抗旱节水小麦新品种‘济麦262’选育及体会

2021-09-06李豪圣程敦公刘成韩冉宋健民刘爱峰曹新有郭军王灿国刘建军赵振东翟胜男訾妍李法计

农学学报 2021年12期

李豪圣程敦公刘成韩冉宋健民刘爱峰曹新有郭军王灿国刘建军赵振东翟胜男訾妍李法计

摘要：為了培育高产稳产、抗旱节水、多抗广适的突破性小麦品种，以高产品种‘临麦2号为母本，以高产抗旱品种‘烟农19为父本，采用系谱法聚合二者优异农艺性状，通过多点多生态鉴定与评价，育成小麦新品种‘济麦262。该品种产量高，品质优良，抗病抗逆性好，农艺性状优异，水旱兼用。在2010—2011年度济南和蒙阴水浇地品比试验中，平均产量较对照‘济麦22增产2.87%和9.41%，均居第一位;在2012—2013年度山东省旱地区域试验中，平均产量较对照‘鲁麦21增产9.74%，是近10年来增产幅度最大的旱地小麦。该品种籽大饱满，籽粒蛋白质含量、湿面筋含量和面粉白度等品质指标优于对照品种‘鲁麦21;抗干热风，中抗条锈病;株高67.2 cm，后期叶片功能期长，落黄佳，长方形穗，穗粒数37.5 粒，千粒重44.7 g，白粒，粉质。‘济麦262于2016年2通过山东省审定，适宜在无浇灌条件的旱肥地及水资源匮乏地区种植应用。

关键词：‘济麦262;水旱兼用;特征特性;品种选育

中图分类号：S512.1文献标志码：A论文编号：cjas20191000242

Drought-resistant and Water-saving Wheat Variety ‘Jimai 262：Breeding Experience

LI Haosheng，CHENG Dungong，LIU Cheng，HAN Ran，SONG Jianmin，LIU Aifeng，CAO Xinyou，GUO Jun，WANG Canguo，LIU Jianjun，ZHAO Zhendong，ZHAI Shengnan，ZI Yan，LI Faji

（Crop Research Institute，Shandong Academy of Agricultural Sciences/

Key Laboratory of Wheat Biology and Genetic Improvement in the North Yellow &Huai River Valley，Ministry of Agriculture/

National Engineering Laboratory for Wheat & Maize，Jinan 250100，Shandong，China）

Abstract：To cultivate a breakthrough wheat variety with high and stable yield，drought tolerance，water saving and multi-resistance，taking high-yield variety ‘Linmai 2as female parent and high-yield，drought-tolerance ‘Yannong 19as male parent，we used pedigree method to polymerize both parents' excellent agronomic characters，and bred a new wheat variety ‘Jimai 262by multi- site and multi-ecological field experiments. This variety was characterized as high yield，good quality，good resistance to disease and tolerance to stress，excellent agronomic characters and could be cultivated in both irrigated land and dry land. In irrigated field variety comparison trial 2010-2011 in Jinan and Mengyin，the average yield of ‘Jimai262was 2.87% and 9.41% higher than that of control variety ‘Jimai 22，and ranked first in both sites. In the dry land regional trail 2012-2013 of Shandong Province，the average yield of ‘Jimai262was 9.74% higher than that of control variety ‘Lumai21，achieved the highest yield increase of dry land variety in the past decade. The grain of‘Jimai 262was big and full，the quality traits such as grain protein content，wet gluten content and flour whiteness were better than that of control variety ‘Lumai21. ‘Jmai262was resistant to hot dry wind，moderate resistant to stripe rust，and the plant height was 67.2 cm. At the later stage，the leaf photosynthetic function period was long，the population was yellowing well，the spike was oblong，the grain number per spike was 37.5，the thousand-grain weight was 44.7 g，and the grain was white and silt. ‘Jimai 262was released by Shandong Province in February 2016，it is suitable for planting in arid fertile land and water deficient area without irrigation condition.

Keywords：‘Jimai262;Water and Dry Land Adaptation;Characteristics;Variety Breeding

0引言

水分是制约旱地小麦产量提高的首要因子[1]。由于干旱缺水，小麦长期或阶段性处于水分胁迫状态，影响了植株生长发育和籽粒产量的形成。黄淮冬麦区是中国最大的小麦主产区，种植面积和产量分别占全国小麦的58.5%和67.6%，其中，黄淮旱地小麦面积近667×10⁴hm²，约占全国种植面积的1/4，该区小麦的丰歉对于国家粮食安全至关重要[2]。然而，黄淮旱区十年九旱，严重制约着该区小麦的生产[3]。抵御干旱灾害，除调整耕作制度、采用节水栽培等措施之外，利用作物自身抗旱能力抵御灾害成为一种重要的途径，培育抗旱、节水、高产小麦品种已成为小麦育种的重要目标[4]。研究表明，小麦品种对作物增产的贡献率为30.9%[5]，小麦品种改良对产量的年贡献率在1%左右[6]。

近年来，中国小麦育种工作者广泛开展抗旱、节水、高产小麦新品种培育工作，取得了显著的成绩，为缓解华北地区农业水资源极度匮乏与粮食生产安全矛盾做出了一定的贡献[7-9]。例如山西省小麦育种家育成的节水高产小麦品种‘尧麦16[10]、抗旱高产小麦品种‘长麦6197[11]、抗旱小麦品种‘晋麦91[12]和‘晋麦98[13]、抗旱优质小麦品种‘晋麦97[14]等，河北省小麦育种家育成的节水广适小麦品种‘衡S29[15]、多抗节水小麦品种‘仓麦12[16]、抗旱节水小麦品种‘衡0816[17]、高产节水小麦品种‘石家庄8号[18]等。相比山西省和河北省，山东省抗旱节水小麦育种研究比较滞后，目前生产上主要推广应用的‘烟农21号[19]、‘青麦6号[20]等是10年以前审定的抗旱小麦品种，由于气候条件和耕作模式已经有了很大的变化，在实际生产中迫切需要能够适应当前多变气候条件和耕作模式的旱地小麦新品种。

针对当前山东省旱地麦区的生态特点，以实现干旱年份稳产、丰水年份高产为目标，通过系谱法选育和异地多点鉴定相结合，成功育成了抗旱节水、高产稳产的小麦新品种‘济麦262（审定编号鲁农审2016010 号，品种权号CNA20141597.7），较好地解决了高产、抗旱节水和抗倒伏三者之间的矛盾，实现了上述性状的协同提高，为水旱两用型小麦新品种。

1选育过程

1.1育种目标

针对山东省及黄淮麦区水资源匮乏现状，确立目标选育适宜在雨养旱地及节水灌溉地区种植的抗旱节水、高产稳产小麦品种。

1.2育种思路

以提高穗粒重为高产基础，以增加生物量为抗旱节水基础;分离世代个体选择以提高生物量和抗病性为重点;定型材料以提高收获指数和抗旱节水性为重点;通过多点多生态鉴定与评价，最终实现抗旱节水与高产有机结合。

1.3选育过程

2004年，以高产抗倒小麦品种‘临麦2号为母本、高产抗旱小麦品种‘烟农19为父本，配置杂交组合。2005—2008年，在水浇地按照常规系谱法进行选择。F₁田间表现繁茂性好、植株整齐、穗育性好、籽粒饱满;F₂种植3280棵单株，重点选择繁茂性好、矮杆、抗病单株，室内考种对籽粒大小和饱满度严格筛选，共选留21个单株;F₃种植1680棵单株，重点选择抗寒性好、熟相佳的单株，通过室内考种选留10个单株;F₄种植800 棵单株，重点选择生长势强、繁茂性好、株型优良的单株，通过室内考种选留4个单株;F₅种植320棵单株，选择整齐度高、抗寒性好、熟相佳、籽粒大而饱满的株行‘0850262进行统产，进入下一年度鉴定试验。2009年，在水浇地鉴定试验中，表现综合抗逆性强、繁茂性好、成熟期偏晚;2010年，同时参加济南和蒙阴水浇地品比试验及济南旱地鉴定试验;2011年，参加济南和宁阳旱地品比试验;2012—2015年，参加山东省旱地区域试验和生产试验，2016年通过山东省审定，定名为‘济麦262，具体选育过程如图1所示。

2主要特点

2.1生物学特性

冬性，幼苗半直立。株型半紧凑，旗叶宽大、下批，抗倒伏，熟相中等。2年平均區域试验结果表明，‘济麦262生育期比‘鲁麦21号晚1天;株高67.2 cm，有效穗490.5万/hm²，分蘖成穗率43.8%;穗型长方，穗粒数37.5粒，千粒重44.7 g，容重750.9 g/L;长芒、白壳、白粒，籽粒饱满、粉质。

2.2抗旱性

2015—2016年度，洛阳市农业科学研究院抗旱性鉴定结果显示，‘济麦262抗旱系数0.811，有效穗数抗旱系数0.883，穗粒数抗旱系数0.697，抗旱指数为0.755。

2.3抗病性

2015年，中国农业科学院植物保护研究所对‘济麦262进行抗病性接种抗病鉴定，结果显示，该品种抗条锈病，中感至中抗白粉病和纹枯病。2018年，烟台大学生命科学学院马朋涛教授分白粉菌生理小种对该品种进行接种鉴定，结果发现，该品种对Y01、Y03和Y10等小种表现为高抗;在电子科技大学新都农场对该品种接种条锈菌混合生理小种CY32、CY33和Su-4，结果发现，其抗性达到1级。

2.4品质状况

区域试验统一取样经农业部谷物品质监督检验测试中心（泰安）测试，结果显示，‘济麦262籽粒蛋白质含量15.0%，湿面筋35.2%，沉淀值28.9 mL，吸水率54.9 mL/100 g，稳定时间2.3 min，面粉白度80.2。

2.5产量表现

2009—2010年度，在济南水浇地鉴定试验中，平均产量8316.75 kg/hm²，较相邻对照‘济麦22增产0.61%。2010—2011年度，在济南和蒙阴水浇地品比试验中，平均产量分别为8277.75和8300.55 kg/hm²，较对照‘济麦22增产2.87%和9.41%，均居第一位。

2010—2011年度，在旱地鉴定试验中，平均产量6516.75 kg/hm²，较相邻对照‘鲁麦21增产28.20%，居第一位。2011—2012年度，在济南和宁阳旱地品比试验中，平均产量分别为7294.50和7444.50 kg/hm²，较对照‘鲁麦21增产8.42%和21.82% （居第一位）。2012—2013年度，在山东省旱地区域试验中，平均产量6939.30 kg/hm²，较对照‘鲁麦21增产9.74%，是近10年来增产幅度最大的旱地小麦;2年区试平均产量4807.45 kg/hm²，较对照‘鲁麦21增产6.29%;2014—2015年山东旱地组生产试验，平均产量7394.55 kg/hm²，较对照品种'鲁麦21号增产4.92%。在2015—2016年度黄淮冬麦区旱肥地区试中，平均产量6577.50 kg/hm²，较对照‘洛麦7号增产4.6%。

2017年和2018年，在土壤含盐量2‰～4‰地块，经专家测产验收，‘济麦262平均产量分别为7128.60和7284.90 kg/hm²，产量水平与同期盐碱地种植的‘济麦22和‘青麦6号相当。

2.6栽培要点及适宜区域

适宜播种期10月1—10日，每公顷适宜基本苗270万～300万株。一次性施足底肥，有机肥和无机肥相结合。建议播种前每公顷施有机肥30000 kg、纯氮（N）105 kg、磷（P₂O₅）90 kg、钾（K₂O）60 kg，春季及时中耕除草。防治蚜虫、叶锈病和赤霉病，蜡熟期及时收获。适宜在山东省旱肥地及盐碱地种植应用。

3选育体会

3.1以生产需求为导向确立育种目标

山东省常年种植小麦3 66×10⁴hm²左右，其中无水浇条件的旱地小麦占麦田总面积的1/3左右，因此进一步稳定提高雨养小麦增产潜力对全省乃至全国粮食生产都具有重要意义[21]。培育并采用高效节水高产新品种是提高旱地小麦本身的抗旱性和水分利用效率的根本，也是旱地小麦高产的重要措施[22]。山东省一直重视旱地小麦品种选育与应用，2001—2018年共审定并应用24个抗旱小麦品种，使旱作区小麦产量水平得到逐步提高，为全省小麦总产量的提高发挥了重要的作用。但这些品种远不能满足省内近87×10⁴hm²旱地的生产需求，加之部分品种丰产性差、不抗倒伏，产量波动大。针对旱作区小麦生产需求存在的问题，确立抗旱节水、高产稳产和抗倒伏为育种目标，突出抗旱性、丰产性和抗倒性的有机结合，实现丰年高产、常年增产、旱年不减产的目的。

3.2选配适宜组合是实现育种目标的关键

合理组配亲本，使双亲均具有一定水平的抗旱性和多个性状的互补共增性，有利于实现抗逆稳产性的强化和优良多基因累加互补的高产潜力的突破[23]。抗逆性优质基因结合体义丰产性优质基因结合体的组配和杂交模式是培育综合性状优异旱地小麦品种重要途径之一[14]。选用黄淮麦区优良品种或品系之间进行杂交，双亲优点多缺点少，综合性状突出的材料出现概率大[24]。‘济麦262的组合为‘临麦2号×‘烟农19，两亲本互补性强，有利于育种目标的实现。母本‘临麦2号，产量高、抗倒伏、大穗大粒（含大粒基因TaGS5-A1b），2004年通过山东省审定委员会审定，在山东省小麦高肥区试中，平均单产8248.95 kg/hm²，比对照‘鲁麦14号增产12.38%，穗粒数44.10粒，千粒重47.90 g，单穗粒重2.11g以上[25]，缺点是对肥水敏感，适应性一般;父本‘烟农19，稳产、抗旱、适应性广，先后通过6省（市）审定，抗旱指数为1.1130[26]，缺点是抗倒性较差。

3.3通過多点多生态鉴定充分挖掘品种潜力

节水高产小麦育种不仅仅要适应相对缺水干旱的生长环境，同时还要具有很好的增产潜力，这才能满足生产需求。因此在育种过程中，不仅仅要在当地展开选育工作，更要有效拓展品种种植范围，在更加广阔的范围展开全面种植[27]。郭进考等[18]提出“垂直节水高产选种”方法，即早代在高肥条件下，同一世代前期满足水分供应，构建高产需要的“源”，满足对丰产性的选择，后期干旱胁迫，利用非生物逆境压力筛选具有节水高产性状的“库”，满足对抗旱性进行选择;高代结合不同土质和生产条件下异地交替定向选择方法，使高产与节水达到高度结合。张俊灵等[28]提出，后代选育采用水旱交叉选育法，即水地条件下侧重对其丰产性状的选择，如穗大、粒大、粒重、抗倒、抗病等;旱地条件下侧重考察其抗旱稳产性状的选择，如分蘖成穗率、灌浆落黄、籽粒饱满度、抗旱、抗冻、抗青干等。在后代选育过程中，综合上述2种方法，根据选育条件和育种目标，择优汰劣，水地条件下侧重对其丰产性状的选择，如穗育性、繁茂性、抗倒性、抗病性等性状的选择;旱地条件下侧重其抗逆性状的选择，如抗旱、抗冻、耐热、籽粒饱满度等性状的选择，成功育成抗旱节水、高产稳产、水旱两用型小麦新品种‘济麦262，为小麦生产节本增效提供了重要的物质基础。

参考文献

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