呂亮杰,陳希勇,趙愛菊,王莉梅,劉玉平,李子千,李輝
(河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所,河北省作物遺傳育種實驗室,河北 石家莊 050035)
黃淮冬麥區(qū)是我國小麥主產(chǎn)區(qū),也是重要的商品糧生產(chǎn)基地[1]和優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)[2],對保障我國糧食安全至關(guān)重要[1~6]。長期以來,我國由于在小麥育種研究和實際生產(chǎn)中重產(chǎn)量、輕品質(zhì),致使高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)未得到協(xié)同發(fā)展,既高產(chǎn)又優(yōu)質(zhì)的品種數(shù)量少[5~8]。同時,黃淮北片冬麥區(qū)小麥生長常受冬季溫度偏高、返青期倒春寒[2,3]、抽穗期病害[2,4]、開花期干旱、灌漿期倒伏[5]和成熟期干熱風(fēng)[6,7]等為害。為此,針對小麥供給側(cè)改革和生產(chǎn)面臨的主要問題,河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所確立穩(wěn)定高產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)異、抗逆性強(qiáng)、適應(yīng)性廣的育種目標(biāo),利用太谷核不育群體實現(xiàn)優(yōu)異基因聚合,綜合常規(guī)育種、分子標(biāo)記育種、品質(zhì)儀器測定等技術(shù)選育成優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)冬小麥新品種冀麥867。該品種2016 年通過了河北省優(yōu)質(zhì)組審定,2019 年獲得國家植物新品種權(quán)保護(hù)。
為選育出適合冀中南冬麥區(qū)種植,高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、抗逆性好、分蘗力強(qiáng)、矮稈抗倒、適應(yīng)性強(qiáng)的冬小麥新品種,以太谷核不育群體為基礎(chǔ),逐年加入冀麥5385、邯優(yōu)3475、師欒02-1 等優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗病和矮稈材料。
冀麥5385 是河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油研究所以冀92-4019 為母本、魯88(4)183 為父本進(jìn)行有性雜交,采用改良系譜法選育而成的優(yōu)質(zhì)小麥品種[8]。該品種株型緊湊,穗紡綞型,白粒,硬質(zhì);抗倒性強(qiáng),抗寒性中等,熟相較好。
邯優(yōu)3475 是邯鄲市農(nóng)業(yè)科學(xué)院以農(nóng)藝性狀優(yōu)良的優(yōu)質(zhì)大穗品種沛縣30421 選系做母本、邯4162 做父本雜交,經(jīng)多年連續(xù)選育而成的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)小麥品種[9]。該品種屬中熟品種,株型緊湊,株高79 cm;中感白粉病和紋枯病,高感葉銹病。
師欒02-1 是河北師范大學(xué)和欒城縣原種場以藁城9411×9430 雜交選育而成的強(qiáng)勁優(yōu)質(zhì)小麥[10]。該品種株型緊湊,葉色淺綠;穗紡錘型,白粒,角質(zhì);莖稈有蠟質(zhì),彈性好,抗倒伏;抗寒性中等,中抗紋枯病,中感赤霉病,高感條銹病、葉銹病、白粉病和稈銹病。
1999~2001 年河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物所小麥中心將太谷核不育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)群體逐年加入優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗病、矮稈材料冀5385、邯3475 和師欒02-1 進(jìn)行雜交。系譜圖如圖1 所示。
2002~2007 年選擇輪回群體中綜合性狀優(yōu)良的可育植株,采用系譜法繼續(xù)選育。F1代條播后苗勢壯、株型緊湊、成穗多、落黃好、粒重高、抗病、中熟,入選重點組合,單株進(jìn)行混脫;F2代加大種植選擇群體,田間選擇長勢繁茂、綜合性狀好,室內(nèi)考種選留飽滿度好的單株45 個;F3依據(jù)株高、分蘗、抗寒性、抗倒性等田間性狀,結(jié)合室內(nèi)沉降值、面筋測定儀及近紅外谷物籽粒品質(zhì)分析儀選拔單株。F4、F5代品系田間決選后結(jié)合室內(nèi)考種和粉質(zhì)儀、拉伸儀等精密儀器,選育出代號為07 初867 的新品系。
2008 年參加河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物所組織的品系比較試驗。
2009 年參加冀中南優(yōu)質(zhì)組多點比較試驗。
2010~2011 年連續(xù)2 a 參加冀中南優(yōu)質(zhì)組區(qū)域試驗。
2012 年參加冀中南優(yōu)質(zhì)組生產(chǎn)試驗。
2013 年進(jìn)行品種權(quán)保護(hù)申請。
2014 年再次參加冀中南優(yōu)質(zhì)組生產(chǎn)試驗。
2015 年參加河北省農(nóng)作物品種審定委員會小麥專業(yè)委員會初審。
2016 年通過河北省冀中南優(yōu)質(zhì)組品種審定(審定編號:冀審麥2016006)。
圖1 冀麥867 系譜圖Fig.1 Pedigree of Jimai 867
冀麥867 生育期243 d 左右,屬半冬性中熟品種。其株型較緊湊,株高70.7 cm;葉片深綠色,分蘗力較強(qiáng),穗數(shù)684 萬穗/hm2;穗長方形,長芒,白殼,白粒,硬質(zhì),子粒飽滿,穗粒數(shù)34.7 個,千粒重39.4 g。
2.2.1 區(qū)域試驗 2010~2011 年冀中南優(yōu)質(zhì)組區(qū)域試驗,冀麥867 平均產(chǎn)量為7 697.6 kg/hm2,較對照師欒02-1 增產(chǎn)1.37%。2010 年增產(chǎn)點次率為66.7%;平均產(chǎn)量為7 971.9 kg/hm2,較對照增產(chǎn)0.60%,居14 個參試品種第7 位。2011 年9 個試點7 點增產(chǎn),增產(chǎn)點次率為77.8%;平均產(chǎn)量為7 423.2 kg/hm2,較對照增產(chǎn)2.22%,居11 個參試品種第4 位。
2.2.2 生產(chǎn)試驗 2014 年冀中南優(yōu)質(zhì)組生產(chǎn)試驗,冀麥867 所有試點全部增產(chǎn),增產(chǎn)點次率為100%;平均產(chǎn)量為7 795.5 kg/hm2,較對照師欒02-1 增產(chǎn)4.32%(表2)。
表1 冀麥867 的主要農(nóng)藝性狀Table 1 The main agronomic characters of Jimai 867
表2 冀麥867 的產(chǎn)量表現(xiàn)Table2 The yield of Jimai 867
2010~2011 年由農(nóng)業(yè)部谷物及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心(哈爾濱)對冀麥867 進(jìn)行品質(zhì)檢測,結(jié)果(表3) 顯示,該品種平均容重814.5 g/L、蛋白質(zhì)(干基) 含量14.5%、濕面筋含量31.4%、沉降值37.7 mL、吸水率57.2 mL、穩(wěn)定時間15.2 min、最大抗延阻力593 E.U、拉伸面積118 cm2、延伸性150.5 mm。
表3 冀麥867 的主要品質(zhì)性狀Table 3 The main quality indexes of Jimai 867
利用2010~2011 年河北省優(yōu)質(zhì)區(qū)域試驗結(jié)果(表4)對冀麥867 的抗逆性進(jìn)行評價??购澡b定由遵化國家農(nóng)作物品種區(qū)域試驗站進(jìn)行,該品種凍害級別為3 級,死株率0.0%~1.1%,死莖率低,抗寒級別1 級??共⌒澡b定由河北省農(nóng)林科學(xué)院植物保護(hù)研究所進(jìn)行,在田間自然發(fā)病情況下,該品種2010 年中感條銹病,中抗葉銹病、白粉病和紋枯病;2011 年中感條銹病和白粉病,中抗葉銹病和紋枯病。倒伏程度判斷采用目測法,該品種倒伏程度為1 級。耐旱性鑒定由河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所進(jìn)行,該品種耐旱性1 級。
可以看出,冀麥867 抗寒性好,耐寒能力強(qiáng);抗條繡病、葉銹病和白粉病性能優(yōu)于師欒02-1,抗紋枯病性能與師欒02-1 相當(dāng);抗倒伏性好,耐旱性強(qiáng)。
冀麥867 適宜在冀中南冬麥區(qū)中高水肥地種植。
冀麥867 適宜播期為10 月5~15 日,適宜播種密度為基本苗數(shù)量270 萬~300 萬株/hm2。穗數(shù)控制在600 萬~675 萬穗/hm2。
表4 冀麥867 的抗逆性表現(xiàn)Table 4 The stress resistance and disease resistance of Jimai 867
精細(xì)整地,施足基肥,增施有機(jī)肥(底肥占75%、追肥占25%),培育冬前壯苗。一般麥田底肥施磷酸二銨375 kg/hm2、尿素112.5~150 kg/hm2。追肥分別在起身期、拔節(jié)期各進(jìn)行1 次為宜;若在起身末期追肥1 次,尿素總追肥量為225~300 kg/hm2[11]。
播種前進(jìn)行種子包衣或拌種??捎?5%三唑酮可濕性粉劑拌種,防治白粉病、紋枯病的發(fā)生[11]。
小麥生長中后期,施用40%毒死蜱45 mL/hm2或10%抗蚜威150 g/hm2+40%禾枯靈1500 g/hm2或60%防霉寶1 050 g/hm2+磷酸二氫鉀2 250 g/hm2,預(yù)防赤霉病[13]、蚜蟲等的發(fā)生;預(yù)防干熱風(fēng),延長灌漿時間,提高子粒飽滿度和光澤度[14]。
冀麥867 具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、廣適、多抗、綜合性狀好等生物學(xué)特點,來源于該品種具有豐富的遺傳背景和廣泛基因累加?;蚶奂邮沁x育優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗品種的有效途徑之一[15]。在配置雜交組合時,盡量注意當(dāng)?shù)刂魍破贩N與外緣品種的搭配,選用表現(xiàn)互補而基因或基因類別存在差異的品種,培育出既適應(yīng)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)氣候,又具有血統(tǒng)、生態(tài)、種質(zhì)、類型遠(yuǎn)緣等特點的品種[16]。優(yōu)異基因的累加和缺陷基因的互補,使小麥新品種既抵御各種脅迫,又確保了高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和穩(wěn)產(chǎn)[17]。
小麥新品種的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、廣適和多抗一直是廣大育種工作者奮斗的目標(biāo)[19],早期育成品種存在高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)或優(yōu)質(zhì)不高產(chǎn)的問題,部分研究認(rèn)為高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)同時提升存在矛盾。但近年研究發(fā)現(xiàn),一定程度上高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)可在特定品種中并存[20]。冀麥867 的培育同時注重高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì),科學(xué)合理進(jìn)行優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的選育。有目的地配置遠(yuǎn)緣優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)組合,F(xiàn)1、F2代選擇具有苗壯、株緊、穗多、粒重、抗病等高產(chǎn)特點的重點單株進(jìn)行芯片優(yōu)異基因檢測,F(xiàn)3~F5代依據(jù)室內(nèi)沉降值、面筋測定儀、粉質(zhì)儀、拉伸儀等儀器結(jié)合田間決選和考種,高效、定向、有目的地選育小麥新品種。冀麥867 平均產(chǎn)量為7 798.5 kg/hm2,較對照師欒02-1 增產(chǎn)4.32%,增產(chǎn)幅度達(dá)到極顯著水平,增產(chǎn)點次率100%;同時,經(jīng)國家品質(zhì)檢測中心檢驗,各項品質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到國標(biāo)強(qiáng)筋小麥標(biāo)準(zhǔn)。冀麥867 的成功選育,說明合理的育種方法可以有效結(jié)合并同步提升小麥的高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)性狀。
目前,黃淮北片冬麥區(qū)小麥生長常受冬季溫度偏高、返青期倒春寒、抽穗期病害、開花期干旱、灌漿期倒伏和成熟期干熱風(fēng)等為害,造成小麥凍害、不育、子粒干癟、品質(zhì)下降等,因此育成抗逆性強(qiáng)、適應(yīng)性廣的品種至關(guān)重要。河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所借助多年構(gòu)建改良的太谷核不育群體,逐年加入生產(chǎn)上大面積推廣的冀麥5385、邯優(yōu)3475、師欒02-1 等優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗和廣適材料,引入不同遺傳背景的優(yōu)異基因;利用不同氣候、土壤和栽培條件,制造肥力差異、病蟲為害、干旱脅迫等條件進(jìn)行選擇,提高品種的耐旱性、耐熱性、抗寒性、抗病性和適應(yīng)性,最終培育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗旱、抗病、適應(yīng)性廣的小麥新品種冀麥867。冀麥867 的培育及育種策略,既豐富了黃淮北片冬麥區(qū)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗小麥品種的類型,又提供了遺傳基礎(chǔ)豐富、綜合性狀優(yōu)良的種質(zhì)資源,還為廣大育種工作者提供了育種策略借鑒。