小麥誘發(fā)突變技術(shù)育種的研究

魏磊

摘要：本文將從當(dāng)前誘變技術(shù)育種的概況出發(fā)，闡述誘發(fā)突變技術(shù)的價值和作用，對誘變技術(shù)在小麥育種中的應(yīng)用策略進(jìn)行分析與探究，希望為相關(guān)人員提供一些幫助和建議，更好地運(yùn)用小麥誘變技術(shù)，從而獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：突變技術(shù);小麥誘變;小麥育種

引言：小麥與其他作物相比，不僅生產(chǎn)量高，而且種植面積廣。伴隨世界人口的增加，人們對于小麥產(chǎn)量提出了更高要求，新品種的選育工作則是讓小麥產(chǎn)量持續(xù)增加的一種有效舉措。培育小麥新品種時，遺傳多樣性的保持十分重要，由于誘發(fā)突變技術(shù)能夠發(fā)揮獨(dú)特的品種改良作用，因此人們可通過該技術(shù)實(shí)現(xiàn)誘發(fā)基因突變的目的。從這個角度來看，應(yīng)積極研究誘變技術(shù)在小麥育種中的應(yīng)用策略。

一、當(dāng)前誘變技術(shù)育種的概況

所謂誘變技術(shù)，指的是采用人為措施誘導(dǎo)生物體的表型或者遺傳基因信息產(chǎn)生變異，常用于功能基因的發(fā)掘、作物種質(zhì)資源的改良以及優(yōu)良新品種的培育。根據(jù)采取措施的不同，誘發(fā)突變可以分為物理誘變、化學(xué)誘變、航天誘變、生物誘變等?；蛲蛔冊谏锝缰惺瞧毡榇嬖诘模瑹o論是低等生物還是高等動植物以及人都可能發(fā)生基因突變，基因突變在自然界的物種中廣泛存在，而在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，誘變技術(shù)可有效運(yùn)用于小麥育種方面。

二、誘變技術(shù)在小麥育種中的應(yīng)用策略

伴隨誘變技術(shù)的發(fā)展，相關(guān)研究人員對小麥突變體篩選、誘變因素開發(fā)等方面作出了大量改進(jìn)。

（一）產(chǎn)量突變

第一，千粒重突變。根據(jù)遺傳來看，千粒重遵循加性效應(yīng)，其遺傳屬于可靠性最高的產(chǎn)量構(gòu)成要素，由此可以得出，小麥粒重的增加能夠使產(chǎn)量顯著提升。向84B179高稈品種進(jìn)行輻射后，其變異后代經(jīng)歷數(shù)代會大幅增加重量，平均每千粒增重約為4g，產(chǎn)量增加了15%至18%，和寧春4號這一對照品種相比，產(chǎn)量增加了3%左右。

第二，穗粒數(shù)突變。在產(chǎn)量構(gòu)成要素中，穗粒數(shù)最為活躍，小麥的產(chǎn)量和穗粒數(shù)具有高度的正相關(guān)關(guān)系[1]。84B179高稈品種受到輻射后，其變異后代經(jīng)歷數(shù)代會增加一定的穗粒數(shù)，從增產(chǎn)原因來看，大部分是由于小麥的株高降低所致，無論是所有個體的發(fā)育還是整個群體的發(fā)育都十分協(xié)調(diào)而均衡，重、粒、穗都對小麥產(chǎn)量的增長十分有利。

第三，產(chǎn)量突變?，F(xiàn)階段，許多小麥品種的突變體都可通過人工誘變來獲取，大幅提升了小麥的產(chǎn)量，為種植人員提供了大量經(jīng)濟(jì)效益。作為產(chǎn)量突變的一種小麥，原東3號不僅粒多、穗大，而且抗倒伏能力強(qiáng)、麥稈十分粗壯，可以抵抗白粉病、銹病等，產(chǎn)量穩(wěn)定，適應(yīng)能力加強(qiáng)，對于熱干風(fēng)有極大的耐性，產(chǎn)量高達(dá)每畝400千克。揚(yáng)麥158是全新的突破性產(chǎn)量突變品種，具有廣泛適應(yīng)性、優(yōu)質(zhì)、多抗、高產(chǎn)等多種育種優(yōu)勢，十分適用于具備肥水條件的地區(qū)，如長江中下游地區(qū)。進(jìn)行品比試驗(yàn)時，此品種始終名列前茅，和浙麥1號相比產(chǎn)量增加了28%，和鄂恩1號相比產(chǎn)量增加了20%，和揚(yáng)麥5號相比產(chǎn)量增加了14%，每畝的產(chǎn)量高達(dá)350千克。

（二）抗病性突變

小麥抗病性突變的誘發(fā)能夠采用多種方式來實(shí)現(xiàn)。一是將原有品種的優(yōu)良性狀全部保留下來，隨后對其輻射讓其形成抗病突變，二是對感病品種的種子進(jìn)行輻射，從其后代里合理選擇抗病突變體，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)抗病品種的選育，三是將抗病單株里的抗病基因有效誘變出來，借助雜交選育的方式使基因型的抗病品種得到整合，四是將抗病新型基因誘變后進(jìn)行選育工作。

（三）農(nóng)藝性狀突變

小麥的農(nóng)藝性狀突變包括熟期突變、稈高突變、粒色突變等類型。第一，熟期突變。處于生育期時，小麥可借助人工誘變的方式獲取熟期突變體，以此來達(dá)到改良的目的。魯麥4號通過突變體進(jìn)行培訓(xùn)，整個生育期為220天，和泰山1號的生育期相比早熟了3周至4周，和山農(nóng)輻63號的生育期相比早熟了2周至3周。魯麥6號通過二氧化碳激光處理后，能夠成為早熟晚播的小麥品種。將低能重粒子向定西24號中注入2年后，獲得的突變體提前了3周至4周，這使得早熟性突變體可將低能重粒子當(dāng)作一個有效手段，能夠廣泛應(yīng)用于小麥育種中。

第二，稈高突變。通常輻射高稈種質(zhì)材料后會使小麥植株增加變矮幾率，最多可比原有小麥品種矮過一半以上，然而，經(jīng)過長期觀察發(fā)現(xiàn)超矮稈是不遺傳變異，無論是在穩(wěn)定選擇中還是在加代純中都無法得到有效遺傳。整體來看，矮稈突變體大部分為隱性突變，而且往往通過雙基因或是單基因進(jìn)行控制。

第三，粒色突變。通過人工誘變的方式可得到種皮小麥的突變體，紅色種皮容易導(dǎo)致小麥在加工過程中使面粉的白度、出粉度受到一定影響。寧春4號是中間型中稈小麥品種，受到輻射后可變?yōu)榘琢Ｍ蛔凅w。同時，相關(guān)人員通過射線照射獲得的突變體和原有小麥品種相比早熟了3周至5周，矮30厘米，突變體也從原有的紅色變成了白色，成為一種白色種皮小麥[2]。

第四，穗型突變。當(dāng)多穗型矮稈小麥?zhǔn)艿捷椛浜?，可產(chǎn)生分支穗變異和有芒雙穗變異。楊麥5號在注入低能氮離子后，共出現(xiàn)4種不同的穗型變異情況，分別是長方形穗、大穗、紡錘形穗、棍棒形穗，其89017突變型產(chǎn)生了不同于原有品種的棍棒形穗。從穗部變異情況來看，大部分屬于不利變異，選取輻射材料時應(yīng)盡可能對籽粒飽滿度低、晚熟、多粒、大穗的種類進(jìn)行選取。

（四）品質(zhì)突變

受到輻射后誘變的小麥新品種會產(chǎn)生諸多變化，包括氨基酸、蛋白質(zhì)、粗蛋白、濕面筋等。通過人工選育，人們已經(jīng)獲得了已審定的品質(zhì)突變小麥品種，具有高氨基酸、高蛋白、高面筋的特點(diǎn)。對龍輻83328進(jìn)行航天處理的過程中，對多個高面筋含量的新品系進(jìn)行了選擇，這些新品系比原有品系的濕面筋含量高出5%左右，且粗蛋白含量高出1.5%左右，而穩(wěn)定時間則高出了2分鐘左右。太空6號作為航天選育品種，其濕面筋含量達(dá)到了35%，穩(wěn)定時間達(dá)到了1.6分鐘，并且粗蛋白含量達(dá)到了15%，面粉穩(wěn)定、白度較高。

結(jié)語：總而言之，研究誘變技術(shù)在小麥育種中的應(yīng)用策略具有重要的意義。相關(guān)人員應(yīng)對當(dāng)前誘變技術(shù)育種的概況有一個全面了解，充分把握誘發(fā)突變技術(shù)的價值和作用，能夠?qū)a(chǎn)量突變、抗病性突變、農(nóng)藝性狀突變、品質(zhì)突變等多種誘變技術(shù)應(yīng)用到小麥育種，從而使小麥種植增產(chǎn)增收，推動我國農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李愛國，宋曉霞，張文斐，等.2001-2020年河南省審定小麥品種育種特點(diǎn)及表型性狀演變分析[J].麥類作物學(xué)報，2021，41（08）：947-959.

[2]魏德永，宋江春，郭長鳴.肩負(fù)農(nóng)民囑托 ?宛麥大地飄香——記南陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥育種專家李金良研究員[J].農(nóng)業(yè)科技通訊，2020，（02）：1+4.