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矮杆多抗高产冬小麦“陇麦671”选育与体会

 洋溢九洲 2022-10-25 发布于河南

各位老师、同仁,大家好!

我是平凉市农业科学院任根深,很荣幸成为“一麦众承”大家庭的一员,按照“众人育麦”组长丁明亮老师安排,今天由我代表25号组值日。“众人育麦”组员还有庞斌双、张容、雷格丽、万映秀、刘志勇、陈春环、王中兴、王道文、王伟、任勇、邓平川、李停栋和赵继新十五位老师。非常感谢“一麦众承”小麦研讨大平台,凝聚起全国的小麦同仁,进行资源和经验交流、分享育种成果,为我国粮食安全、小麦生产多做贡献。我自1987年大学毕业以来,坚持小麦育种三十五年,主持育成冬小麦新品种13个。今天,我想和同行分享矮杆多抗高产冬小麦“陇麦671”选育与体会,不妥之处,敬请批评指正!

我国干旱半干旱地区约占国土面积的一半,其中耕地面积占到全部耕地的三分之一,小麦是我国干旱半干旱地区的主要粮食作物,干旱缺水是旱区小麦生产最重要的限制因子。为从源头上保障粮食安全,持续稳定发展小麦生产,培育“抗旱节水、丰产优质”兼容性新品种,是解决小麦生产中干旱缺水问题最直接、最有效的途径。为此,我们以“三抗一丰、三省一优”为总育种目标,联合攻关,水旱穿梭,经多年艰辛努力,选育出矮秆多抗高产冬小麦新品种陇麦671,2022年3月通过甘肃省农作物品种审定委员会审定(审定编号:甘审麦20220010)。

1 遗传基础与选育模式

1.1  亲本来源及选配

亲本材料是育种的物质基础,选配组合是育种成败的关键所在。陇麦671是采用多亲本基因源阶梯式聚合杂交,以“三抗一丰、三省一优”为育种目标,按“一稳二攻三提高”的技术路线,选配杂交组合“平凉43号/中41-42”,通过异地鉴定,水旱穿梭,联合选育而成的矮秆多抗高产冬小麦新品种(详见图1)。

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⑴ 平凉43号:是用长武县农技中心育成的长武131做母本,以82(51)-9-5-3-2为父本杂交选育的冬小麦。长武131是陕西长武县农技中心以(7014—5/中苏68)F1//F16—71为组合选育而成的冬小麦品种,冬性,中早熟,株高85cm,大穗大粒硬质,千粒重52.0g,蛋白质含量14.2%,杆粗抗倒伏性好,抗条中17、19~29号小种,高抗黄矮病和红矮病,丰产稳产性好,配合力高。82(51)-9-5-3-2是自甘肃省农科院植保所引进的抗锈材料,表现为强冬性,矮杆(80㎝),抗倒伏,株型紧凑,高抗条锈病,穗大粒多,穗层整齐,小穗排列紧密,丰产性好,叶色深绿,茎叶腊质层厚,抗冻抗旱性好,较晚熟,红粒粉质。

⑵ 中41-42:系天水市农业科学研究院中梁试验站引进的抗病材料,据核查其组合为:中2/红芒早//沈373/中5,2006-2007年两年连续鉴定,条锈病免疫,白粉病中抗至免疫,千粒重42克,红粒硬质,抗冻抗旱,中晚熟,高抗锈病,抗逆性强,穗大粒多,小穗排列紧密,丰产性好,叶色深绿,茎叶腊质层厚,较晚熟,落黄性较差。

1.2 选育程序

针对陇东地区地形复杂,干旱少雨,病虫危害严重,地方经济脆弱,及后期干热风和倒扶频发的特点,2011年以自育的抗旱耐寒,分蘖力强,成穗率高,结实性好、抗锈抗倒、大穗高产良种平凉43号做母本,以外引天水市农科所中梁试验站创制的优异抗锈材料“中41-42”为父本杂交,在平凉水旱试验点上,按照育种目标,通过水旱协迫、异地鉴定,在“寒旱多病、晚霜冻害、后期干热风和抗倒伏”的强大自然选择压力下,采用系谱法连续选育。杂种后代群体F1表现植株健壮、株型紧凑、高抗条锈、优势明显,全区混收脱粒。F2大群体分离世代选择单株50个,经室内严格考种决选保留优异单株16个;F3至F5连续进行自然淘汰和人工选择,于2016年选育出遗传稳定的冬小麦新品系TW2016-671。2016-2018年进行冬小麦新品系鉴定、品比试验;2018-2021年参加省陇东片区试和生试(定名:陇麦671)。


2 区域及生产试验产量

2019-2020年陇东片冬小麦区试,两年平均亩产332.1kg,比统一对照陇育4号平均增产12.2%,增产点率100%。其中,2019年度6个点全部增产,平均亩产366kg,比对照陇育4号增产11.1%,2020年7个点全部增产,平均亩产314.9kg,比对照陇育4号增产12.4%。2021年陇东片生产试验6个点全部增产,平均亩产459.3kg,较统一对照陇育4号增产22.4%,位居5个参试品种的第一位。

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               图2   陇麦671生产试验表现

3  主要特征特性

冬性,幼苗半匍匐,苗期长势好,穗纺锤型,长芒,白壳,白粒,籽粒半角质,饱满度好。株高85.2cm,穗长6.2cm;小穗数平均15个,穗粒数平均33.4粒,结实性好;成穗数平均41.0万穗,千粒重平均33.0g,容重平均802.0g/L,2020-2021年经甘肃省农科院农业测试中心和农业农村部谷物品质监督检验测试中心检验:籽粒粗蛋白含量(g/100g,干基)16.2,赖氨酸含量(%,干基)0.36,湿面筋含量(%,14%水分基)37.4,沉淀值(ml,14%水分基)44.0;吸水量(ml/100g,14%湿基)65.5,形成时间(min)4.0,稳定时间(min)4.4,拉伸面积(cm2)74,延伸性(mm)235,最大拉伸阻力(EU)216。分蘖力强,成穗率高,株型紧凑,穗层整齐,穗多粒多,抗倒性好,抗条锈病,慢叶锈病,耐黄矮病,抗旱指数0.975,抗旱抗寒,茎叶功能期长,成熟落黄好,生育期275天。

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           图3  陇麦671(植株、穗、籽粒)


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​             图4  陇麦671(苗期、灌浆期)

4 配套栽培技术要点

前茬收获后应及时深耕灭茬,雨后耙耱,精细整地。重施基肥,巧施追肥,播前每亩施农家肥3000~5000kg,尿素8.5kg,磷酸二胺25kg。早春视苗情、春旱状况可追施尿素6.5kg/亩。灌浆初期喷施0.1~0.2%的磷酸二氢钾。冬前11月中旬喷施除草剂,早春及时干耧湿锄增温保墒,提高土壤养分利用率。陇东地区旱地抢墒9月中下旬适期早播,播量12.5~15.0kg/亩为宜,山塬旱地最好采用宽幅匀(沟)播种植方式;地膜种植于9月25日到10月10日播种,播量12.0~13.0kg/亩,以达到抗旱抢墒、苗全苗壮之目的。返青期适时适墒镇压,中耕锄草,中后期加强田间管理,促控结合,及时防虫治病,实施全程保健栽培。成熟时及时收获,避免阴雨天气造成产量损失,丰产丰收。

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            图5   陇麦671(大田生产表现)

5 育种体会

5.1 加强小麦基因源的拓宽,尽量利用一级基因源,努力在二级和三级基因源中发掘和利用新基因,不断补充外源的有益基因。陇麦671利用多亲本集成,组合内含有天兰偃麦草和中间偃麦草的优异抗病基因资源,中-2和中-5八倍体小偃麦对条锈病和白粉病具有较强的抗性遗传力。

5.2 亲本材料的遗传基础是决定育种成败的关键。骨干亲本要选用经加工改良后综合性状优良,配合力高的品种或稳定材料;要善于创造和利用中间材料,体现搭梯上楼的育种策略,实现基因的广泛重组,提高杂合体的遗传水平。

5.3 干旱缺水导致减产的关键因素是粒重和株高下降率过大,根系浅且量小。为此,在抗旱性选择方面,要以主攻单株粒重为主,突出籽粒饱满度,缩短基部节间,增长穗下节距,突出茎秆坚韧度,根系多而壮,成熟时手拔费力,根深活力实足。这在抗旱育种实践中是切实可行的。

5.4 针对旱地小麦产量潜力与水资源匮乏的矛盾、及其高产与抗旱节水脱节的实际情况。多年育种实践表明,在干旱胁迫高强度选择的基础上,对杂交后代不同世代进行水旱交替胁迫、多点穿梭选育,以综合产量为主,实行多点均衡品比筛选,丰年(水地)看潜力,灾年(旱地)看抗性,可大大提高杂种后代选择的准确性和时效性(如图6所示)。

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      图6   小麦杂种世代水旱胁迫交替选择流程

作者简介:任根深,1987年毕业于甘肃农业大学,三级研究员。2005年入选甘肃省跨世纪学术带头人“555创新人才工程”第一、二层次人选,2006年入选平凉市“222创新人才”,2006年享受国务院政府特殊津贴,甘肃省评标专家库专家,甘肃省科技奖评审专家,2009年被授予第四批“平凉市优秀科技人才”荣誉称号,2017年入选平凉市第一层次科技领军人才,2019年享受甘肃省高层次专业技术人才津贴。甘肃省农业专家咨询团和省小麦产业技术体系成员。主持育成平凉39、40、41、42、43、44、45号,西平1号、陇麦079、普冰151、陇紫麦2号、陇麦479和陇麦671等十三个冬小麦新品种。主持完成科研项目27项,获国家、省、地(市)厅科技奖23项,通过省级技术鉴定验收成果登记的5项。在省级以上刊物发表学术论文35篇,参加编写完成著作二部,编写省级地方标准四项。

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