|
各位老师，大家好!
我是“一麦众承”11组-“人勤麦香”的组员郑炜君，按照组长马翎健老师的安排，今天代表“人勤麦香”小组值日。本组组长是马翎健老师，组员有陈新宏老师、范春燕老师、张慧成老师、刘宏伟老师、肖群老师、王春平老师、王丽娜老师、郑继周老师、兰彩霞老师和牛娜老师。
非常感谢 “一麦众承”这个平台，给大家一个互相学习、沟通交流的机会。每天拜读各位老师的文章，学到了很多育种相关知识和经验，受益匪浅，感谢各位老师。本次值日，我向各位老师汇报一下我们在小麦耐热种质筛选方面的一些工作，不当之处，请大家批评指正。
1、高温对小麦产量的影响
小麦籽粒适宜灌浆温度在20-25℃，日均气温超过30℃的短暂高温天气则对籽粒粒重增重不利，进而影响产量。有关研究表明，温度每上升1℃，全球小麦产量估计会下降6%。在中国，小麦籽粒灌浆期常常出现在30℃以上的高温天气，特别是在黄淮海主产区易产生干热风，其危害范围甚至超过了该区域小麦种植面积的2/3以上，使全国小麦减产10%—20%。为了应对高温对小麦产量的负面影响，采用有效的鉴定方法，筛选耐热小麦种质，特别是灌浆期的耐热种质，是培育耐热小麦新品种的关键。
2、小麦耐热种质资源的筛选
2018年-2019年，我们对收集的321份小麦种质材料进行繁殖，重点记载抽穗期、开花期、生育期、株高等信息。2019年-2022年，我们根据调查的各小麦材料生育期的早晚将试验材料分为早熟（106个）、中熟（105）和晚熟（110个）三种类型，三种类型材料的开花期间隔为2天左右。我们将三种类型材料分别种植在未上膜的大棚中和旁边紧邻大棚的空地。全生育期进行防杂草、防病、虫处理，消除杂草、病虫害对小麦千粒重的影响。每年在三个棚内小麦灌浆中期（依次开花15天后），分别上棚膜，创造高温处理条件，对小麦材料进行高温处理（图1）。高温处理15天后去除棚膜，处理和对照材料在大田环境下继续生长，直至成熟。小麦在成熟后随机选择30个大小长势均一致的主穗，脱粒，统计千粒重。利用千粒重的BLUP值计算热敏感指数（heat susceptibility index HSI）。热敏感指数计算公式如下：HSI=[(1-TGWH/TGWC)/(1-XH/XC)]，其中为TGWH某一小麦材料在胁迫环境下的千粒重，TGWC为对照环境下的千粒重，XH为所有参试材料在热胁迫环境下千粒重的平均数，XC为所有参试材料在对照环境下千粒重的平均值。以HSI为耐热评价指标，标准如下：HSI＜0.5为极耐热材料，0.5≤HSI＜1为中等耐热材料，1≤HSI＜1.5为中等敏感材料，HSI≥1.5为极敏感材料。
图1 田间遮棚高温处理
为评价试验的高温处理措施是否有效，对所采集的正常对照组和高温处理组的平均温度、最高温度、最低温度进行了差异分析(表1)，结果发现高温处理组与正常对照组生长环境之间温度存在明显差异。高温处理组的大气平均温度为23.2℃，比正常对照组平均温度高出2℃；高温处理组日最高温度为34.8℃，比正常对照组高出2.3℃；高温处理组最低温度为14.7℃，比正常对照组高出1.4℃。这说明遮棚处理达到了预期设置高温处理的效果。
表1 灌浆期正常环境和高温环境温度变化
***表示达到极显著差异（P＜0.001）
结果表明，在高温条件下的高温胁迫处理组千粒重与对照组相比显著降低（表2），从而证实了了高温在籽粒灌浆阶段明显抑制了小麦籽粒干物质的积累，并由此直接导致了千粒重的下降。 表2 灌浆期热胁迫对小麦千粒重的影响
根据热敏感指数公式计算各试验材料的千粒重热敏感指数（表3）。在321份小麦材料中，极耐热、中等耐热、中等热敏感、极热敏感的种质资源分别为22、151、122和26份，分别占6.85%、47.04%、38.01%和8.10%。所有参加试验的材料耐热性存在明显差异，其中多数属于中间型（中等耐热、中等热敏感）材料。
表3 小麦种质的耐热性评价
千粒重是小麦产量三要素之一，其高低会直接影响小麦品种的丰产性。千粒重的品种一般籽粒较大，灌浆时间较长，更易受到高温胁迫的危害。在耐热品种选育中，为达到耐热和高产相结合的育种目标，在亲本选择中应综合考虑材料在正常条件下的产量潜力，及其应对胁迫环境的稳定性。通过对获得的321份小麦材料的千粒重和千粒重热敏感指数进行综合分析，从中筛选了千粒重大且热敏感指数低的47份优异耐热小麦种质（表4）。 表4 筛选的高产潜力的耐热小麦种质资源
作者简介：郑炜君，副教授，硕士生导师，西北农林科技大学农学院。从事小麦育种和抗逆基因挖掘工作；参与审定小麦品种2个。主持国家自然基金，省重点研发计划、国家重点研发子课题等科研项目4项，获批国家发明专利1项，邮箱:zhengweijun@nwafu.edu.cn。 |
