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宿振起 中国农业大学农学院小麦研究中心 各位老师好!
我是宿振起，是“一麦众承”5号组的组长，组员还有：杨仿、朱伟、欧阳娟、赵岩涛老师。我在中国农业大学小麦研究中心从事小麦赤霉病抗病遗传和小麦育种工作。从2002年上研究生至今一直从事小麦遗传育种研究，到今年都有20个年头了。2020年从河北省农林科学院到农大工作，今天结合高产、优质这个育种目标，把一直从事的“太谷核不育选择杂交群体改良”技术和小麦品质遗传改良的一点心得分享一下，希望对今后育种能有所启示，也恳请各位老师和朋友多多指教。
在介绍今天话题前我们先把我国优质麦生产现状简要回顾一下：
我国小麦总量供给充足，但高端优质专用小麦的生产则严重不足，结构性供需矛盾突出。我国年进口小麦800万吨左右，主要以高端优质专用小麦为主。因此，为了满足社会对优质小麦的需求，优质强筋在上世纪80年代已成为小麦遗传改良的重要目标之一。目前我国主栽品种仍以中筋类型为主，面粉的稳定时间普遍较短（<3.0min）、吸水率较低（<60.0%），不但不能满足生产高端面包、汉堡皮、比萨等食品的标准，也不能完全满足生产我国传统蒸、煮食品的需求。此外，以农户为单位进行种植、收获、销售和混合贮存的粮食收购模式进一步加剧了我国原粮自身品质存在的问题。在我国，优质强筋小麦除直接用于制作面包等西方烘烤食品外，大多则是面粉企业用于配粉以提升“通用”中筋面粉加工可塑性，以此来保障通用粉的质量。下面这张图是对北京超市销售的主要面粉品牌进行粉质分析，仅从中筋粉稳定时间（～5.0min）这一指标中即可看出强筋小麦在面粉加工企业中的作用及其重要性（图1）。
图1 市售面粉粉质参数分析（仅供内部交流）
与普通品种相比，当前我国主推优质麦品种整体产量及综合抗性仍存在一定差距，虽然也不乏在产量和抗性上均得以显著提升的强筋新秀，如济麦44，中麦578，新麦45等。由我国实际国情决定，让国民“吃饱”还要“吃好”才是从事品质遗改良的最终目标。当前，优质、优价是推动优质小麦生产的主要动力，而优价的决定权在粮食及面粉加工企业。随着优质强筋小麦育种及生产的发展，市场上优质麦粮源也必将增多，由市场供需基本定律决定，优质麦的市场竞争力终究会不复存在。因此，在优质麦粮价存在诸多不确定因素的前提下，为了保障国家粮食安全和农民的综合收益，建立在丰产、广适、多抗等性状为基础之上的小麦品质遗传改良才是今后小麦育种的主攻目标。从事小麦品质遗传改良除“经验”和传统测量方法——尺量、秤称、牙咬之外，室内辅助检测、筛选也是必要的手段。从全球范围来看，标记辅助选择育种在小麦品质遗传改良应用最为广泛和成熟的技术，定向和设计育种是其改良的发展方向（图2）。 图2、小麦常规育种工具及育种发展方向（部分照片来自于网络） 根据既定育种目标，选择含有目标性状的亲本，通过杂交等途径组配分离群体以创制在遗传上发生重组的个体，在分离世代从大量群体中选择目标单株是育种的核心内容。因此，在这里针对优质、高产这一育种目标，就上述这工作的具体实施路径介绍如下。
目标制定：
产量超（不低于）高产对照，品质达国家（中）强筋标准
亲本选配：
强筋供体，师栾02-1；
优点：品质稳定、筋力强、面团弹性好；分蘖力强，成穗多（>60万/亩）；
不足：吸水率低；千粒重小（～33.0g），产量潜力小；杆软，易倒伏；抗寒性差；对甲基二黄隆类除草剂敏感，易产生药害；感白粉等；
丰产供体：良星99、济麦22、良星66、石4185、观35等；
抗性供体：淮麦、徐麦系列抗性品种，在河北能正常越冬的品种为主；
聚合途径：
 基于太谷核不育利用的“选择杂交群体改良”方法（图3）
选择方法：
早代HMW-GS亚基辅助选择;F5产比后品质分析。
实施效果：
通过上述育种过程的实施，目前已通过审定和即将通过审定的优质中强筋品种如下：
1. 冀麦U80：优质中强筋，2021年国审；
2. 冀麦765：优质中强筋；2019年河北省审定（区生同试）， 2021年已完成国家生产实验（区生同试）；
3.冀麦323：优质中强筋，2021年河北省审定；
4.冀麦U87：优质强筋，2021河北省审定；
5.冀麦U68：优质强筋，2021-22年度国家生产试验；
6.冀麦713：优质中强筋（2018-2019年河北省区生同试）， 2021-22年度国家生产试验；
7.冀麦18273：优质中强筋，国家区试第二年。
上述品种除品质能达到国家强筋及中强筋标准外，其丰产性、抗性水平也较对照中筋品种有大幅提高（图4，图5）。
图3、太谷核不育 “选择杂交群体改良”及标记辅助选择育种流程
图4、部分优质强筋及中强筋小麦产量、抗性及品质表现
（国家区试总结视频截屏，王西成，陈红敏2021）
上述品种的高产、优质是在我们既定的育种目标，而节水抗旱性则和我们育种田的土质和人为引入田间控水管理有关。除冀麦765，冀麦U68外，冀麦U80的节水指数达1.3以上，是2020年参加黄淮北片区试品种中平均节水指数最高的品种。冀麦765、冀麦U68的赤霉病抗性表现及其抗源可能来自于淮麦和徐麦系列品种，我们正在开展赤霉病抗性基因定位及抗源追溯的研究。
利用小麦55k芯片对上述育成的高产、优质品种全基因组进行了基因分型，并将其与优质强筋供体和丰产性“底盘”供体品种进行了遗传相似性分析 (图5)。虽然新育种的品种在遗传上与丰产“底盘”品种良星99、济麦22等相似性较高，但所育成系列新品种在全基因组水平上仍与上述丰产供体亲本存在加大差异，且遗传差异大于已育成品种间距离。育成品种间在农艺、品质和基因组水平上也存在较大差异。以聚类结果遗传相似性最高的冀麦U80和冀麦 765为例（图5、6），冀麦U80的HWM-GS组成为1.7 8.5 10，而冀麦765的组成为1.7 8.4 12，并且其苗型、穗型、粒重、面粉颜色、烘烤品质等均存在显著的差异。
图5、太谷核不育“选择杂交群体改良”品种遗传相似性分析
图6、部分育成品种与“底盘”品种及品种间全基因组遗传差异比较
因刚入群，接到朱伟老师通知的时间紧迫，加之水平有限，很多内容未能详尽阐述，还望各位老师和朋友见谅！
随时欢迎线上、线下交流，共同推动我国小麦种业科技的进步。
祝各位身体健康、心想事成
2022.1.5
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