津強系列小麥系譜分析及高效育種體系研究

梁丹 劉丹 王從磊 胡子全 王紅霞 時曉偉 許慶芬 馮剛 王建賀

摘??? 要：小麥品種‘津強7號，‘津強8號，‘津強10號春小麥品種是由天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)作物研究所選育的系列強筋、早熟、多抗小麥新品種。通過對‘津強7號，‘津強8號，‘津強10號系普分析及育種手段研究，結(jié)果表明，以表型清晰，遺傳背景明確的種質(zhì)資源為基礎(chǔ)，注重親本的選配，結(jié)合蛋白標(biāo)記、分子標(biāo)記等多種育種方法結(jié)合的育種體系可以快速實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)小麥新品種的高效選育。

關(guān)鍵詞：小麥;津強系列;育種體系;種質(zhì)資源

中圖分類號：S512.1???????? 文獻標(biāo)識碼：A????????? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2021.06.002

Pedigree Analysis of Jinqiang Wheat Varieties and Efficient System for Breeding Performance Research

LIANG Dan1，2， LIU Dan1，2， WANG Conglei1，2，HU Ziquan3，WANG Hongxia4， SHI Xiaowei1，2， XU Qingfen1，2， FENG Gang1，2， WANG Jianhe1，2

（1.Crop Research Institute， Tianjin Academy of Agricultural Sciences， Tianjin 300384，China; 2.Tianjin Key Laboratory of Crop Genetics and Breeding， Tianjin 300384， China; 3. Jieshou Agriculture Technology Extension Center， Fuyang， Anhui 236500， China 4. Tianjin Jizhou District Agricultural Development Service Center， Tianjin 301900，China）

Abstract： The common wheat varieties 'Jinqiang 7'， 'Jinqing 8'， 'Jinqiang 10' represented a series with strong gluten， early maturity and more resistance of bread wheat varieties cultivated by Tianjin Crop Research Institute，Tianjin Academy of Agricultural Sciences. The pedigree and breeding methods of Jinqiang series were analyzed in order to provide effective reference for subsequent wheat breeding. The analysis results showed that based on germplasm resources， paying attention to the selection of parents and combining protein markers and molecular marker-assisted breeding could quickly realize wheat breeding purpose with high efficiency.

Key words： wheat; Jinqiang series; breeding system; germplasm resources

小麥?zhǔn)俏覈诙罂诩Z作物，年播種面積約2 400 萬hm2，其品質(zhì)優(yōu)劣直接影響人們?nèi)粘Ｉ頪1]。20世紀(jì)90年代前，我國小麥育種以追求產(chǎn)量為主，生產(chǎn)上小麥筋力較差[2];90年代后開始注重品質(zhì)育種，但育成的強筋小麥品種農(nóng)藝性狀差、產(chǎn)量低，難以在生產(chǎn)上大面積應(yīng)用[3];隨著人民生活水平提高，對強筋制品如面包、餃子等需求量也逐漸增大。因此，選育優(yōu)質(zhì)強筋高產(chǎn)小麥新品種是未來小麥育種目標(biāo)之一。

‘津強7號，‘津強8號，‘津強10號選育有效的提升了我國小麥的品質(zhì)[4-6]。上述品種在天津市、河北省、內(nèi)蒙古自治區(qū)等春小麥種植區(qū)大面積推廣，提升了強筋春小麥畝產(chǎn)。推廣后，迅速取代主栽品種‘津強5號和‘津強6號，實現(xiàn)了品種更新?lián)Q代[7- 8]。北方重要高端面粉加工企業(yè)加價收購，所產(chǎn)產(chǎn)品直接供貨食品相關(guān)行業(yè)，實現(xiàn)一二三產(chǎn)業(yè)有機融合，極大促進了強筋小麥生產(chǎn)及面粉行業(yè)技術(shù)進步。

1 津強系列春小麥品種分析

1.1 津強7號 ‘津強7號以‘冬豐701/‘小冰麥33高代品系為母本[9]，以高分子量谷蛋白亞基為Dx5+Dy10，Bx7OE+By8的優(yōu)質(zhì)亞基材料‘津強2號為父本選育而來[10]。該品種為春性，早熟品種。全生育期在81 d左右，幼苗直立，株型緊湊，株高80 cm，抗倒伏;穗紡錘型，長芒，紅殼，白粒，硬質(zhì)，籽粒飽滿度較好;穗數(shù)645～675萬穗 ·hm-2，穗粒數(shù)30～35粒，千粒質(zhì)量38 g左右。其主要特點是：綜合農(nóng)藝性狀好，品質(zhì)穩(wěn)定性佳，高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，抗逆性能強，適應(yīng)性廣。其面粉蛋白和面筋特性皆優(yōu)，面包/面條優(yōu)質(zhì)兼用，穩(wěn)定時間11.8 min，拉伸面積149 cm2，延伸性214 mm，面包體積885 mL，面包評分89.3，面條評分81.5，為強筋優(yōu)質(zhì)型小麥。

1.2 津強8號 ‘津強8號以‘矮敗小麥為母本[11]，以高分子量谷蛋白亞基為Dx5+Dy10，Bx7OE+By8的優(yōu)質(zhì)亞基材料‘津強5號為父本選育而來[7]。該品種為春性品種，生育期84 d。幼苗直立，分蘗力中等。株高83 cm，穗紡錘型，長芒、殼白色，粒紅色，粒質(zhì)硬，平均穗數(shù)564萬穗·hm-2、穗粒數(shù)29.2粒、千粒質(zhì)量38.3 g，容重738 g·L-1。2014年天津市植物保護研究所人工接種鑒定結(jié)果：白粉病病情指數(shù)62.3，高感;葉銹病病情指數(shù)78.3，高感;條銹病病情指數(shù)20.3，慢銹。2014年農(nóng)業(yè)部谷物及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心檢驗結(jié)果：籽粒容重750? g·L-1，籽粒蛋白質(zhì)含量（干基）15.07 %，濕面筋含量31.0%，面團穩(wěn)定時間28.8 min，主要指標(biāo)達(dá)到強筋小麥標(biāo)準(zhǔn)，面包/面條評分超過80分，是兼用型強筋春小麥品種。

1.3 津強10號 ‘津強10號以‘農(nóng)大3338為母本，以高分子量谷蛋白亞基為Dx5+Dy10的優(yōu)質(zhì)亞基材料‘遼春10/‘津強5號的高代品系為為父本選育而來[12]。該品種為春小麥，全生育期75 d，比對照品種‘遼春17號早熟2 d。幼苗直立，株高73 cm?？共⌒澡b定，中抗稈銹病，中抗葉銹病，高感白粉病。品質(zhì)檢測，穩(wěn)定時間15.6 min，拉伸面積192 cm2，延伸性212 mm，面包體積840 mL，面包評分89.0，面條評分85.6。2012年參加?xùn)|北春麥早熟組品種區(qū)域試驗，平均產(chǎn)量5 400 kg·hm-2，比對照品種遼春17號增產(chǎn)6.7%;2013年續(xù)試，平均產(chǎn)量4 567.5 kg·hm-2，比遼春17號增產(chǎn)4.7%。2014年生產(chǎn)試驗，平均產(chǎn)量5 824.5 kg·hm-2，比遼春17號增產(chǎn)5.9%。

2 津強系列春小麥系譜分析

針對育種目標(biāo)，選用適宜的親本材料，組配最佳雜交組合。本課題組多年研究結(jié)果和育種經(jīng)驗表明，根據(jù)育種目標(biāo)和育種思路選用農(nóng)藝性狀較好的優(yōu)質(zhì)親本與品質(zhì)較好的農(nóng)藝親本配置單交組合是選育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)小麥新品種最為有效的組合模式之一。

‘津強7號、‘津強8號和‘津強10號親本按照這個原則進行配置，‘津強7號選用的母本‘冬豐701/‘小冰麥33與課題自選強筋品種‘津強2號，‘津強8號和‘津強10號組合中母本‘矮敗小麥和‘農(nóng)大3338/‘遼春10號與父本‘津強5號正是基于上述親本選配原則進行的。

課題組對32份優(yōu)質(zhì)冬麥引進資源進行亞基檢測，結(jié)合田間農(nóng)業(yè)性狀篩選，最終選用北部冬麥區(qū)配合力較好、高產(chǎn)、多抗3個冬麥材料作為母本，分別是‘冬豐701、‘矮敗小麥、‘農(nóng)大3338，其中‘冬豐701為中國農(nóng)科院選育的高產(chǎn)材料，在天津表現(xiàn)抗病性，抗逆性較好，落黃好;‘矮敗小麥?zhǔn)谦@得2010年國家科技進步一等獎的親本材料，具有植株矮，多花多粒，分蘗強特點;‘農(nóng)大3338是北方重要的骨干親本材料，表現(xiàn)為矮、豐、早特點。這3個材料共同缺點是品質(zhì)較差，難以直接利用，需對其進行改造。

課題組對90份冬、春小麥資源進行亞基篩選結(jié)合品質(zhì)檢測，選出優(yōu)質(zhì)強筋春小麥品種‘小冰麥33，‘遼春10號進行雜交配組。‘小冰麥33是東北師范大學(xué)利用生物技術(shù)將野生天蘭冰草與北方優(yōu)質(zhì)春麥雜交選育出的優(yōu)質(zhì)面包小麥新品種，在全國第二屆小麥面粉質(zhì)量鑒定會上，部分品質(zhì)指標(biāo)優(yōu)于國際最好的加麥和美麥;‘遼春10號累計推廣106萬hm2，2003年獲得農(nóng)業(yè)部授予的全國農(nóng)牧漁業(yè)豐收獎二等獎，1996—2002年期間，是天津市春小麥主推品種，該品種強筋、早熟、稈硬，具有較好的配合力。

‘津強2號是課題組選育的強筋春小麥品種，是早期產(chǎn)業(yè)化重要強筋品種，品種優(yōu)，熟期早，產(chǎn)量中等，HMW-GS組成為1、7OE+8、5+10，非1B/1R易位系;‘津強5號是課題組選育的強筋春小麥品種，在2007—2014年是天津主推品種，目前是天津區(qū)域試驗對照品種，2009年，該品種獲得天津市科技進步一等獎，該品種強筋、早熟特性突出，籽粒琥珀色，HMW-GS組成為1、7OE+8、5+10，非1B/1R易位系。（部分品種亞基組成如表1所示）。

3 津強系列育種體系思路

3.1 冬春雜交進行種質(zhì)創(chuàng)制

優(yōu)質(zhì)親本缺乏是影響小麥品質(zhì)育種發(fā)展的重要因素[13]。國內(nèi)春麥優(yōu)質(zhì)資源較為狹窄，本課題組選育獲得2009年天津市科技進步一等獎品種‘津強5號、‘津強6號核心親本來源于加拿大面包小麥‘CSR17;黑龍江強筋品質(zhì)主要來源于加拿大品種 ‘格蘭尼，這些品種及后代共性是品質(zhì)好產(chǎn)量低，已不適應(yīng)農(nóng)民新形勢產(chǎn)業(yè)需求。冬小麥高產(chǎn)資源材料多，農(nóng)藝性狀好，產(chǎn)量好，但品質(zhì)指標(biāo)較差。通過冬春小麥配組，引入冬麥資源的高產(chǎn)、農(nóng)藝性狀，結(jié)合春小麥強筋性狀，選育融合冬、春麥優(yōu)點的突破性品種，為面包春小麥品種選育開辟新的思路。

3.2 多種鑒定技術(shù)結(jié)合

（1）抗性生態(tài)區(qū)異地聯(lián)鑒技術(shù)：穩(wěn)定品系材料在天津基地、內(nèi)蒙古基地和云南基地進行各種病害聯(lián)合鑒定，在天津和云南篩選白粉病和葉銹病抗性的育種材料，在內(nèi)蒙古篩選赤霉病發(fā)病較輕材料，對抗性進行綜合篩選，其他性狀特別突出的適當(dāng)放寬。

（2）育種品質(zhì)早代鑒定技術(shù)：從F3世代開始，對入選的單株進行品質(zhì)早代鑒定，篩選微量沉降值3 mL以上的育種材料，有效解決了此前的品種強筋特性隨著世代提升丟失的缺陷。在選擇過程中注意材料籽粒角質(zhì)特性的選擇，增強其與商品性的結(jié)合，在育種世代嚴(yán)格淘汰劣勢材料，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)性狀逐代跟蹤保留，提升新品系的抗性和優(yōu)質(zhì)特性。

3.3 分子輔助育種技術(shù)提升育種效率

通過分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)對于品質(zhì)在田間表型鑒定中沒法進行鑒別的難題，‘津強7號、‘津強8號和‘津強10號進行優(yōu)質(zhì)亞基位點分子標(biāo)記By8、Dx5和1B/1R輔助選擇，實現(xiàn)由田間種植鑒定向分子標(biāo)記輔助選擇的逐漸過渡，以提高鑒定的精準(zhǔn)性和效率。同時，結(jié)合SDS-PAGE，實現(xiàn)后代微量蛋白鑒定，提升育種目的性，縮短品質(zhì)篩選時間，有效提升育種效率。

3.4 穿梭育種提升新品種適應(yīng)性

通過高代材料穿梭育種技術(shù)，在天津、內(nèi)蒙古和云南建有穩(wěn)定的育種基地，正季關(guān)鍵育種材料在天津基地和內(nèi)蒙古基地同時種植，部分育種材料還要分期重復(fù)種植，從而對育種材料的表型、抗性和產(chǎn)量等性狀進行更準(zhǔn)確的評價，同時兼顧不同生態(tài)區(qū)需求，對材料的適應(yīng)性進行鑒定。同時，結(jié)合適應(yīng)性鑒定技術(shù)對穩(wěn)定品系進行多點小面積示范試種，進一步提高了育種材料在不同地區(qū)的性狀表現(xiàn)和適應(yīng)性評價的準(zhǔn)確性。

3.5 企業(yè)早期成品研發(fā)加速生產(chǎn)效益形成

育種材料參加區(qū)試、示范時，與專用粉加工企業(yè)聯(lián)合進行成品鑒定研發(fā)，以終端用戶為導(dǎo)向，聯(lián)合進行多年多點鑒評，使品種實現(xiàn)“三個一，三個就”：一審定就推廣、一推廣就應(yīng)用、一應(yīng)用就產(chǎn)生效益。通過企業(yè)在早期參與，提早為品種的應(yīng)用方向進行定位，促進產(chǎn)出效益的形成速度。

4 展 望

小麥?zhǔn)俏覈匾募Z食作物，強筋小麥育種和推廣是解決強筋進口小麥“卡脖子”瓶頸問題重要途徑。針對我國強筋春小麥綜合品質(zhì)及其穩(wěn)定性與國外同類品種差距較大、強筋高產(chǎn)親本資源匱乏、產(chǎn)量偏低等制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的問題，天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)作物研究所綜合運用作物育種學(xué)、冬春雜交、南繁加代和蛋白鑒定、分子檢測的技術(shù)和方法創(chuàng)制優(yōu)異種質(zhì)，選育過硬品種，實現(xiàn)天津及周邊地區(qū)春小麥主產(chǎn)區(qū)品種的升級換代。未來，小麥中心將針對育種目標(biāo)，選用適宜的親本材料，組配最佳雜交組合選育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)小麥新品種。

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收稿日期：2021-04-20

基金項目：天津市科技計劃項目（19YFZCSN00390）

作者簡介：梁丹（1982—），男，安徽阜陽人，助理研究員，主要從事小麥遺傳育種方面研究。

通訊作者簡介：王建賀（1978—），男，天津人，副研究員，主要從事小麥遺傳育種方面研究。