冀中南强筋小麦育种及生产标准化探讨

张士昌，底琮瀚，李孟军，李亚青，高振贤，史占良*

（1.石家庄市农林科学研究院, 河北 石家庄 050041；2.南京农业大学，江苏 南京 210031）

小麦是我国第二大粮食作物，也是重要的口粮作物和食品工业原料，小麦产业的发展直接关系到国家粮食安全和食品工业的发展。但是，我国优质小麦生产能力不能满足国内市场需求，每年需从国外进口150 万～200 万t[1]。河北省是我国优质强筋小麦生产大省，因此，进一步提高该省优质强筋小麦质量、稳定小麦的相关性状，对提高我国粮食自给能力、促进小麦产业健康发展具有双重意义[2]。在优质强筋小麦新品种选育时，不同育种家采用的育种方法和鉴选指标不尽相同[3～9]。李豪圣等[10]以聚合优质基因、丰富遗传基础来实现品质优异且稳定，通过阶梯杂交逐步改良农艺性状、渐进式提高产量为育种途径。许多育种家构建了PCR 检测、筛选体系[11～13]，分子标记辅助选择在优质强筋小麦育种中得到了广泛应用[14～16]。面筋指数是一种快速测定面筋质量的方法，与沉降值、粉质评价值、面包体积和面包评分呈极显著正相关，可以用来指导小麦育种[17]。对冀中南优质强筋小麦性状特征、遗传基础、组合组配、后代选择和产业化发展进行分析与探讨，旨为强筋小麦品种选育及产业化发展提供参考。

1 冀中南麦区对优质强筋麦品种的要求

1.1 抗寒性

冀中南麦区地处黄淮麦区与北部冬麦区的过渡地带，11 月底小麦停止生长，春季气温5～15 ℃，最低气温出现在1 月，常年最低温度-15 ℃左右。因此，应把在冻害极重年份能安全越冬作为选择和鉴定小麦品种抗寒性的指标。在品种选育中，既要重视品种的抗寒性，又要重视品种的丰产性，应选择丰产抗寒品种。

1.2 抗倒性

冀中南麦区小麦产量是靠大群体、小株型实现的。因此，要求品种的抗倒伏能力要强。

1.3 成熟期

冀中南麦区西临太行山，小麦灌浆成熟期为5 月底至6 月初。受太行山季风气候的影响，该阶段多西南风，易产生焚风现象，出现35～38 ℃的高温天气，且又常受西伯利亚寒潮的影响而出现降雨过程。此时若降雨超过20 mm，雨后暴晴高温，则极易造成小麦枯熟而导致减产。因此，该区种植的小麦品种成熟期不能过晚，适宜生育期为240 d 左右。

1.4 群体结构及产量

小麦产量是通过大群体实现的。该区小麦适宜的群体结构为穗数675 万穗/hm2左右、穗粒数32～35个、千粒重45 g 以上，产量9 000 kg/hm2以上。

以上4 点对评价冀中南麦区优质强筋麦品种都很重要。抗冻不过关、抗倒伏性差均会影响产量的提高，成熟期晚会使小麦在生育后期遇高温干热风天气而枯熟或影响夏茬播种。在冀中南麦区，只有同时兼备抗寒、抗倒、成熟期适宜的品种，才能在生产上大面积应用。

2 河北省优质强筋麦的遗传基础分析

2.1 以藁8901 为代表的优质强筋麦遗传基础

以李振桥先生育成的藁8901 为代表的第一批强筋优质麦，主要品质指标超过加麦2 号和美国DNS 等进口的优质强筋麦品种，是当时替代进口优质强筋麦唯一的冬小麦新品种。从此，中国有了大面积应用且能替代进口的优质强筋小麦品种。藁8901 由77546与临漳麦杂交选育而成（图1）[1]。77546 麦谷蛋白亚基为1、5+10 和7+8，其母本是72180（蛐包×9236），父本是75133［74156（普里美比×钱尼） ×7349（矮秆偃麦×波兰大粒）］，其中72180 和75133 均含有5+10，同时又含有小偃麦和波兰小麦的血缘，基因非常丰富。藁8901 是77546×临漳麦后代系统选育而成，其麦谷蛋白亚基为1、5+10 和7+8，农艺性状较好，面团稳定时间达30 min 以上。

图1 藁8901 系谱图Fig.1 Genealogy of Gao 8901

藁8901 衍生种有白硬冬2 号、师栾02-1（9862）、济麦20、藁优2018 和藁9415 等，其品质指标均达到了国内领先水平。目前，师栾02-1、藁优5766、新麦26 和藁优2018 等优质强筋麦品种已在生产上大面积应用。

2.2 优质强筋麦的性状遗传特点

优质强筋小麦的基因表达属于数量遗传。其性状遗传特点为：F1代品质性状表达偏显性；品质性状受多基因控制；早代选择有累加效应；控制小麦品质的基因与控制小麦产量性状的基因不连锁。

3 优质强筋小麦的组合组配

优质强筋小麦组合组配时，除参照一般的组配原则外，还应考虑优质麦的组配特点。据统计，我国大多数优质小麦品种是通过品种间杂交的常规育种途径所育成，如藁8901、师栾02-1、新麦26、藁优5766、济麦44 等。优质小麦育种实践证明，通过杂交可出现蛋白质和赖氨酸超亲分离现象，从而育成超亲的新品种。在优质强筋小麦组合选配中应注意优质基因的累加效应，兼顾农艺性状。

优×优：如，9411（白硬冬） ×9430（8515-4×PH82-2），其后代师栾02-1 为强筋小麦品种；高沉降值品种×高沉降值品种如陕优225（沉降值50 mL） ×临5064（沉降值45 mL），从中筛选出优质品系临优148（沉降值75 mL）。

优×中：用优质强筋小麦作为亲本之一，如师栾02-1、藁优5766 等强筋材料做母本，鲁麦21、烟农19、济麦22、济南17、新麦9408、良星99 等中筋或中强筋材料做父本，杂交后代出现品质指标和农艺性状均好的几率较大。但这些组合所选品系容易出现品质指标不稳定现象，变异幅度大，最好在F1时再用强筋亲本回交1 次。有限回交是品质育种的重要组合方式，把优质性状组合到丰产性高、抗寒性好、适应性强的品种中，才能提高育种效率（表1）。

表1 杂交后代的性状特征Table 1 Quality traits of wheat hybrid progeny

3.1 保持优良的基因组成

小麦的优质亚基存在于A 族、B 族和D 族不同的染色体中，其中，A 族含有1 和2*，B 族含有13+16、14+15、7+8 和7+9 等，D 族含有5+10 等。理想的优质亚基组成应是1（或2*）、5+10、7+8[18]。优质组合组配应把不同族别的优质亚基组合在一起，如达到国外进口优质小麦标准的藁8901，其亚基是1、5+10、7+8。藁8901 衍生种师栾02-1、藁优5766、藁优2018 和济麦20 等均含有优质亚基，除品质达到强筋标准外，优良农艺性状也得到了大幅度提升。因此，组配组合应保持所用亲本持有优良的基因组成。

3.2 注意亲本间优质基因的互补

在育种实践中，利用优×优方式选育的品种比较容易选出强筋品种，但某些指标如蛋白质含量、稳定时间、拉伸面积、抗延阻力等常出现不平衡现象，因此在选择过程中要注意品质检测。有时会出现稳定时间为50 min 以上的特强力粉，抗延阻力可达700～1 000 BU，而延伸性只有100～110 mm，面团僵硬，称为“顽强抵抗面团”，用它烤出的面包体积小、干硬。该面粉可以用作配粉。如利用优×中方式选育的品种品质指标变幅大，有的年份品质指标达到强筋标准，有的年份或不同地块则达不到强筋标准，同样的亚基组成表现程度不一样，品质指标的表现差异很大，有的面筋含量低，有的蛋白质含量低，有的稳定时间不长，品质指标不协调。这样的品种得不到面粉企业的认同。因此在组配中应认请品种的优质亚基组成，研究其表现程度，注意亲本间的互补。我们的体会是用优质强筋小麦作为亲本之一，选一个农艺性状好、丰产性强且含有优质亚基的中强筋或中筋品种作为另外一个亲本（如，师栾02-1×济麦22，藁优5766×鲁麦21，新麦26×石新828，藁2018×石4366 等），然后根据情况再用优质强筋品种回交1 次，这样的组合互补性高。另外，1B/1R 易位系材料含有影响加工品质的黑麦碱[19]，在选择亲本时应尽量避开。

4 杂交后代的选择

杂交后代群体中分离类型非常广泛，选择优良单株或株系是成功育种的关键。在后代选择时，我们认为需从小麦植株形态、生长状态和品质指标3 个方面进行考虑。

4.1 植株形态

在选种圃中选择株高为60～65 cm，在小区试验中选择株高为70～80 cm，特殊材料可放宽。穗型长方或粗纺；多花，多实；子粒卵圆、短圆，茸毛着生处齐平，种子腹沟平，种皮有光泽透亮，千粒重45 g 左右。苗型半直立；株型稍松散，茎质坚韧；叶型短小，叶片上冲或后期下垂。

4.2 生长状态

生长状态是小麦生长过程中与环境、气候和土壤相适应的一种表现。通过品种的生长状态，能够选择出适应当地生产条件，发挥目标性状最大潜力的材料。选择苗期生长稳健尤其前期生长稳健，分蘖力中上等，茎秆粗细适中，成穗率高，整个生育期表现生长茁壮、繁茂性好、灌浆强度大、灌浆快的单株或株系；拔节期两极分化快，个体与群体发育协调使得群体动态消长合理。选择抗冻，抗病或耐病、慢病类型，耐热、抗干热风；还要注意选择后期养分回流快，脱水快，茎秆活性好，根系活力保持长，落黄好的类型。如成熟时，亲自拔一下单株，难拔的植株根系活力肯定好；收获前搓一下子粒进行观察，饱满度好的品种，耐热性和抗干热风能力强，落黄性也一定好。

需要注意的是，近年来影响产量的因素主要是千粒重。同等粒数条件下，千粒重高的年份产量就高，反之产量也低。后期高热，干热风对小麦产量影响很大，有的品种千粒重降低10～15 g。因此，观察小麦生育后期根系和叶片保持活性的状态进行选择，可以选择出千粒重稳定的品系。

一个品种要符合高产的形态特征，还要在各个不同生育时期保持与环境相适应的良好生长发育状态。在不同年份、不同生产条件下，保持高产、稳产、品质优良且稳定，这样的品种才能有推广价值。

4.3 品质性状

小麦品质育种是在后代分离群体中把符合优质目标的类型挑选出来。经过田间选择后结合室内考种、分析、鉴定进行淘汰，这样就需要在田间选择上加大群体，难度是在各世代需要大量测试鉴定进行品质定向选择。不同世代测定的品质指标要有所不同，由于优质选种需要各世代群体的加大，还需进行加代，故优质育种采用系谱法比较适合，效果较好。

4.3.1 要考虑面粉企业需求的强筋麦标准 强筋小麦审定标准为粗蛋白质含量（干基） ≥14.0%、湿面筋含量（14%水分基） ≥30.5%、吸水率≥60.0%、稳定时间≥10.0 min、最大拉伸阻力≥450 E.U、拉伸面积≥100 cm2。但是，面粉企业认定的优质麦或收购加高价或进口麦标准均高于此标准，如蛋白质含量15%左右，稳定时间30 min 左右，湿面筋含量32%以上，拉伸面积130～200 cm2，延伸性200～250 mm。从适应加工企业要求及品质指标稳定性考虑，在品种选育时应参考师栾02-1 和新麦26，以及进口的加麦、澳麦和美麦标准进行选择，这样选出的优质强筋麦才会有市场竞争力。

4.3.2 在普麦选择标准的基础上，还要考虑优质强筋小麦的选择特点 优质强筋麦F1代品质性状偏显性，可田间观察与品质性状相关的亲本所带有的标志性状如黑芒、红叶耳、颖壳带茸毛等，还要注意观察穗型，子粒的形状、色泽、饱满度等，决定取舍。优质强筋麦F2代分离类型多，可根据农艺性状和优质亲本的遗传性状进行选择，收获后可在实验室测定优质亚基组成作为入选的依据。入选的F2代以后的单株，如有条件，可进行加代。对F3代单株或株系进行蛋白质含量、湿面筋含量、面筋指数等室内检测，依据田间选择和室内检测结果优胜劣汰，重点株系和单株适当加大群体种植。对F4代，可在室内进行蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、吸水率、面团稳定时间、弱化度、粉质评价值等测定，参照优质强筋麦指标或进口小麦品种品质指标从中选择出农艺性状好、品质优良的株系。F4代之后即可进入小区鉴定试验，测定产量；同时，在不同肥力地块、不同地点进行多年多点鉴定，测定产量、品质指标的稳定性。还可以与面粉加工企业合作进行品质指标的鉴定与评价[20]，经过进一步选择鉴定后得到高产、品质稳定的品系可以进入省或国家区域试验。

5 加快优质强筋小麦的标准化生产

河北省是我国北方优质强筋小麦的优势主产区，该区干旱缺水、光照充足、温差大，病虫害和其他自然灾害少，利于小麦优质性状的形成，具有自然环境优势，再加上拥有丰富的优质强筋小麦品种资源和不断涌现的优质强筋小麦品种，因此，河北省发展优质强筋小麦产业化生产潜力巨大。

5.1 优质强筋小麦标准化生产存在的问题

我国自育的优质小麦品种中，有的品种品质指标不稳定，主要表现在稳定时间和拉伸面积变幅大，易受环境因素的影响[21]。现阶段小麦生产经营模式主要分为农业合作社、种粮大户、小户分散种植，生产条件多样化，很难做到统一供种、统一管理、统一标准，生产的优质麦品质指标稳定性差。商品质量不稳定，不能形成品牌化、商品化、标准化生产，优质小麦市场竞争力不强。

5.2 促进优质强筋小麦标化生产的建议

河北省是我国重要的小麦生产区，尤其适合优质强筋麦生产，生产的小麦品质和商品性均较好，因此，发展优质强筋专用小麦生产，实现产业化、标准化种植，打造优质强筋麦品牌切实可行。通过土壤化验、试种、测试和多点鉴定等，挑选适合优质麦种植的地块，研究不同地块的优质麦配套栽培技术等。实行良种良法，实现规模化种植和标准化生产，实行订单生产，充分发挥农业合作社、种植大户的优势，确定优质商品麦生产基地。确保统一供种、统一栽培管理技术、统一收购与销售，达到品质稳定、产量稳定，逐步形成自已的品牌，扩大河北省优质麦的市场竞争力和占有率。