高产 优质 广适冬小麦新品种冀麦867 的选育及育种策略
2020-08-27吕亮杰陈希勇赵爱菊王莉梅刘玉平李子千李辉
吕亮杰,陈希勇,赵爱菊,王莉梅,刘玉平,李子千,李辉
(河北省农林科学院粮油作物研究所,河北省作物遗传育种实验室,河北 石家庄 050035)
黄淮冬麦区是我国小麦主产区,也是重要的商品粮生产基地[1]和优质强筋小麦优势产区[2],对保障我国粮食安全至关重要[1~6]。长期以来,我国由于在小麦育种研究和实际生产中重产量、轻品质,致使高产与优质未得到协同发展,既高产又优质的品种数量少[5~8]。同时,黄淮北片冬麦区小麦生长常受冬季温度偏高、返青期倒春寒[2,3]、抽穗期病害[2,4]、开花期干旱、灌浆期倒伏[5]和成熟期干热风[6,7]等为害。为此,针对小麦供给侧改革和生产面临的主要问题,河北省农林科学院粮油作物研究所确立稳定高产、品质优异、抗逆性强、适应性广的育种目标,利用太谷核不育群体实现优异基因聚合,综合常规育种、分子标记育种、品质仪器测定等技术选育成优质高产冬小麦新品种冀麦867。该品种2016 年通过了河北省优质组审定,2019 年获得国家植物新品种权保护。
1 材料与方法
1.1 亲本来源
为选育出适合冀中南冬麦区种植,高产优质、抗逆性好、分蘖力强、矮秆抗倒、适应性强的冬小麦新品种,以太谷核不育群体为基础,逐年加入冀麦5385、邯优3475、师栾02-1 等优质、高产、抗病和矮秆材料。
冀麦5385 是河北省农林科学院粮油研究所以冀92-4019 为母本、鲁88(4)183 为父本进行有性杂交,采用改良系谱法选育而成的优质小麦品种[8]。该品种株型紧凑,穗纺缍型,白粒,硬质;抗倒性强,抗寒性中等,熟相较好。
邯优3475 是邯郸市农业科学院以农艺性状优良的优质大穗品种沛县30421 选系做母本、邯4162 做父本杂交,经多年连续选育而成的高产优质小麦品种[9]。该品种属中熟品种,株型紧凑,株高79 cm;中感白粉病和纹枯病,高感叶锈病。
师栾02-1 是河北师范大学和栾城县原种场以藁城9411×9430 杂交选育而成的强劲优质小麦[10]。该品种株型紧凑,叶色浅绿;穗纺锤型,白粒,角质;茎秆有蜡质,弹性好,抗倒伏;抗寒性中等,中抗纹枯病,中感赤霉病,高感条锈病、叶锈病、白粉病和秆锈病。
1.2 选育过程
1999~2001 年河北省农林科学院粮油作物所小麦中心将太谷核不育高产优质群体逐年加入优质、高产、抗病、矮秆材料冀5385、邯3475 和师栾02-1 进行杂交。系谱图如图1 所示。
2002~2007 年选择轮回群体中综合性状优良的可育植株,采用系谱法继续选育。F1代条播后苗势壮、株型紧凑、成穗多、落黄好、粒重高、抗病、中熟,入选重点组合,单株进行混脱;F2代加大种植选择群体,田间选择长势繁茂、综合性状好,室内考种选留饱满度好的单株45 个;F3依据株高、分蘖、抗寒性、抗倒性等田间性状,结合室内沉降值、面筋测定仪及近红外谷物籽粒品质分析仪选拔单株。F4、F5代品系田间决选后结合室内考种和粉质仪、拉伸仪等精密仪器,选育出代号为07 初867 的新品系。
2008 年参加河北省农林科学院粮油作物所组织的品系比较试验。
2009 年参加冀中南优质组多点比较试验。
2010~2011 年连续2 a 参加冀中南优质组区域试验。
2012 年参加冀中南优质组生产试验。
2013 年进行品种权保护申请。
2014 年再次参加冀中南优质组生产试验。
2015 年参加河北省农作物品种审定委员会小麦专业委员会初审。
2016 年通过河北省冀中南优质组品种审定(审定编号:冀审麦2016006)。
图1 冀麦867 系谱图Fig.1 Pedigree of Jimai 867
2 结果与分析
2.1 特征特性
冀麦867 生育期243 d 左右,属半冬性中熟品种。其株型较紧凑,株高70.7 cm;叶片深绿色,分蘖力较强,穗数684 万穗/hm2;穗长方形,长芒,白壳,白粒,硬质,子粒饱满,穗粒数34.7 个,千粒重39.4 g。
2.2 产量表现
2.2.1 区域试验 2010~2011 年冀中南优质组区域试验,冀麦867 平均产量为7 697.6 kg/hm2,较对照师栾02-1 增产1.37%。2010 年增产点次率为66.7%;平均产量为7 971.9 kg/hm2,较对照增产0.60%,居14 个参试品种第7 位。2011 年9 个试点7 点增产,增产点次率为77.8%;平均产量为7 423.2 kg/hm2,较对照增产2.22%,居11 个参试品种第4 位。
2.2.2 生产试验 2014 年冀中南优质组生产试验,冀麦867 所有试点全部增产,增产点次率为100%;平均产量为7 795.5 kg/hm2,较对照师栾02-1 增产4.32%(表2)。
表1 冀麦867 的主要农艺性状Table 1 The main agronomic characters of Jimai 867
表2 冀麦867 的产量表现Table2 The yield of Jimai 867
2.3 品质性状
2010~2011 年由农业部谷物及制品质量监督检验测试中心(哈尔滨)对冀麦867 进行品质检测,结果(表3) 显示,该品种平均容重814.5 g/L、蛋白质(干基) 含量14.5%、湿面筋含量31.4%、沉降值37.7 mL、吸水率57.2 mL、稳定时间15.2 min、最大抗延阻力593 E.U、拉伸面积118 cm2、延伸性150.5 mm。
表3 冀麦867 的主要品质性状Table 3 The main quality indexes of Jimai 867
2.4 抗逆性
利用2010~2011 年河北省优质区域试验结果(表4)对冀麦867 的抗逆性进行评价。抗寒性鉴定由遵化国家农作物品种区域试验站进行,该品种冻害级别为3 级,死株率0.0%~1.1%,死茎率低,抗寒级别1 级。抗病性鉴定由河北省农林科学院植物保护研究所进行,在田间自然发病情况下,该品种2010 年中感条锈病,中抗叶锈病、白粉病和纹枯病;2011 年中感条锈病和白粉病,中抗叶锈病和纹枯病。倒伏程度判断采用目测法,该品种倒伏程度为1 级。耐旱性鉴定由河北省农林科学院旱作农业研究所进行,该品种耐旱性1 级。
可以看出,冀麦867 抗寒性好,耐寒能力强;抗条绣病、叶锈病和白粉病性能优于师栾02-1,抗纹枯病性能与师栾02-1 相当;抗倒伏性好,耐旱性强。
3 适宜种植地区
冀麦867 适宜在冀中南冬麦区中高水肥地种植。
4 栽培技术要点
4.1 适期播种
冀麦867 适宜播期为10 月5~15 日,适宜播种密度为基本苗数量270 万~300 万株/hm2。穗数控制在600 万~675 万穗/hm2。
表4 冀麦867 的抗逆性表现Table 4 The stress resistance and disease resistance of Jimai 867
4.2 科学施肥
精细整地,施足基肥,增施有机肥(底肥占75%、追肥占25%),培育冬前壮苗。一般麦田底肥施磷酸二铵375 kg/hm2、尿素112.5~150 kg/hm2。追肥分别在起身期、拔节期各进行1 次为宜;若在起身末期追肥1 次,尿素总追肥量为225~300 kg/hm2[11]。
4.3 病虫害防治
播种前进行种子包衣或拌种。可用15%三唑酮可湿性粉剂拌种,防治白粉病、纹枯病的发生[11]。
小麦生长中后期,施用40%毒死蜱45 mL/hm2或10%抗蚜威150 g/hm2+40%禾枯灵1500 g/hm2或60%防霉宝1 050 g/hm2+磷酸二氢钾2 250 g/hm2,预防赤霉病[13]、蚜虫等的发生;预防干热风,延长灌浆时间,提高子粒饱满度和光泽度[14]。
5 育种策略
5.1 丰富的遗传种质是选育高产、优质、多抗型品种的基础
冀麦867 具有高产、优质、广适、多抗、综合性状好等生物学特点,来源于该品种具有丰富的遗传背景和广泛基因累加。基因累加是选育优质、高产、多抗品种的有效途径之一[15]。在配置杂交组合时,尽量注意当地主推品种与外缘品种的搭配,选用表现互补而基因或基因类别存在差异的品种,培育出既适应当地生态气候,又具有血统、生态、种质、类型远缘等特点的品种[16]。优异基因的累加和缺陷基因的互补,使小麦新品种既抵御各种胁迫,又确保了高产、优质和稳产[17]。
5.2 高产和优质育种方法的结合
小麦新品种的高产、优质、广适和多抗一直是广大育种工作者奋斗的目标[19],早期育成品种存在高产不优质或优质不高产的问题,部分研究认为高产和优质同时提升存在矛盾。但近年研究发现,一定程度上高产和优质可在特定品种中并存[20]。冀麦867 的培育同时注重高产和优质,科学合理进行优质、高产的选育。有目的地配置远缘优质高产组合,F1、F2代选择具有苗壮、株紧、穗多、粒重、抗病等高产特点的重点单株进行芯片优异基因检测,F3~F5代依据室内沉降值、面筋测定仪、粉质仪、拉伸仪等仪器结合田间决选和考种,高效、定向、有目的地选育小麦新品种。冀麦867 平均产量为7 798.5 kg/hm2,较对照师栾02-1 增产4.32%,增产幅度达到极显著水平,增产点次率100%;同时,经国家品质检测中心检验,各项品质指标均达到国标强筋小麦标准。冀麦867 的成功选育,说明合理的育种方法可以有效结合并同步提升小麦的高产与优质性状。
5.3 抗逆性和适应性的提高
目前,黄淮北片冬麦区小麦生长常受冬季温度偏高、返青期倒春寒、抽穗期病害、开花期干旱、灌浆期倒伏和成熟期干热风等为害,造成小麦冻害、不育、子粒干瘪、品质下降等,因此育成抗逆性强、适应性广的品种至关重要。河北省农林科学院粮油作物研究所借助多年构建改良的太谷核不育群体,逐年加入生产上大面积推广的冀麦5385、邯优3475、师栾02-1 等优质、高产、多抗和广适材料,引入不同遗传背景的优异基因;利用不同气候、土壤和栽培条件,制造肥力差异、病虫为害、干旱胁迫等条件进行选择,提高品种的耐旱性、耐热性、抗寒性、抗病性和适应性,最终培育出高产、优质、抗旱、抗病、适应性广的小麦新品种冀麦867。冀麦867 的培育及育种策略,既丰富了黄淮北片冬麦区高产、优质、多抗小麦品种的类型,又提供了遗传基础丰富、综合性状优良的种质资源,还为广大育种工作者提供了育种策略借鉴。