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强筋小麦育种实践、目标性状探讨

 洋溢九洲 2023-07-11 发布于河南

各位老师好!我是“一麦众承”9组董昀,受组长委托作值日发言。我们组(9组麦舞徽韵)有:金彦刚、曹文昕、卢杰、王静、张帅垒、张坤普、翟亮、朱军祥、徐向阳、谢德庆、杨蕾、刘方方、刘宝龙、孔长江、严康、岳维云、李前进、曾庆东、季中武老师。感谢陈红敏老师的辛勤付出!今天我想通过强筋小麦新麦26选育应用,浅谈黄淮南片麦区,强筋小麦育种的一点认识。

一、强筋小麦育种思路的提出

1995年我国提出提高小麦品质,满足人们不断提高的生活需求,小麦品质育种引起我们的重视,当时搞小麦品质育种的单位很少。2000年课题主持人赵宗武提出搞强筋小麦育种,我们到河北藁城农科所拜见了韩然老师,中国农科院刘秉华老师,和中国农大刘广田老师,并且征集了一些强筋小麦育种材料,2001年用征集来的强筋材料同我们育成的中强筋小麦品种新麦18杂交,在后代筛选中,发现了新麦18/济南17这个组合的后代单株沉降值普遍高,保留较多的单株和株系,在F4代进行粉质化验,多个品系稳定时间达到20分钟以上,(对照藁8901的10分钟),经过F5、F6产量和品质比较权衡,确定参试品系,定名新麦26。

二、材料的创新利用

小麦种质资源的改造利用,是各种不同育种手段进行新品种选育与改良的物质基础。我国强筋小麦的种质资源少,农艺性状差,强筋小麦育种工作开展时间晚,材料的创新改造利用比高产品种难度大。特别是在黄淮南片冬麦区,育成适应本区域的半冬性、高产、强筋小麦品种难度更大。

1987年新乡市农科院用当时生产品种豫麦2号为母本,百泉3199为父本杂交,F1种子进行穿梭育种。1997年河南省农科院用该组合育成审定了豫麦47,新乡市农科院育成了新乡3577小麦品系。豫麦47与强筋小麦PH82-2-2杂交,育成了强筋小麦品种郑麦366。新乡3577与中间材料C5杂交,创造了矮抗、抗病、多穗型中间材料(C5/3577)F3d1,用该材料与新麦9号杂交育成了新麦18、新麦19。

其中C5是由V·P·M/moission与新乡3380杂交选育而成的中间材料,其血缘中V·P·M/moission引自法国,有偏凸山羊草的抗病基因,抗条锈、白粉病,且含有5 10高分子量麦谷蛋白亚基,新麦18的育成与创新材料(C5/新乡3577)F3d1有直接关系。

济南17是用鲁麦13和临汾5064杂交选育而成,鲁麦13含有以日本品种小罂栗作为半矮秆株型的Rht1,Rht2一矮生基因源,以智利的欧柔、罗马尼亚的洛夫林13等为早熟、抗病基因的供体,以本地高产品种白蚰包麦为丰产基因的供体,采用多亲本渐近杂交法与水旱地鉴定法,育成了抗旱高产品种。临汾5064是由高产抗倒品种晋麦30和澳大利亚优质高蛋白抗病春小麦品种mintor杂交选育的,品质性状主要由mintor遗传而来,是一个较好的优质强筋材料,由临汾5064作亲本育成多个强筋品种,济南17的品质性状由临汾5064遗传而来。

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三、新麦26品质性状

1 新麦26品质性状 

从(表1)可以看出,新麦26硬度指数为64-67.5,容重784-788g/L,蛋白质含量为15.46-16.04%,湿面筋含量为31.3-32.3%,沉降值为63.0-70.9ml,稳定时间为16.1-38.4min, 吸水率63.2-65.6%,拉伸面积158-194cm3, 延伸性164-189mm,最大抗延阻力628-898EU。反映出新麦26蛋白质含量高,吸水率高,沉降值高,稳定时间长,具有较好的营养品质,加工品质。综合品质指标超过国家强筋小麦品质标准,通过直接加工或配粉可生产高档面包、主食面包等食品。

从(表2)可以看出,新麦26在不同区域、生产条件下品质较好,各项品质指标高,而且变异系数(CV)较小,说明在不同区域内品质相对稳定。从表1、表2各项品质指标的结果可看出:新麦26在不同区域、不同年份,加工品质相对稳定,其品质性状是由遗传基因决定的,受外部环境条件的影响较小。

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2.新麦26品质性状分析

​2009年对新麦26、新麦18、济南17在同一地块取样测定,结果如下(表3)。新麦26品质性状的遗传是双亲基因互补、累加的结果,沉降值、吸水率、稳定时间三个指标具有超亲遗传效应,麦谷蛋白亚基组成为Glu-A11、GLu-B17 9、GLu-D15 10,其影响加工品质的5 10亚基是我国品种少有的。从基因上分析:新麦26既有当地主推小麦品种的遗传基因,又有国外抗病优质小麦基因;从血统上分析,新麦26有本区域内高产优质抗病的遗传基因,又有国外日本和澳大利亚材料抗病优质遗传基因。因此新麦26品质性状属互补超亲遗传,尤其是产量和品质两个负相关性状的选择有较大突破 。

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四、强筋小麦育种目标的制定

黄淮南片冬麦区是小麦高产区域,也是强筋小麦的适宜种植区域。新麦26作为该区域强筋小麦生产的标杆品种,产量水平、品质指标已被生产者、粮储企业、加工企业高度认可。但和高产中筋品种相比,农艺性状、抗病性、抗逆性、抗倒性、灌浆特性等还有一定的差距。

1.适应市场和生产需求

强筋小麦育种目标总体是围绕市场需求,适应生产而制定,品质指标达到加工企业要求,生产上保证生产者利益,即产量水平较高,比高产品种产量低不超过40公斤左右,收购价格高于中筋品种(普麦)0.1元以上,这样生产者才有积极性;基于品质指标的不同,超强筋品种(稳定时间20分钟以上)和一般强筋品种收购价格差异较大,只有在推广应用过程中才能检验是否适应生产和市场需求。

2.生态适应性

基于本区内气候条件,生态特点,小麦选育的目标应为:半冬至弱春性,中早熟,大穗兼多穗、多粒,中等粒重;抗冬冻耐春寒,叶功能期长,抗干热风;农艺性状要求茎杆弹性好,叶小直,株形紧凑,抗倒伏能力强;高~中等的水平抗病能力;子粒商品性好,在稳定提高产量的同时,改善品质性状,产量水平达到550公斤/亩以上,品质达到优质专用。

3.品质性状的选择及方法

  品质育种必须与产量、抗性提高相结合,加工品质与营养品质兼顾,重点放在烘烤品质和蒸煮品质的兼顾上。我区是强筋小麦和中筋小麦生产区,历来生产的小麦子粒饱满、商品性好,在天气较好年份,很多中筋品种的品质指标达到了中强筋品种品质指标,中强筋品种达到强筋品种品质指标,所以对于品质指标的把控上,要从单株F1-F3代的湿面筋(30%以上)含量和面筋指数(90%以上),到F4代以后的品系品质分析,吸水率60%以上、稳定时间12分钟以上,拉伸面积100cm2以上,多年多代品质指标相对稳定,在后代性状稳定的时候,送给品质权威部门或加工企业给出比较全面的品质评价,做到心中有数,在全面提高品质的前提下,重视优质专用性能。

在强筋小麦育种上,首先是引进强筋小麦育种材料,利用携带(1D)5 10高分子量麦谷蛋白亚基的材料易于育成烘烤品质好的品种,但该类材料大多产量低、农艺性状差不好直接利用,应重视改造利用中间材料,阶梯杂交逐步改造提升强筋材料的生产性状,保持强筋材料的品质性状。二是建立一套杂交后代选择和鉴定品质的快速、准确、微量的分析检测手段,把握优质组合后代选育方向,提高选育优质小麦品种蛋白质的质量。目前我们比较认可,

早代使用面筋指数仪测定单株的湿面筋含量和面筋指数,后代品系利用粉质仪分析吸水率和稳定时间。

4.农艺性状和抗病抗逆性的改良提高

与高产品种相比,强筋品种的农艺性状还有很大的改良空间,在材料利用和后代选育上应注重提高强筋小麦的农艺性状,在保持品质的前提下,提高适应生产的能力。

(1)株叶型

紧凑型小麦具有单茎占居空间少,叶片上冲,田间遮荫程度低和光能利用率高等特性。选用合理株型的目的有两个:一、改变植株的受光态势,使每个个体更充分、更有效地利用有限光能;二、协调群体内各个个体间的竞争,使单位面积穗的容量增加。

(2)茎杆质量

茎杆的抗倒能力是进一步提高产量的基础,在目前成数较多的情况下,更应提高茎杆质量。在茎杆要求上,一是茎杆粗壮,杆壁厚,且坚韧,有弹性;二、高矮适中,株高75-80厘米之间为宜,过高不耐肥抗倒,过矮则叶片丛生,不利通风透光,病害加重,籽粒饱满度差,稳产性差,单茎生物产量低,群体生物量减少,产量增加困难。

(3)抗病性

黄淮南片麦区小麦病害主要是条锈病、叶锈病、白粉病、赤霉病、纹枯病等,在育种实践中品种的抗病性能兼抗多种病害和多个生理小种的材料很少,对照品种审定要求,在条锈病和赤霉病不同时高感的情况下,可以通过审定。在生产上通过防治可以有效控制病害的大面积发生,我们对抗性的选择上,不但要注意垂直抗性(显性基因控制的病害)材料的选择,更要注意水平抗性材料的利用,注意耐病的品种选择。

(4)抗逆性

抗寒性,黄淮南片麦区冬春季常出现寒流袭击,小麦品种必须具有一定的抗冻耐寒能力,特别是倒春寒的危害,目前生产上的强筋品种大多抗倒春寒能力一般或较差,应注重该性状的提高选择。对干热风危害,本区域发生频率约为10有7、8,对小麦稳产威胁较大,应对其有一定的抗性。抗旱性,小麦生长期间,时有干旱发生,品种必须具有一定的抗旱能力。另外,由于后期雨水较多,成熟期遇雨极易穗发芽,应具有一定的抗穗发芽能力,颖壳紧闭,不易脱粒的性状,较抗穗发芽,应注意这类材料的选育。耐肥抗倒性状的选择应从株高、茎壁厚度,各节间长度配制、根系发达程度四个方面考虑,应选择茎杆粗壮,壁厚韧性好,下部节间短,根系发育好,活力强,不早衰的材料。

抗病性抗逆性最终都综合表现在千粒重和穗粒数的稳定上。因此,要注意对千粒重和穗粒数稳定的选择。

以上为粗浅认识,望各位指正探讨。

作者简介:董昀,男,汉族,1966年4月生,河南省辉县人,无党派人士,新乡市农科院小麦研究所研究员。从事小麦育种28年,参与育成有影响力的品种有新麦9号、新麦18,以主要完成人育成了超强筋小麦新麦26。以第一作者发表研究论文22篇,获得河南省科技进步一等奖二项,二等奖三项,三等奖二项,地市级成果奖五项。参与国家、省部级科研课题研究22项,其中国家“863”高新技术研究2项;国家科技部科技支撑计划课题子课题2项;科技部农业科技成果转化资金项目2项;河南省“十五”、“十一五”重大科技攻关项目2项。

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