黄淮南片小麦新品种表型特点及育种现状浅析

李爱国，宋晓霞，吴春西，赵月强，张文斐，王改革

(漯河市农业科学院，河南漯河 462300)

小麦是世界性的重要粮食作物，其种植面积、总产量和总贸易额均居各类作物之首。小麦生产在我国国民经济和人民生活中占有十分重要的地位。不断培育并推广应用高产、优质、多抗、广适的小麦新品种，对国民经济的发展、人民生活的改善、粮食安全的保障有着十分重要的意义[1，2]。黄淮南片麦区是我国第一大麦区，横跨河南全省(除信阳、南阳部分地区)、安徽北部、江苏淮北地区和陕西关中地区，常年麦播面积866.7万公顷左右，约占全国麦播面积的30%。多年研究认为，小麦遗传改良、进行品种更换，可提高小麦产量20%～50%[3～5]。冬小麦试验包含品种比较试验(预试)、区域试验和生产试验三个阶段，连接着育种和生产，既是对育种家最新育种成果的鉴定，又是种子管理部门对新品种特性、应用价值、适应地区及其进入实际生产前高产稳产性的最后检验，其结果直接作为品种审定的基础依据，与企业经营、良种推广、农业生产和种业发展密切相关[6～8]。本文根据2017-2018年度(下称“本年度”)国家冬小麦黄淮南片比较试验结果，对参试品种的产量、品质性状进行系统分析，总结当前小麦新品种的特点，以期为今后一段时间的小麦育种提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验设计

参试品种为河南、陕西、山东、江苏、安徽、北京等6个省份98家育种单位(或个人)提供的188个小麦新品种。23个试验点分别设在河南省(11个)、安徽省(6个)、江苏省(4个)、陕西省(2个)。播期为10月5～15日，基本苗为240万～270万株/hm2。参试品种设置为16组，除第16组为8个品种外，其余每组12个品种，间比法排列，每间隔3个参试品种设一对照(例如：A组12个品种，排列方式为A1-A3，CK，A4-A9，CK，A10-A12)。小区面积13.34 m2，对照品种为周麦18。生育后期不防治病害，其它田间管理措施同当地大田生产。

1.2 性状调查

农艺性状调查按照“农作物品种区域试验技术规程(小麦)”附录记载标准进行记载，抗病性鉴定按照《小麦抗病虫性评价技术规范》系列标准进行，由中国农业科学院植物保护研究所完成。

1.3 数据处理

数据来源于2017-2018年度国家冬小麦黄淮南片品种比较试验总结，采用Microsoft Excel 2007进行分析。

2 结果与分析

2.1 参试品种的产量性状分析

与周麦18(CK)相比，本年度参试品种表现出“三增两减”的特点。即：生育期延长、株高增高、有效穗增加，千粒重、穗粒数减少。从整体表现看(表1)，参试品种的平均产量为7080.0kg/hm2，比CK高46.5 kg/hm2；全生育期219.0 d，比CK(218.7 d)延长0.3 d；株高77.6 cm，比CK(77.2 cm)高0.4 cm；有效穗580.5万/hm2，比CK(555.0万/hm2)多25.5万/hm2；千粒重42.6 g，比CK(43.4 g)低0.8 g；穗粒数31.6粒，比CK(32.4粒)少0.8粒。从具体品种分布看，59.0%(111个)的品种产量高于CK，65.4%(123个)的品种全生育期比CK延长，56.9%(107个)的品种株高高于CK，86.7%(163个)的品种有效穗数多于CK，59.0%(111个)的品种千粒重低于CK，75%(141个)的品种穗粒数低于CK。

表1 参试品种的产量性状分析

2.2 参试品种品质性状分析

参试品种的平均蛋白质含量14.3%，湿面筋含量28.6%，吸水率60.0%，稳定时间6.1 min，容重804.7 g/L，形成时间4.6 min，延伸性148.4 mm，弱化度96.6 FU.，出粉率69.8%(表2)。单项指标符合强筋、中强筋的品种数较多，但综合指标达标品种较少，仅谷神麦19、新农9799等5个品种达到强筋小麦标准，泛麦26、新麦58等12个品种(6.38%)达到中强筋小麦标准。从单项指标看，88.3%的参试品种蛋白质含量≥13.0%，达到中强筋小麦标准，53.2%的品种湿面筋含量≥28.5%，达到中强筋小麦标准；72.9%的吸水率≥58.0%，达到中强筋小麦标准。对稳定时间≥7.0 min、达到中强筋标准的54个品种的拉伸特性测定，28个品种拉伸面积≥80 cm2，达到中强筋小麦标准；36个的品种最大拉伸阻力≥350 E.U.，达到中强筋小麦标准。

表2 参试品种的品质性状分析

2.3 参试品种抗病性状分析

抗病性统计分析结果(表3)表明：无品种对4种病害抗性同时达到中抗及以上级别(MR+表示，下同)水平，仅郾丰169、泰禾麦6号、郑大171等3个品种对3种病害抗性达到MR+；丰大1665等90个品种对2种病害抗性达到MR+；丰大1664等72个品种仅对1种病害抗性达到MR+；梦麦3号等23个品种对所有病害的抗性均未达到MR+。

表3 参试品种抗病性鉴定结果(一)

从单一病害来看，参试品种条锈病、叶锈病抗性表现较好，分别有147、107个品种对其抗性达到MR+；赤霉病、纹枯病抗性较差，仅有郑麦172、郾丰169、光泰88、西农172等4个品种中抗赤霉病，泰禾麦6号、郑大171、博麦2号等3个中抗纹枯病(表4)。

表4 参试品种抗病性鉴定结果(二)

2.4 参试品种的育种特点分析

2.4.1 育种方法、单位类型及地域分布特点

由表5可知，当前的小麦育种仍以传统杂交为主，单交、复交共计选育品种178个，占比高达94.7%；其它方法选育品种较少。

对育种单位(10个由两个育种单位共同推荐参试的品种按照第一推荐单位统计)，进行地域分析(表5)，河南育成品种最多，北京最少。河南、安徽、陕西、江苏、山东和北京育成品种占比分别为59.0%、17.6%、8.0%、7.5%、4.8%、3.2%。育种单位类型分析结果表明：种子公司已经成为小麦育种的主力军，育成品种最多，达99个，占比为52.7%，其次为科研院所及高校等公益性科研单位，两者占比为41.2%。前20名的育种单位选育了91个新品种，占比高达48.7%，育种优势单位较为集中。其中，西北农林科技大学居首位(15个)；其次为河南黄泛区地神种业(8个)、河南省农科院(7个)；河南省漯河市农科院、安徽省农科院、中国农科院作物所均为5个；郑州大学、河南郾丰种业、江苏淮阴农科所、山东农业大学各为4个。

表5 参试品种的选育方法及育种单位分析

2.4.2 育种手段及亲本资源利用特点

表6 排名靠前(育成品种数≥4个)的亲本资源利用情况分类

3 讨论与结论

3.1 新品种农艺性状表现出生育期延长、株高增加、有效穗增加，千粒重、穗粒数减少的特点

与周麦18(CK)相比，参试品种的全生育期比CK延长0.3 d；株高比CK高0.4 cm；有效穗数比CK增加25.5万/hm2。这些变化虽有利于形成高产基础，但生育期的延长不利于后茬作物的播种，株高和群体的增加，提高了品种倒伏和遭遇病虫害的风险，应注意协调这些要素以达最高效益。

本年度参试品种均产为7080.0 kg/hm2，是近年来产量较低的年份。对比发现，2001～2015年[4，9]的国家审定品种均产为7524.0kg/hm2，2009～2017年参加黄淮南片小麦区试[10]的283个品种均产为7771.5 kg/hm2。这可能与本年度气候条件有关。受降雨量影响，本年度小麦播种延后15 d左右，灌浆中后期遇阴雨寡照，发生雨后早衰，叶片干枯现象，不利于灌浆，造成粒重严重降低，最终导致产量降低。

3.2 品质整体有所提升，弱筋、强筋品种比例依然较低

近年来，随着绿色通道、联合体等参试渠道的不断拓展，参试品种数量井喷，但依然以中筋品种为主，弱筋、中强筋品种占比依然较低。研究表明[4，5，9]，2001～2015年黄淮南片国家审定的弱筋、中筋、强筋小麦品种数量分别为2、102和22个，年均0.13、6.8和1.46个。2006～2015年[11]我国小麦生产区742个小麦品种中，弱筋、中筋和强筋(中强筋)品种比例分别为2.0%、68.7%和29.3%，年度间保持稳定。本年度188个参试品种中没有弱筋品种、中筋品种171个，中强筋(含强筋)品种17个，其分布比例与历年来小麦生产和小麦审定情况基本一致。

无论是参试品种的整体品质，还是中强筋的品质，本年度大部分的品质指标均有不同程度的增加。这可能与近年来供给侧结构改革及审定标准对中强筋品种的产量门槛明显降低，从而提高了中强筋小麦品种的选育积极性有关。2001～2015年[4，9]，126个国审品种的容重为795 g/L，蛋白质含量为14.2%，湿面筋含量为30.8%，稳定时间为5.1 min，吸水率为57.9%，最大抗延阻力为269 E.U.，拉伸面积为60 cm2。与之相比，本年度参试品种的容重提高10 g/L，蛋白质含量增加0.1%，稳定时间提高1 min，吸水率增加2.1%。18个国审强筋品种品质表现[5]为：容重798 g/L，蛋白质含量14.8%，湿面筋含量31.0%，稳定时间10.3 min，吸水率57.8%，最大抗延阻力443.4 E.U.，拉伸面积106.9 cm2。与之相比，本年度17个中强筋品种的容重增加了21.6 g/L，蛋白质含量增加了0.5%，湿面筋含量增加0.2%，稳定时间增加了4.4 min，吸水率增加4.7%，最大拉伸阻力增加118.8 E.U.，拉伸面积增加10.8 cm2。

3.3 抗病育种取得一定成绩，但抗赤霉病、纹枯病育种依然任重道远

锈病一直是黄淮麦区的主要病害，其抗性育种经验丰富，可以利用的抗性资源相对较多，加上近年来河南等省份小麦新品种审定时实施条锈病高感一票否决制，因此该地区的锈病抗性育种卓有成效。

近年来，赤霉病在黄淮麦区特别是河南省流行频率提高、为害损失增大，已成为小麦生产的常发性病害[12]。选育并大面积推广抗病品种成为目前小麦生产上较为迫切的任务。许峰等[13]发现导入来自望水白的4个抗赤霉病主效QTL的株系抗病性显著提高(病小穗率由59.1%降至12.2%，病粒率由44.2%降至6.3%)。张晓军等[14]研究发现了赤霉病高抗材料13份，中抗材料61份。这些抗病材料为小麦抗赤霉病育种提供了新的种质资源。崔德周等[15]基于90 K芯片SNP标记，检测到6个抗纹枯病的加性QTL位点，单个QTL的贡献率为3.24%～10.37%。这些实验室的最新研究成果如何与传统育种结合起来，进而使赤霉病、纹枯病抗性育种工作取得突破，成为今后一段时间亟待解决的问题。

3.4 商业化育种成绩斐然，但育种方法单一、亲本资源遗传基础狭窄

从品种育成单位的地域分布来看，在黄淮南片麦区，河南省小麦育种实力强大。2001～2012年[4]育成的82个国家审定品种中，河南省占比61.0%；本年度参试品种中，河南占比基本不变(59.0%)。

从育种单位类型来看，企业育种实力大增，已初步形成以市场为导向、企业为主体、产学研相结合的小麦商业化育种格局。科研院所育成品种曾分别是企业的3.94倍[4]和1.35倍[11]，而2018年河南省审定的小麦、玉米、水稻品种中企业占比达到73.7%[16]。本年度企业参试品种数较科研院所多22个，占比52.7%，依然是第一大类育种机构。这与近年来一系列供给侧结构改革政策的出台，特别是《国务院关于加快推进现代农作物种业发展的意见》的颁布实施，进一步明确了科研院所立足公益性基础研究，企业从事商业化育种，鼓励科研院所和企业加强人才交流合作，进而极大地增强了种子企业的商业化育种能力。

从育种方法及亲本利用的特点来看，传统杂交育种仍是主要育种方式，亲本资源遗传基础狭窄的问题更加严峻。2009～2017年，黄淮南片参试及审定品种亲本均以周麦系列(含其改良系，如矮抗58等)为主要种质[11]。本年度参试品种的亲本依然集中于周麦、百农、郑麦、淮麦等几个类型。周麦、百农系列合计占比34.1%，虽然该种质的应用对提高本区小麦的籽粒产量有重要贡献，但其加工品质不高，抗病基因单一，使本区小麦生产积聚的潜在风险不断加大。为此，黄群策等[17]在详尽探讨普通小麦遗传改良的潜在价值后，认为普通小麦遗传改良的研究方向应该是通过物种间远缘杂交和染色体组多倍化创造新物种，促进麦类植物的物种升级，由此挖掘其更大的产量潜力。

总之，当前的小麦育种呈现生育期延长、株高增加、群体增大、粒重升高、品质改善等特点，产量依然处于平台期。今后的育种方向应包括：打破平台期的高产育种，应对气候变化的抗逆育种(特别是黄淮麦区的抗赤霉病、抗旱、节水、节肥育种)，品质稳定的订单专用品种选育，丰富餐桌、改善营养的特色育种等。而探索将现代分子生物学最新研究成果与现有的育种手段相结合是当前小麦育种在上述方向上取得突破的关键。