耙耱，精細(xì)整地。

3.2 播期與密度

適宜播種期為10 月8～12 日，中高肥水地適宜基本苗數(shù)量為240 萬～270 萬株/hm2，晚播、瘠薄地基本苗數(shù)量為 270 萬～300 萬株/hm2。

3.3 水肥管理

播前施足底肥，培育冬前壯苗，一般麥田底肥施用量為磷酸二銨 225～275 kg/hm2和尿素 120～150 kg/hm2。麥苗起身后期追施尿素，施用量220～250 kg/hm2[16～18]。冬前澆越冬水，以利壯苗越冬。預(yù)防干熱風(fēng)，加速灌漿，增加子粒飽滿度和光澤度[19]。

3.4 病蟲害防治

播前種子須包衣或拌種，以防治地下害蟲。小麥生長(zhǎng)中后期，施用40%毒死蜱45 mL/hm2或10%抗蚜威 150g/hm2+40%禾枯靈 1500g/hm2或 60%防霉寶1 050 g/hm2+磷酸二氫鉀2 250 g/hm2，防治白粉病[17]、赤霉病[18]、蚜蟲；預(yù)防干熱風(fēng)，延長(zhǎng)灌漿時(shí)間，提高子粒飽滿度和光澤度。

4 育種策略

4.1 豐富的遺傳種質(zhì)是選育高產(chǎn)、抗旱、廣適、多抗型品種的基礎(chǔ)

豐富的遺傳背景和廣泛基因累加使冀麥325 具有高產(chǎn)、抗旱、廣適、多抗、綜合性狀好等生物學(xué)特點(diǎn)。抗旱、高產(chǎn)、廣適品種的選育就是基因累加的過程，特別是優(yōu)異基因的累加和不利基因的互補(bǔ)，確保小麥新品種在抵御各種脅迫后，仍能高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、廣適[20]。在配置雜交組合時(shí)，有意選擇性狀互補(bǔ)而基因型差異的外緣品種與本地主推品種進(jìn)行搭配，培育出抗旱、高產(chǎn)、廣適的適應(yīng)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的特異種質(zhì)和優(yōu)良品種[21]。

4.2 高產(chǎn)和抗旱育種方法的結(jié)合

培育高產(chǎn)、抗旱、廣適和多抗的小麥新品種一直是廣大育種家努力的方向，冀麥325 的培育兼顧高產(chǎn)和抗旱，廣適和多抗，有目的的配置遠(yuǎn)緣抗旱高產(chǎn)組合，F(xiàn)1、F2代依據(jù)苗型、株型、成穗率、粒重等高產(chǎn)特點(diǎn)選擇重點(diǎn)單株進(jìn)行優(yōu)異基因檢測(cè)，F(xiàn)3～F5代經(jīng)過田間“前水肥后旱控、同世代水旱交替選擇”選擇株高、分蘗、抗旱性、抗寒性、抗倒性等田間綜合性狀優(yōu)良的單株，結(jié)合室內(nèi)考種、分子標(biāo)記輔助育種，定向、高效選育小麥新品種。冀麥325 黃淮北片水地組平均產(chǎn)量8 743.85 kg/hm2，較對(duì)照增產(chǎn)6.37%，增產(chǎn)達(dá)極顯著水平；同時(shí)，冀麥325 黃淮北片旱肥組平均產(chǎn)量6 310.25 kg/hm2，較對(duì)照增產(chǎn)5.37%，增產(chǎn)達(dá)極顯著水平。冀麥325 的成功選育，說明運(yùn)用合理的育種技術(shù)能有效兼顧并協(xié)同提高小麥高產(chǎn)與抗旱性狀。

4.3 抗逆性和適應(yīng)性的提高

目前，黃淮北片冬麥區(qū)小麥生長(zhǎng)常受干旱、倒春寒、病害、倒伏和干熱風(fēng)等為害，造成子粒不育、干癟、產(chǎn)量和品質(zhì)下降等問題，因此定向培育抗旱、高產(chǎn)、廣適的品種至關(guān)重要。冀麥325 是河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所引入不同遺傳背景的優(yōu)異基因，利用干旱脅迫、不同栽培條件和氣候，制造水肥差異、病蟲為害等條件進(jìn)行選擇，以提高品種的耐旱性、豐產(chǎn)性、抗逆性和適應(yīng)性培育的小麥新品種。冀麥325 的選育及育種策略，即為黃淮北片冬麥區(qū)提供了遺傳基礎(chǔ)豐富、綜合性狀優(yōu)良的高產(chǎn)抗旱小麥資源，又為育種工作者提供了育種策略借鑒。