津强系列小麦系谱分析及高效育种体系研究

2021-08-05梁丹刘丹王从磊胡子全王红霞时晓伟许庆芬冯刚王建贺

天津农业科学 2021年6期

梁丹刘丹王从磊胡子全王红霞时晓伟许庆芬冯刚王建贺

摘要：小麦品种‘津强7号，‘津强8号，‘津强10号春小麦品种是由天津市农业科学院农作物研究所选育的系列强筋、早熟、多抗小麦新品种。通过对‘津强7号，‘津强8号，‘津强10号系普分析及育种手段研究，结果表明，以表型清晰，遗传背景明确的种质资源为基础，注重亲本的选配，结合蛋白标记、分子标记等多种育种方法结合的育种体系可以快速实现优质小麦新品种的高效选育。

关键词：小麦;津强系列;育种体系;种质资源

中图分类号：S512.1 文献标识码：A DOI 編码：10.3969/j.issn.1006-6500.2021.06.002

Pedigree Analysis of Jinqiang Wheat Varieties and Efficient System for Breeding Performance Research

LIANG Dan1，2， LIU Dan1，2， WANG Conglei1，2，HU Ziquan3，WANG Hongxia4， SHI Xiaowei1，2， XU Qingfen1，2， FENG Gang1，2， WANG Jianhe1，2

（1.Crop Research Institute， Tianjin Academy of Agricultural Sciences， Tianjin 300384，China; 2.Tianjin Key Laboratory of Crop Genetics and Breeding， Tianjin 300384， China; 3. Jieshou Agriculture Technology Extension Center， Fuyang， Anhui 236500， China 4. Tianjin Jizhou District Agricultural Development Service Center， Tianjin 301900，China）

Abstract： The common wheat varieties 'Jinqiang 7'， 'Jinqing 8'， 'Jinqiang 10' represented a series with strong gluten， early maturity and more resistance of bread wheat varieties cultivated by Tianjin Crop Research Institute，Tianjin Academy of Agricultural Sciences. The pedigree and breeding methods of Jinqiang series were analyzed in order to provide effective reference for subsequent wheat breeding. The analysis results showed that based on germplasm resources， paying attention to the selection of parents and combining protein markers and molecular marker-assisted breeding could quickly realize wheat breeding purpose with high efficiency.

Key words： wheat; Jinqiang series; breeding system; germplasm resources

小麦是我国第二大口粮作物，年播种面积约2 400 万hm2，其品质优劣直接影响人们日常生活[1]。20世纪90年代前，我国小麦育种以追求产量为主，生产上小麦筋力较差[2];90年代后开始注重品质育种，但育成的强筋小麦品种农艺性状差、产量低，难以在生产上大面积应用[3];随着人民生活水平提高，对强筋制品如面包、饺子等需求量也逐渐增大。因此，选育优质强筋高产小麦新品种是未来小麦育种目标之一。

‘津强7号，‘津强8号，‘津强10号选育有效的提升了我国小麦的品质[4-6]。上述品种在天津市、河北省、内蒙古自治区等春小麦种植区大面积推广，提升了强筋春小麦亩产。推广后，迅速取代主栽品种‘津强5号和‘津强6号，实现了品种更新换代[7- 8]。北方重要高端面粉加工企业加价收购，所产产品直接供货食品相关行业，实现一二三产业有机融合，极大促进了强筋小麦生产及面粉行业技术进步。

1 津强系列春小麦品种分析

1.1 津强7号 ‘津强7号以‘冬丰701/‘小冰麦33高代品系为母本[9]，以高分子量谷蛋白亚基为Dx5+Dy10，Bx7OE+By8的优质亚基材料‘津强2号为父本选育而来[10]。该品种为春性，早熟品种。全生育期在81 d左右，幼苗直立，株型紧凑，株高80 cm，抗倒伏;穗纺锤型，长芒，红壳，白粒，硬质，籽粒饱满度较好;穗数645～675万穗 ·hm-2，穗粒数30～35粒，千粒质量38 g左右。其主要特点是：综合农艺性状好，品质稳定性佳，高产稳产，抗逆性能强，适应性广。其面粉蛋白和面筋特性皆优，面包/面条优质兼用，稳定时间11.8 min，拉伸面积149 cm2，延伸性214 mm，面包体积885 mL，面包评分89.3，面条评分81.5，为强筋优质型小麦。

1.2 津强8号 ‘津强8号以‘矮败小麦为母本[11]，以高分子量谷蛋白亚基为Dx5+Dy10，Bx7OE+By8的优质亚基材料‘津强5号为父本选育而来[7]。该品种为春性品种，生育期84 d。幼苗直立，分蘖力中等。株高83 cm，穗纺锤型，长芒、壳白色，粒红色，粒质硬，平均穗数564万穗·hm-2、穗粒数29.2粒、千粒质量38.3 g，容重738 g·L-1。2014年天津市植物保护研究所人工接种鉴定结果：白粉病病情指数62.3，高感;叶锈病病情指数78.3，高感;条锈病病情指数20.3，慢锈。2014年农业部谷物及制品质量监督检验测试中心检验结果：籽粒容重750 g·L-1，籽粒蛋白质含量（干基）15.07 %，湿面筋含量31.0%，面团稳定时间28.8 min，主要指标达到强筋小麦标准，面包/面条评分超过80分，是兼用型強筋春小麦品种。

1.3 津强10号 ‘津强10号以‘农大3338为母本，以高分子量谷蛋白亚基为Dx5+Dy10的优质亚基材料‘辽春10/‘津强5号的高代品系为为父本选育而来[12]。该品种为春小麦，全生育期75 d，比对照品种‘辽春17号早熟2 d。幼苗直立，株高73 cm。抗病性鉴定，中抗秆锈病，中抗叶锈病，高感白粉病。品质检测，稳定时间15.6 min，拉伸面积192 cm2，延伸性212 mm，面包体积840 mL，面包评分89.0，面条评分85.6。2012年参加东北春麦早熟组品种区域试验，平均产量5 400 kg·hm-2，比对照品种辽春17号增产6.7%;2013年续试，平均产量4 567.5 kg·hm-2，比辽春17号增产4.7%。2014年生产试验，平均产量5 824.5 kg·hm-2，比辽春17号增产5.9%。

2 津强系列春小麦系谱分析

针对育种目标，选用适宜的亲本材料，组配最佳杂交组合。本课题组多年研究结果和育种经验表明，根据育种目标和育种思路选用农艺性状较好的优质亲本与品质较好的农艺亲本配置单交组合是选育优质高产小麦新品种最为有效的组合模式之一。

‘津强7号、‘津强8号和‘津强10号亲本按照这个原则进行配置，‘津强7号选用的母本‘冬丰701/‘小冰麦33与课题自选强筋品种‘津强2号，‘津强8号和‘津强10号组合中母本‘矮败小麦和‘农大3338/‘辽春10号与父本‘津强5号正是基于上述亲本选配原则进行的。

课题组对32份优质冬麦引进资源进行亚基检测，结合田间农业性状筛选，最终选用北部冬麦区配合力较好、高产、多抗3个冬麦材料作为母本，分别是‘冬丰701、‘矮败小麦、‘农大3338，其中‘冬丰701为中国农科院选育的高产材料，在天津表现抗病性，抗逆性较好，落黄好;‘矮败小麦是获得2010年国家科技进步一等奖的亲本材料，具有植株矮，多花多粒，分蘖强特点;‘农大3338是北方重要的骨干亲本材料，表现为矮、丰、早特点。这3个材料共同缺点是品质较差，难以直接利用，需对其进行改造。

课题组对90份冬、春小麦资源进行亚基筛选结合品质检测，选出优质强筋春小麦品种‘小冰麦33，‘辽春10号进行杂交配组。‘小冰麦33是东北师范大学利用生物技术将野生天兰冰草与北方优质春麦杂交选育出的优质面包小麦新品种，在全国第二届小麦面粉质量鉴定会上，部分品质指标优于国际最好的加麦和美麦;‘辽春10号累计推广106万hm2，2003年获得农业部授予的全国农牧渔业丰收奖二等奖，1996—2002年期间，是天津市春小麦主推品种，该品种强筋、早熟、秆硬，具有较好的配合力。

‘津强2号是课题组选育的强筋春小麦品种，是早期产业化重要强筋品种，品种优，熟期早，产量中等，HMW-GS组成为1、7OE+8、5+10，非1B/1R易位系;‘津强5号是课题组选育的强筋春小麦品种，在2007—2014年是天津主推品种，目前是天津区域试验对照品种，2009年，该品种获得天津市科技进步一等奖，该品种强筋、早熟特性突出，籽粒琥珀色，HMW-GS组成为1、7OE+8、5+10，非1B/1R易位系。（部分品种亚基组成如表1所示）。

3 津强系列育种体系思路

3.1 冬春杂交进行种质创制

优质亲本缺乏是影响小麦品质育种发展的重要因素[13]。国内春麦优质资源较为狭窄，本课题组选育获得2009年天津市科技进步一等奖品种‘津强5号、‘津强6号核心亲本来源于加拿大面包小麦‘CSR17;黑龙江强筋品质主要来源于加拿大品种 ‘格兰尼，这些品种及后代共性是品质好产量低，已不适应农民新形势产业需求。冬小麦高产资源材料多，农艺性状好，产量好，但品质指标较差。通过冬春小麦配组，引入冬麦资源的高产、农艺性状，结合春小麦强筋性状，选育融合冬、春麦优点的突破性品种，为面包春小麦品种选育开辟新的思路。

3.2 多种鉴定技术结合

（1）抗性生态区异地联鉴技术：稳定品系材料在天津基地、内蒙古基地和云南基地进行各种病害联合鉴定，在天津和云南筛选白粉病和叶锈病抗性的育种材料，在内蒙古筛选赤霉病发病较轻材料，对抗性进行综合筛选，其他性状特别突出的适当放宽。

（2）育种品质早代鉴定技术：从F3世代开始，对入选的单株进行品质早代鉴定，筛选微量沉降值3 mL以上的育种材料，有效解决了此前的品种强筋特性随着世代提升丢失的缺陷。在选择过程中注意材料籽粒角质特性的选择，增强其与商品性的结合，在育种世代严格淘汰劣势材料，实现优质性状逐代跟踪保留，提升新品系的抗性和优质特性。

3.3 分子辅助育种技术提升育种效率

通过分子标记辅助选择技术对于品质在田间表型鉴定中没法进行鉴别的难题，‘津强7号、‘津强8号和‘津强10号进行优质亚基位点分子标记By8、Dx5和1B/1R辅助选择，实现由田间种植鉴定向分子标记辅助选择的逐渐过渡，以提高鉴定的精准性和效率。同时，结合SDS-PAGE，实现后代微量蛋白鉴定，提升育种目的性，缩短品质筛选时间，有效提升育种效率。

3.4 穿梭育种提升新品种适应性

通过高代材料穿梭育种技术，在天津、内蒙古和云南建有稳定的育种基地，正季关键育种材料在天津基地和内蒙古基地同时种植，部分育种材料还要分期重复种植，从而对育种材料的表型、抗性和产量等性状进行更准确的评价，同时兼顾不同生态区需求，对材料的适应性进行鉴定。同时，结合适应性鉴定技术对稳定品系进行多点小面积示范试种，进一步提高了育种材料在不同地区的性状表现和适应性评价的准确性。

3.5 企业早期成品研发加速生产效益形成

育种材料参加区试、示范时，与专用粉加工企业联合进行成品鉴定研发，以终端用户为导向，联合进行多年多点鉴评，使品种实现“三个一，三个就”：一审定就推广、一推广就应用、一应用就产生效益。通过企业在早期参与，提早为品种的应用方向进行定位，促进产出效益的形成速度。

4 展望

小麦是我国重要的粮食作物，强筋小麦育种和推广是解决强筋进口小麦“卡脖子”瓶颈问题重要途径。针对我国强筋春小麦综合品质及其稳定性与国外同类品种差距较大、强筋高产亲本资源匮乏、产量偏低等制约产业发展的问题，天津市农业科学院农作物研究所综合运用作物育种学、冬春杂交、南繁加代和蛋白鉴定、分子检测的技术和方法创制优异种质，选育过硬品种，实现天津及周边地区春小麦主产区品种的升级换代。未来，小麦中心将针对育种目标，选用适宜的亲本材料，组配最佳杂交组合选育优质高产小麦新品种。

参考文献：

[1] 王一. 不同小麦品质类型与生态环境关系的研究[D]. 成都：中国科学院研究生院（成都生物研究所）， 2006.

[2] 王玉泉. 用关联分析解析控制小麦千粒重的主效QTL[D]. 南京：南京农业大学， 2010.

[3] 魏益民，张波，关二旗，等. 中国冬小麦品质改良研究进展[J]. 中国农业科学， 2013， 46（20）： 4189-4196.

[4] 王建贺，刘丹，王从磊，等. 种植密度和氮肥水平对小麦新品种‘津强7号产量及农艺性状的影响[J]. 中国农学通报， 2019， 35（21）： 14-18.

[5] 刘莹，王德梅，常旭虹，等. 施氮量对黑土条件下春小麦品质的影响[J]. 中国农学通报， 2018， 34（23）： 19-25.

[6] 王建贺，时晓伟，梁丹，等. 优质强筋春小麦新品种津强10号选育及应用[J]. 农业科技通讯， 2017（12）： 263-264.

[7] 王建贺，冯刚，时晓伟，等. 优质强筋春小麦津强5号的选育及栽培要点[J]. 农业科技通讯， 2011（9）： 125-126.

[8] 时晓伟，王建贺，冯刚，等. 优质强筋春小麦津强6号的选育[J]. 农业科技通讯， 2009（3）： 102-103.

[9] 刘莉，刘华梁，陈云芳，等. 小冰麦33苗期抗叶锈性鉴定及其抗性基因推导[J]. 麦类作物学报， 2006， 26（5）： 149-152.

[10]王建贺，时晓伟，冯刚，等. 优质强筋春小麦津强2号的选育[J]. 天津农业科学， 2007（2）： 43-44.

[11]刘秉华，杨丽，王山葒，等. 矮败小麦群体改良的方法与技术[J]. 作物学报， 2002， 28（1）： 69-71.