高产小麦品种设计及育种实践

苏晓勇 于立强 李中建 马 亮 眭志峰

（石家庄市农林科学研究院赵县实验基地 河北 石家庄 051530）

小麦是世界上种植最广泛的粮食作物之一，为全世界约40%的人口提供20%的能量和蛋白。基于此，作者结合自身小麦育种实践经验和对小麦品种培育的理解，提出高产小麦品种设计与育种方法研究的建议，同时结合现代育种技术手段，力争快速培育出小麦高产新品种，确保国家粮食安全。

1 高产小麦品种设计

1.1 产量构成要素设计。在对小麦产量指标设计时，应结合我国小麦生产现状及产量相关理论进行，并科学预测在后续几年中小麦生长过程中可能面临的环境条件因素等，这是保证小麦产量估测精确性的有效设计方法之一。在产量三要素比较协调的情况下，或者说其中两个因素比较稳定的前提下，很多育种家开始尝试北部麦区以及黄淮北片的小麦品种往大穗型方向发展，而黄淮南片品种也逐渐开展大穗大粒型品种的选育。比如在黄淮麦区，结合国内小麦品种多年间的设计经验[1］，成功的研发了能明显提升小麦千粒重的育种技术，培育出的小麦品种有轮选103、轮选145，实现了小麦高产的目标。

1.2 外观性状设计。对高产小麦品种外观性状的设计，主要是对株高、株叶型指标的设计。在对小麦的株高设计时，经济性、抗倒伏性是影响设计效果的主要因素。研究表明，株高和茎秆抗折断力是影响小麦倒伏的2个关键因素，而且株高是第一位的。在理想状况下，伴随小麦植株高度的增加，其生物学产量和千粒重也会呈现不同程度的增长，但抗倒伏能力却有不断下滑的趋势。结合以上情况，在对小麦株高设计时，应严格限制株高，黄淮麦区小麦株高不能超过80 cm。因此为保持小麦高产并保证一定的植株高度的同时，对小麦茎秆结构与质量的要求会越来越高，这将是提升其抗倒伏性能的有效措施之一。而针对籽粒与田间落黄的情况，尽管对籽粒结构形状、规格大小指标未做出苛刻性规定，但因为千粒重是影响小麦产量的直接因素，故而，应尽可能的维持籽粒在中等或以上水平。

1.3 分子设计。分子设计育种包括分子标记辅助选择育种和转基因育种。近些年的全基因组测序技术和基因编辑技术的不断成熟，大量物种的基因组被解析，这为进一步的分子育种奠定了基础。小麦虽然是六倍体物种，全基因组有17G大小，是水稻的40倍，但在各国科学家的努力下，小麦品种中国春和矮抗58测序工作已经完成，标志着小麦分子育种的春天已经到来。将来大量的基因将被挖掘和解析，在此基础上的分子标记辅助选择、分子聚合育种以及基因编辑育种将发挥重要的作用，这将为传统育种提供有利的补充。

2 育种实践

有很多农业研究表明，高产小麦品种不同生长发育阶段追求的目标存在着较明显的差异性，在苗期需获得充足养料以迎合快速发育的主观需求，叶面积与根系形成历时短暂，而幼穗发育体现出明显的迟缓性，春季拔节时间稍微延迟，这是为保证小麦能顺利度过春寒气候条件；后期灌浆快速，这是提升籽粒重量的关键阶段，进而构建出“快速→迟缓→快速”的理想型发育模式。小麦越冬性及习惯和其自身的抗寒性、分蘖性、成穗能力等指标存在明显的相关性。以上均是小麦育种实践中需重点考虑的问题。

结合以上设计思路，国内育种专家培育出了具有半冬性、多穗型、中早熟等诸多特性的改良小麦品种——京津冀审麦轮选266。有农业统计资料记载，京津冀审麦轮选266单产最高值为650 kg/亩，每亩成穗数达到了42.4万穗，穗粒数为36.4粒、千粒重48.39 g。该品种的抗逆性、抗倒伏性等均占据明显优势，其植株清秀，叶片坚挺，这是该品种抗倒伏能力强的主要原因之一。本品种株高适中，基部结构较弯曲，在水肥条件较优良的生长环境下，减少播种量依然能实现预期产量目标，降低了生产成本。另外，本品种还具有生长势强、繁茂性优良、生物学产量高、根系稳固等特性，为小麦产量的提升奠定了优良基础。小麦产量是一个复杂的性状，光依靠传统的经验育种很难有大的突破，只有与分子育种相结合，充分发挥各自的优势，才能在小麦产量育种方面有所收获。