抗旱小麦新品种‘晋麦98号’选育研究

裴磊，刘新月，刘莉，卫云宗

（山西省农业科学院小麦研究所，山西临汾041000）

抗旱小麦新品种‘晋麦98号’选育研究

裴磊，刘新月，刘莉，卫云宗

（山西省农业科学院小麦研究所，山西临汾041000）

针对山西省干旱缺雨，旱寒交迫和倒春寒严重的生态环境，山西省农科院小麦研究所旱地小麦育种室以抗旱节水、高产优质为育种目标，经系谱杂交育种法，通过水旱交叉生态选择、多环境多点鉴定等手段，并且利用分子标记辅助育种新技术，最终选育出旱地小麦新品种‘晋麦98号’。该品种含有10个与水分高效利用紧密连锁的分子标记以及7个抗旱节水相关基因。2013—2014年在山西省南部旱地区域试验中，2年区试平均产量4562.3 kg/hm2；比对照品种‘晋麦47号’增产9.6%，株高75 cm左右，有效穗数525万/hm2，穗粒数30～35粒，千粒重44 g，该品种为冬性、早熟、抗寒、抗旱、抗倒伏、抗干热风，高产、稳产、成熟落黄好，综合农艺性状优良，增产潜力大，品质优良，适应性广。‘晋麦98号’于2014年11月通过山西省审定，该品种适宜于山西省南部中熟冬麦区旱地麦田大面积推广种植。

‘晋麦98号’；品种选育；特征；栽培技术；旱地小麦

0 引言

小麦是三大谷物之一，全球小麦种植面积和总产仅次于玉米，是世界约40%人口的主食，是人类的第一大主粮。小麦在中国是仅次于玉米和水稻的第三大谷物，近年种植面积在2400万hm2左右，约占粮食作物总面积的1/4，其中旱地小麦占全国小麦总面积的30%以上[1]。山西省小麦种植面积约73.3万hm2，规模较大，但是小麦单产水平低下，归其原因是山西省气候条件特殊、干旱少雨、旱地面积大，旱地小麦占全省小麦面积的70%左右[2]，其旱情危害比周边河北、河南、山东、陕西等省份更为突出[3]，由于旱灾、冻灾等自然灾害的频繁发生，造成小麦产量下降，导致小麦供需矛盾日益加剧[4]，成为影响山西省小麦高产稳产和可持续发展的主要制约因素[5]。旱地小麦产量的丰欠直接决定着山西省小麦总产的高低[6]，如何提高旱地小麦的产量已成为山西小麦生产的重中之重。研究表明，小麦品种对作物增产的贡献率为30.9%[7]，小麦品种改良对产量的年贡献率在1%左右[8]。中国在20世纪80年代开始运用系谱远缘杂交法[9]选育出一批抗旱节水品种，提高了小麦自身的水分利用效率和耐旱性[10]，不但缓解乃至解决干旱危害[11]，还在生产上起到巨大的推动作用，例如国审旱地小麦品种：‘临旱6号’[3]、‘晋麦79号’[12]、‘新麦21’[13]；省审旱地小麦品种：‘临丰615’[14]、‘晋麦85号’[15]、‘晋麦91号’[16]、‘晋麦97号’[17]、‘晋麦98号’[18]等等。生产上迫切需要这些能够适应各种气候条件及地域的广适型抗旱品种，即在干旱年份稳产，在丰水年份又能高产的突出品种。在实际生产中，土地的价值被最大化开发，因此套种、轮种就成了最为常见的增产措施。山西省旱地麦区也由原先的一年一作，慢慢转型为冬麦-玉米、冬麦-大豆或者冬麦-谷子这样的一年两作的轮种模式，这就要求冬麦的生育期减少，成熟期提前，为下一轮作物的播种创造有利条件。由于耕作模式的改变，之前提到的已经广泛种植的旱地小麦骨干品种[19]也将慢慢的被淘汰，取而代之的是抗逆性强、适应性广、丰产潜力大、成熟早且商品性好的旱地小麦新品种。

针对山西省旱地麦区的生态特点，以解决高产、优质、抗逆、节水、高效、早熟问题为目标，将常规育种与分子标记辅助育种技术相结合，通过系统选择和异地鉴定，成功的育成了旱地小麦新品种‘晋麦98号’，通过大面积示范种植，挖掘旱地小麦高产稳产潜力，提高小麦产量和种植效益，有力的推动了旱地小麦的良性发展。

1 材料与方法

1.1 父母本来源及特性

‘晋麦98号’的母本‘超优67’来源于北京市农学院，该品种冬性、中早熟、多穗型，株高70～75 cm，抗倒伏，抗寒性强，适应性好，穗层整齐，落黄好，籽粒角质，白粒，千粒重50 g，产量水平可达8000 kg/hm2；缺点是抗旱性较差。父本‘临旱6326’为本课题组培育的抗旱高产小麦品系，主要特点是抗旱性强、越冬性好，分蘖力高，成穗率中等；高产、抗病、多花多实、熟期偏早[18]。

1.2 选育方法

‘晋麦98号’是山西省农业科学院小麦研究所旱地小麦育种室以母本‘超优67’，父本‘临旱6326’，于2004年通过水旱交叉生态选择[20]、多环境多点鉴定[21]、分子标记辅助选择育种[22]等手段，采用系谱远缘杂交育种法选育而成（图1）。

1.3 选育经过

图1 晋麦98号系谱图

该品种于2004年杂交，经系谱选育而成。亲本杂交收获种子16粒；一代在灌溉条件下种植1行，观察抗病性、丰产潜力，成熟单株11株，全组合混合收割；二代在旱地条件种植10行，考察抗旱性、抗冻性、株高等性状，分离类型丰富，选优良单株19株，株高为80 cm左右，单株成穗8～10个；三代种株系，收获8个株系；四代在田间考察各系群的抗逆性和综合农艺性状，收获了抗旱耐冻、成穗较多、结实性好的3个系群；五代选择遗传性状表现稳定、综合性状好的优系群在水、旱2种环境下进行综合鉴定。2010年该组合以五代出圃13个品系，进行产量鉴定，有7个品系较对照增产，2011年进行品比试验，并在临汾尧都区、洪洞县、运城闻喜县、河北石家庄等地进行抗旱抗冻适应性鉴定及测产，2012年继续进行产量比较试验，其中编号‘临旱5367’的品系连续3年比对照产量高、抗性好，品质优。‘晋麦98号’于2014年11月经山西省农作物品种审定委员会六届三次会议审定通过，审定编号为晋审麦2014009。

2 结果与分析

2.1 特征特性

2.1.1 生物学特性‘晋麦98号’冬性，早熟，比对照‘晋麦47号’早1～2天。其幼苗半匍匐且分蘖力强。穗子呈长方形且穗层整齐，长芒，籽粒硬质白粒、株高为75cm，有效穗数525万/hm2，穗粒数30～35粒，千粒重44 g。护颖长圆形、斜肩、白壳。耐旱耐寒、抗干热风、耐高温，落黄好。

2.1.2 品质分析2013—2014年经农业部品质测试中心测定：容重756.0/724.0(g/L)，蛋白质12.1/14.4(%)、湿面筋31.0/30.9(%)、沉降值47.2/40.0(mL)、吸水率56.0/ 58.0(%)、形成时间4.2(min)、稳定时间5.5/2.8(min)、拉伸面积68 cm2、延伸性147 mm、最大抗延阻力329 E.U。2.1.3分子标记检测2013年经水分利用效率分子标记和抗旱基因检测[22]，‘晋麦98号’具有10个水分高效利用分子标记(CWM461-7A，CWM539-3A，WMC3-3B，WMC4-10-5A，Xgwm122-2A，Xgwm156-5A，Xgwm186-5A，Xgwm471-7A，Xgwm595-5A，Xgwm644-3B)；检测到7个抗旱基因(AQP1a，Cer1，Cer5，Cer6，NADP2，WRKY2，WRKY19)。

2.2 产量表现

2.2.1 品比试验该品系2010年参加品系鉴定，该年度旱灾与寒流双重胁迫对生育期内的小麦生长造成了严重影响，在极其恶劣的环境下，该品系表现出抗旱、抗寒性强，早熟等特点，平均产量2622.0 kg/hm2，比对照‘晋麦47号’增产10.9%；2011年参加品比试验，本年度和上一年度相似，又是一个特大干旱年，平均产量3238.5 kg/hm2，比对照增产13.6%；2012年继续参加品比试验，该年度小麦生育期雨水多于平常年份，平均产量6414.0 kg/hm2，比对照增产14.1%。

2.2.2 山西省南部旱地区域试验该品系2013年参加山西省南部旱地区域试验，平均产量比对照增产9.3%，为3635.5 kg/hm2；2014年在山西省南部旱地区域试验中，平均产量比对照增产9.8%，达5488.6 kg/hm2；2年平均产量比对照增产9.6%，达到4562.3 kg/hm2，2年共试验12个点，12点均增产，增产点次100%（表1、表2）。

2.2.3 山西省南部旱地生产试验该品系2014年参加山西省南部旱地生产试验，平均产量比对照增产9.5%，达5370.1 kg/hm2，7个试点7点均增产，增产点次100%（表3）。

3 讨论与结论

3.1 丰富的遗传种质是育种成功的基础

‘晋麦98号’具有抗旱抗寒、高产稳产、成熟早、落黄好的优良特性源自于该品种具有广泛的遗传背景和基因容量。在其选育过程中，特别注重优质亲本的引进利用，充分利用生态远缘、血缘远源、地域远源、以及性状互补等原则，通过优势组配、累加重组，育成了具有双亲优势且超亲的优质基因结合体，提高了新品种在不同生态环境中的适应性，增强了新品种对非生物逆境的抵抗性。

3.2 正确的育种目标是育种成功的关键

表1 ‘晋麦98号’2013年区试结果

从建国之初到20世纪90年代，小麦育种的首要目标就是高产，随着生产力的不断提高以及生产模式的转变，广大农民所需求的小麦新品种已经发生了细微的变化，从单一的高产型转变为多方向、多功能型的需求，其中包括追求土地利益最大化，即由原先的一年一作，慢慢转型为新型一年两作的轮种模式，前期作物成熟期的提前，为后期如玉米、大豆、谷子等作物的复种轮作提供了时间上的保障。这就要求在新品种选育的初期，把早熟作为一个必要因子，以抗旱节水为中心，以丰产稳产为主线，以优质早熟为目标，选择更加适合当地生态条件的新品种以取代市场上大面积种植的旧品种，以适应扩大生产和市场的需求。‘晋麦98号’紧扣山西省的生态条件，着重对抗干旱缺雨，旱寒交迫和倒春寒严重等不利因素，适当缩短生育期、提前成熟，为一年两作的新栽培模式奠定了物质基础。

表2 ‘晋麦98号’2014年区试结果

表3 ‘晋麦98号’2014年生产试验结果

3.3 有效的选择方法是育种成功的保证

在小麦新品种选育的过程中，目的性状[23]的出现是在一定的选择压力下实现的，客观环境的不断严苛，推进了新的育种方法：水旱交替穿梭育种与多环境多点鉴定就是解决这一难题的办法，在育种初期轮流在水旱条件下进行筛选，确保其后代的丰产性和稳产性，在中后期对优良的品系则要进行抗旱性鉴定、异地鉴定以及水旱平行鉴定，确保培育出的优良品系不但能够适应旱作区生态区域的多样性，还要求适应年景间降雨量的差异，以保证产量水平。‘洛旱7号’[24]、‘烟农24号’[25]、‘衡0816’[26]都是这样育成的。只有经过严格的、多重的选择压力，新品种的广适性才能更加突出的表现出来。

传统育种长期存在着“效率低、周期长、预见性差[27]”等问题。随着近些年分子辅助育种技术的出现，可以对目标形状直接选择，使得育种目标更加明确，大大加快了传统育种的进程，节约了宝贵的选育时间。本研究是对成体株进行了水分利用效率分子标记和抗旱基因检测，为提高小麦抗旱性和为高水分利用分子设计育种提供了理论基础。未来必将有更多的育种目标基因被发现以及新的育种规律被揭示，常规育种技术和分子辅助育种技术相结合必将会对未来的小麦育种工作产生巨大的、革命性的推动。

综上所述：‘晋麦98号’的选育，是针对山西省的气候生态特点，将抗旱与水资源高效利用相结合，重视抗非生物逆境和高资源利用效率的产物。在其育种过程中，将性状育种与抗逆育种相结合，常规育种与分子育种相结合，协调高产抗旱广适性状选育。合理组配亲本，早代进行产量测评；通过多环境多点鉴定和水旱交替穿梭育种，增强抗逆性，重视广适性；在后代材料鉴定中，形成常规育种与分子标记辅助育种相结合的育种方法，为旱地小麦育种提供了新的思路和新的方法，实现小麦新品种抗旱抗逆、高产稳产协调发展与同步提高。以此为基础选育出的‘晋麦98号’，早熟、抗寒、抗旱、成熟落黄好，综合农艺性状优良。在生产中，通过良种良法配套，促进了山西省旱地小麦生产的持续稳定增产，保障了全省人民“口粮安全”，旱地小麦新品种‘晋麦98号’开发应用前景广阔。

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Breeding of New Wheat Variety‘Jinmai 98’with Drought Resistance

Pei Lei,Liu Xinyue,Liu li,Wei Yunzong
(Wheat Research Institute,Shanxi Academy of Agricultural Sciences,Linfen 041000,Shanxi,China)

Aiming at ecological environment characteristics of Shanxi such as drought,less rainfall,cold and serious late spring cold,the Institute of Wheat Research,Shanxi Academy of Agricultural Sciences took drought-resistant,water-saving,high-yield and high-quality as breeding objectives.With pedigree hybridization breeding method,wheat new variety‘Jinmai 98’was bred and selected by irrigated field and dry field,multi-environmental and multiple site identification and molecular marker-assisted breeding.‘Jinmai 98’had 10 molecular markers closely linked with efficient use and 7 genes related to drought resistance and water saving.The variety got an average yield of 4562.3 kg/hm2in dry-land regional tests in south Shanxi in 2013-2014,which was 9.6%higher than the control variety‘Jinmai47’.The plant height was 75 cm,effective panicle number was 5250 thousand/hm2,seeds per ear were 30-35,1000-grain weight was 44 g.The variety was winter wheat with characters of precocity,cold resistance,drought resistance,lodging resistance,dry-hot wind tolerance,high yield,stable yield,good maturity,good comprehensive characters,great production potential,high quality and eurytopicity.The variety was approved in November,2014 in Shanxi Province.It was suitable for large-scale cultivation in dry-land of winter wheat area in south Shanxi.

‘:Jinmai 98’；Variety Breeding；Character；Cultivation Technique；Dry-land Wheat

S332

A论文编号：cjas16060007

山西省农科院育种工程项目“抗旱优质高产小麦新品种选育”(16yzgc044)；山西省农科院科技攻关项目“晋麦91号生长发育规律与产量调控的研究”(YGG1423)。

裴磊，男，1983年出生，山西临汾人，助理研究员，硕士，主要从事小麦抗旱栽培与育种研究。通信地址：041000山西省临汾市幽并街33号山西省农业科学院小麦研究所，Tel：0357-2882250，E-mail：heinlein@126.com。

卫云宗，男，1962年出生，山西稷山人，研究员，大专，主要从事小麦抗旱栽培与育种研究。通信地址：041000山西省临汾市幽并街33号山西省农业科学院小麦研究所，Tel：0357-2882250，E-mail：weiyzong@163.com。

2016-06-09，

2016-08-11。