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河南科技学院 李淦
各位老师，大家好！
我是“一麦众承”24组“以麦为海”的李淦，组长是连振民老师，组员有：张明辉老师、周桂英老师、王志刚老师、赵石磊老师、王习强老师、刘松涛老师、马红勃老师、陈刚立董事长、许红星老师和我。感谢陈红敏老师为“一麦众承”这个大家庭做出的贡献，为我们提供了一个这么好的交流平台。受组长连振民老师的委托，我对2021年国家审定小麦新品种百农4199的育种设计与选育过程及该品种的特点进行一下总结，不妥之处，请各位老师批评指正！ 百农4199是河南科技学院选育，2017年通过河南省审定（审定编号：豫审麦2017003），2021年通过国家审定（审定编号：国审麦20210049）的小麦新品种。
黄淮南部冬麦区是我国小麦生产最重要的麦区，为我国小麦面粉的供给作出了重要保障。但常年发生的寒害、病害和高温危害严重影响本区域的小麦产量和质量。尤其是冬季多雾低温寡照，春季高温温度骤升，导致部分小麦强筋不强、弱筋不弱、中筋不稳，直接影响到面食品的口感。如何针对性开展小麦新品种选育，排除冬季多雾低温寡照的影响，避免春季高温温度骤升的危害，有效保障小麦的产量和质量，尤其是保障馒头、面条等蒸煮食品的面粉供给质量，成为亟需攻关的课题。
一、百农4199的育种设计
鲁麦14分蘖强,成穗率高,稳产丰产性特别突出,综合了Rulofen,Virgilio和L277/4三个著名抗源血统，抗病性过硬，是上世纪90年代初期黄淮北部冬麦区面积最大的小麦品种，具有黄淮北部冬麦区小麦品种的抗低温、耐弱光特性。百农64是河南科技学院小麦中心采用均数平衡选择法选育而成的高产抗病小麦新品种，组合为百农8717×[(偃大72—629—52×石82— 5594)F2×百农84—4046—1]F2,系圃号为88(90)—1—A—40，百农64具有分蘖成穗率强，株型紧凑，对条锈免疫，高抗叶锈、白粉病，中后期耐高温等优点，尤其是百农64面粉特别受老百姓的喜爱，百农64面粉适合做蒸煮食品，是黄淮南部冬麦区小麦生产中面积较大的品种。
利用鲁麦14抗病性过硬、抗低温、耐弱光特性和百农64对条锈免疫，高抗叶锈、白粉病，中后期耐高温的优点，于1996年组配鲁麦14/百农64，于2001年成功选育出抗病性突出，抗低温能力强，对弱光反应不敏感、对强光表现耐性比较好的小麦新品系矮丰66。但矮丰66根系活力不强，籽粒短圆形、库容较小。
同年，考虑向矮丰66优良性状集加，利用河南科技学院小麦中心在温麦8号基础上系选的偏冬的新品系温8冬与周麦16进行杂交。温麦8号（豫麦58号）国家审定编号，国审麦2001006，亲本组合为394A/泗阳188，叶色特深，耐渍、耐高温，容重802克/升，千粒重高。周麦16由河南省周口市农业科学研究院选育，审定编号是国审麦2003029，组合周9×周8425B，叶色深，叶片厚，千粒重46克，库容大。温8冬/周麦16组合的F1表现优异，2002年组配温8冬/周麦16//矮丰66的三交组合，2005年在F3中，区号为04-3709的株行表现叶色深绿、分蘖成穗率高，对弱光适应能力强，在强光下也正常灌浆，籽粒灌浆特别充分，千粒重高等优点。因其光合效率比较高，定名为百农高光3709。但由于籽粒灌浆充分，茎秆营养向籽粒运输过于透彻，导致成熟时穗下节极易折断（俗称掉头），特别不利于收获。
研究出百农高光3709具有掉头和籽粒黑胚的缺点后，2005年立刻组配百农高光3709/百农160组合。百农160组合为多抗893/温麦6号//百农64/温麦6号，籽粒角质，饱满度好，容重高。经河南省农科院植保所抗病性鉴定：对条锈病高抗，对白粉病、叶枯病和纹枯病中抗。具备温麦6号的丰产性和百农64面粉适合做蒸煮食品的风味特性。2006年组配百农高光3709/百农160//百农160的回交组合，2007-2008年度种植为复交F2，二代表现稳定。尤其是07-2601-10的株行，表现叶色深绿、分蘖成穗率高，对弱光适应能力强，在强光下也正常灌浆，籽粒灌浆充分，但根系活力不强，定名为百农高光3709F2。并立即组配百农高光3709F2/矮抗58组合，利用矮抗58的根系活力强的优点，向百农高光3709F2集加。于2013年成功选育出光合效率高、风味突出的小麦新品种百农4199。
图1 百农4199系谱图
二、百农4199选育过程
百农4199是通过有性杂交方法，于2008年组配百农高光3709F2/矮抗58单交组合，而后分期采用胁迫环境，经过连续大群体定向培育与选择，于2012年选育成功，其组合编号为08 （053）-9-9。选育过程如下:
2008年夏季以百农高光3709F2 为母本，矮抗58为父本进行杂交。
2008/2009年种植单交F11800株，单粒点播，组合表现抗冻性强、矮秆、抗倒、叶色浓绿、叶姿较优等特点，成熟后全部收获。
2009/2010 年种植F2群体，单粒点播，分期综合评定、淘汰性状较差株系，保留群体中抗冻性强、缓杆、抗倒、光合效率高的单株，并进行优化选择，经室内考种后中选出99株。
2010/2011年将99株分别种成F3株行，其中08(053)-9田间综合性状最优，苗期表现抗寒性非常强，光合效率高， 但冬春性略有分离，当年淘汰偏春性的单株， 保留半冬性的植株，后期整体表现矮秆、抗病、落黄好，进一步进行单株选择，经室内考种后，从中决选出19株升代种植。
2011/2012年继续加大选择压力,田间种植区号4362-64、4199、 4385-86、 4406、4381-82等5个F4株系，成熟时整体表现光合效率高、矮秆、抗倒、抗病、多穗、落黄好，并作为品系进行品种比较试验种植。
2012/2013年在品种比较试验中，系谱号为08(053)-9-9,上年田间收获区号为4199的12品02的株系表现半冬性，分蘖多，抗寒性好，光合效率高，株矮穗多、落黄好，此品系全部收获，当年收获种子41.9kg,定为百农4199。
2013/2014年、2014/2015年参加河南省区域试验。
2015/2016年参加河南省生产试验。
2016/2017年申报河南省品种审定委员会审定。
2017/2018年、2018/2019年参加国家黄淮南部麦区统一渠道区域试验。
2019/2020年参加河国家黄淮南部麦区统一渠道生产试验。
2020/2021年申报国家农作物品种审定委员会审定。
图2 百农4199培育过程及中间试验简图 三、百农4199特征特性
百农4199属半冬性中穗型中早熟品种，平均生育期230.2天，与对照品种周麦18号早1.1天。幼苗半直立，苗期叶片短宽，叶色浓绿，苗壮，冬季抗寒性好，分蘖力中等，成穗率高，亩成穗数多，穗层整齐。春季起身拔节早，两极分化快，苗脚利索，抽穗早；株型偏紧凑，旗叶偏小、上举，穗下节短，蜡质轻，平均株高73.2cm,茎杆粗，抗倒性一般。穗纺锤型，穗色黄绿，小穗排列密；长芒，白壳，白粒，圆粒，大小均匀，角质，黑胚少，饱满度较高，容重高，落黄快。平均亩成穗数45.2万，穗粒数31.3粒，千粒重46.6g。
四、百农4199光合效率高、产量突出
百农4199功能叶和穗部在扬花期和灌浆期光合能力强，细胞层数多，叶绿体数目多，叶绿素含量高，光电子传递快，捕获激发能的效率高（图3、图4、图5）[华北农学报，2016，31（2）:120-124]；光吸收能力强，空间和群体光合高，光合速率比对照品种高出15%~25%（图6、图7）；节间和颖壳细胞层较厚，维管束数目多，面积大，“流”能力强（图8、图9）[华北农学报，2016,31（5）：134-139]；灌浆速率快，物质积累量和转运率高（图10、图11、图12）[河南农业科学，2018，47（6）:13-17，97]，适合黄淮麦区气候，高产高效。
图3 不同小麦品种叶片PSII最大光化学效率（Fv/Fm）比较
图 4 细胞层数和叶绿体特征
图 5 不同小麦品种生育前期叶绿素含量（SPAD 值）变化特征
图6 不同小麦品种生育前期光合速率变化
图 7 不同小麦品种不同生育时期穗部Fv/Fm变化特征 图 8 不同小麦品种开花期颖壳横切面结构特征 图9 不同小麦品种不同生育时期穗部光合速率变化特性 . 图 10 不同小麦品种越冬期干物质积累特征 
图12 不同小麦品种籽粒灌浆速率变化比较 2013-2014年参加河南省水地冬水A组区试，12点汇总，11点增产，1点减产，平均增产点率91.7%,平均亩产580.9公斤，比对照品种周麦18增产3.98%，极显著，居15个参试品种的第9位。
2014-2015年参加河南省水地冬水A组区试，10点汇总，9点增产，1点减产，增产点率90.0%平均亩产547.3公斤，比对照品种周麦18增产6.11%，显著，居14 个参试品种的第7位。
2015-2016年度参加河南省冬水A组生产试验，14点汇总，14点增产，增产点率100%，平均亩产540.5kg, 比同组对照周麦18增产6.1%。
2017-2018年度参加国家黄淮南片冬麦区区域试验早播组,平均亩产482.5公斤,比对照周麦18增产4.91%,极显著,21点汇总,17点增产≥2%,比对照增产≥2%的试点率81%。居早播组（第2组)区试18个参试品种的第5位。
2018-2019年度续试，平均亩产597.1公斤，比对照周麦18增产6.2%，极显著,21点汇总，20点比周麦18增产≥2%，比周麦18增产≥2%的试点率95.2%。比第2对照百农207增产9.08%，比百农207增产≥2%的试点率95.2%。居早播组第2组区试18个参试品种的第3位。区试二年平均亩产539.8公斤,比对照周麦18增产5.56%。二年汇总42点次，37点次增产≥2%，比对照增产≥2%的点次率88.1%。
2019-2020年度生产试验，平均亩产602.8公斤，比对照周麦18号增产7.32%，汇总23点23点增产，增产点率100%。比对照增产≥2%的点次率100%。
百农4199区试生试总计三年67点次，比周麦18增产≥2%点次62个，比周麦18增产≥2%的试点率92.54%。2018-19年区试，在新乡县区试点产量高达753.3kg/亩。
五、百农4199面粉风味佳
2014年区试混合样品质分析结果(郑州)，蛋白质14.05%，容重801g/L,湿面筋含量26.8%，降落数值504s, 吸水量62.9mL/100g,形成时间3.7min,稳定时间4.2min,弱化度120.0F.U,出粉率73.1%，沉淀指数74mL,硬度66.0Hl,白度73.0%。
2015年区试混合样品质分析结果(郑州),蛋白质13.44%，容重822g/L,湿面筋26.8%，降落数值455s，吸水量61.4mL/100g,形成时间1.9min,稳定时间6.5min,弱化度50.0F.U,出粉率72.4%，沉淀指数78mL,硬度64.0HI,白度73.6%。
百农4199属优质中筋类型。2014年、2015年区试混合样品质分析两年平均结果（郑州），蛋白质13.75%，湿面筋26.8%，容重812 g·L-1，降落数值480 s，吸水量62.2 mL·100g-1，形成时间2.8 min，稳定时间4.4 min，弱化度85.0 F.U，出粉率72.8%，沉淀指数76 mL，硬度65.0 HI，白度73.3%。
百农4199面粉香气物质成分丰富，风味突出。使用固相微萃取技术对百农4199面粉进行萃取后，经过香气成分的SPME/GC-MS鉴定，得到百农4199面粉香气成分的总离子流色谱图，如图3-1。共鉴定出主要香气成分37种，其中醇类12种，烃类11种，醛类5种，苯环类5种，杂环类3种，酸类1种，共六大组分香气物质。
图11 百农4199面粉香气成分总离子色谱图 六、百农4199抗性鉴定
2014年、2015年经河南省农科院植保所两年接种鉴定：中抗条锈病，中感叶锈病、白粉病和纹枯病，高感赤霉病。
2018年/2019年经中国农科院植保所抗病性鉴定结果，条锈病：近免疫/慢，纹枯病：中感/高抗，叶锈病：中感/高感，白粉病：高感/高感，赤霉病：高感/高感。
七、百农4199适宜种植区域
该品种在中高等肥力区适于早播，在河北邢台、山东济南以南、湖北随州、安徽怀远以北的陕西、河南、安徽、江苏、河北、山东等广大区域均可种植。 作者简介：李淦，河南科技学院高级实验师。从事小麦育种科研与教学工作20年，是国家科技进步一等奖主要完成人，河南省科技进步一等奖、农业部优秀创新团队奖获得者，河南省科技创新先进个人，学校优秀共产党员、优秀教师、文明教师。协助茹振钢教授培育推广了百农矮抗58、百农4199、百农418、百农5933等一系列高产广适优质小麦新品种。最新培育百农1316、百农8822、百农5819、百农8399、百农9558、百农5916等小麦新品种。先后主持国家重点研发计划子课题“多抗育种新材料创制与新品种培育”、农业部农作物品种试验等项目12项。发表学术论文14篇。
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