东北春麦区强筋小麦育种进展及产业发展分析

宋维富，杨雪峰，赵丽娟，刘东军，宋庆杰，白光宇，张春利，辛文利，肖志敏

(黑龙江省农业科学院作物资源研究所，黑龙江哈尔滨 150086)

中国是“蒸煮食品”消费大国。强筋小麦在中国的主要用途是利用配麦和配粉工艺生产面条、饺子等各类专用粉，仅有少量强筋小麦用于生产面包粉。随着中国人民生活水平的不断提高和食品加工业的快速发展，国内强筋小麦产需缺口逐年加大。为此，2017年中央1号文件明确要求，在中国适宜生产强筋小麦地区要大力发展强筋小麦生产。

东北春麦区土地肥沃，小麦生育期间光照时间长，昼夜温差大，各种生态条件与世界盛产优质强筋春小麦的加拿大以及美国北部等国家和地区相近，强筋小麦生产生态资源优势明显。同时，该麦区小麦生产多以大型现代化农场和农村合作社集中连片为主，小麦原粮质量均一性较好。因此，早在2002年，大兴安岭沿麓地区就被农业部确定为中国强筋小麦优势产业带和重要生产基地。

为推进强筋小麦产业发展，自20世纪80年代末，东北春麦区就开始了强筋小麦育种等研究。目前，该麦区强筋小麦育种和产业化虽取得较大进展，但也存在诸多制约因素，有些甚至是“瓶颈”问题。为此，本文总结了东北春麦区强筋小麦育种进展，分析了产业发展中存在的问题，重点讨论了未来强筋小麦育种和产业发展方向，并提出了一些相关策略与建议，以期为推动东北春麦区乃至全国强筋小麦育种和产业发展提供参考。

1 东北春麦区强筋小麦育种进展、成效、存在问题及未来工作重点

1.1 强筋小麦育种理论与方法创新

1.1.1 创建了小麦生态适应性改良高效技术体系

东北春麦区“小麦苗期干旱，后期高温多雨”以及小麦同苗龄时不同区域间生态条件差异较大等复杂生态环境，导致小麦生态适应性改良难度颇大。为提升小麦生态适应能力，20世纪80年末以来，“龙麦号”小麦育种者将春小麦生态育种理论和方法与小麦光温发育理论有机结合，创建了小麦生态适应性改良高效技术体系。该体系以小麦生态类型与生态条件相匹配进行主要遗传背景选择，以相应生态类型小麦品种为对照，分析光、温、肥、水等生态因素的变化及其对小麦生长的影响，获得小麦同苗龄时的时、空相交位点，以小麦光温特性等生态适应调控性状为应对生态条件变化调控机制，可精确进行小麦“主动适应性育种”和有效解决“小麦它地育种”的生态适应性问题。

1.1.2 创建了量、质兼用强筋小麦育种高效技术体系

中国地少人多，开展“量、质兼用”强筋小麦育种，是保证国家“口粮”安全和人民“吃上好面”的国情需求。为提高量、质兼用强筋小麦育种效率，2000年以来，东北春麦区小麦育种者在优质高产强筋小麦新品种选育过程中，同步构建了量、质兼用强筋小麦高效育种技术体系。该体系以小麦生态适应性为链条，以强筋小麦产量与蛋白质(面筋)质量负相关系数较小、蛋白质(面筋)质量属于品种遗传特性且对强筋小麦二次加工品质贡献较大等为理论依据，以改进蛋白质(面筋)质量为突破口，以5+10等优质高分子量麦谷蛋白亚基为蛋白质(面筋)质量改良的主要遗传基础，在亲本选配、杂种后代选择、稳定品系处理等各育种环节进行高产、优质等育种目标性状的同步集聚与选择，不仅量、质兼用型强筋小麦育种效率较高，而且可为东北春麦区强筋小麦生产配套栽培技术研制和实施提供理论依据。

1.1.3 辐射诱变和单倍体育种技术的改进与应用

近年来，为提高辐射诱变和单倍体育种效果，“龙辐麦号”小麦育种者将航天诱变、核辐射诱变与组织培养等方法相结合，成功选育出中强筋小麦品种龙辐麦19和强筋小麦品种龙辐麦20。“龙麦号”小麦育种者将秋水仙碱诱导染色体加倍与低温自然加倍方法相结合，使花培单倍体植株加倍率增加1倍以上，并成功培育出强筋小麦新品种龙麦37。

1.2 强筋小麦育种取得的成效

1.2.1 引领东北春麦区小麦品种更新换代

20世纪90年代以来，为解决东北春小麦品质较差等育种难题，该麦区小麦育种者遵循优质强筋是前提、产量潜力是基础、多种抗性是保障、生态适应是链条等育种理念，利用春小麦光温生态育种理论与方法，并结合品质分析及分子标记辅助选择等手段，先后选育并推广了“龙麦”、“克字”、“龙辐麦”、“辽春”、“小冰”等多个系列优质强筋小麦新品种。在小麦品质改良方面，经历了中筋→中强筋→强筋→超强筋的品质递进改良过程。在产量改良方面，从过去的以“产量为主”，发展到现在的“量、质兼用”。在优质专用小麦新品种选育方面，经历了家庭用粉品种→面包麦品种→面包/面条兼用型品种的育种目标变化过程。与此同时，以克丰6号、龙麦26、龙麦33、龙麦35等强筋小麦品种为主体，还对东北春麦区小麦品种进行了2次更新换代。每次更新换代，都对该麦区强筋小麦产业发展起到了巨大推动作用。其中，克丰6号和龙麦26强筋小麦品种的选育与推广，分别于2002和2004年获得国家科技进步二等奖；优质高产强筋小麦新品种龙麦33在2012-2017连续6年被农业部确定为东北春麦区小麦生产主导品种，累计推广面积100万hm以上；龙麦35集高产、优质、多抗为一体，现已成为东北春麦区第一主栽小麦品种，年种植面积100万hm以上。另外，龙麦35和龙麦39在2014年和2016年全国强筋小麦品种面包品质鉴评中，还分别获得国内参评品种第1名和第2名，且龙麦35品质鉴评总分超过美麦DNS(全球面包粉对照品种)和香港金像粉(中南海国宾馆专用粉)。

1.2.2 拓宽了东北春小麦基因库

“十五”以来，东北春麦区各小麦育种单位集成创新了“龙麦”、“克字”、“龙辐麦”、“辽春”、“小冰”等系列超强筋、高产强筋、抗病(秆锈、赤霉、根腐)、抗逆(干旱、穗发芽)等强筋优异小麦新种质，拓宽了东北春麦区强筋小麦品质基因库。一些综合性状较好、品质性状突出的强筋和超强筋小麦新品种(如龙麦26、龙麦35等)，不仅作为核心亲本被广泛用于东北春麦区强筋小麦育种中，而且还被国内其他麦区所引进。

为进一步拓宽东北春小麦品质的遗传基础，1995年以来，张延滨等育种工作者利用生化标记与选择性回交相结合等手段，先后将5+10、1或2、7+8、17+18、14+15等高分子量麦谷蛋白亚基定向转移到新克旱9号、克丰3号、克丰6号、龙辐麦10号、小冰麦33等东北春小麦品种中，创造了多份高分子量麦谷蛋白亚基近等基因系。2015年宋维富等育种工作者向龙麦26、龙麦35等强筋小麦新品种定向转移了7+8和Glu-A3d优质亚基，创造了一批超强筋小麦新种质。

1.3 强筋小麦育种存在的主要问题

1.3.1 强筋小麦育种理论和方法需进一步完善

目前，东北春麦区构建与应用的量、质兼用强筋小麦育种技术体系，主要来自于春小麦光温生态育种和小麦标记辅助育种范畴。但在面包/面条兼用型强筋小麦育种方面研究较少；数据处理仍以育种经验为主；分子(生化)标记利用范围有限，因此，与现代生物技术结合程度有待提高。

1.3.2 强筋小麦品种的产量潜力有待进一步提高

从东北春麦区强筋小麦育种和生产现状看，主导(栽)旱肥型强筋小麦品种的产量潜力仍有较大提升空间。水肥型强筋小麦新品种数量较少，密肥型强筋小麦新品种匮乏，强筋小麦品种的产量潜力需进一步提高。

1.3.3 强筋小麦品质遗传基础急需拓展

目前，东北春麦区以面包/面条兼用型强筋小麦和超强筋小麦育种为主，仅以5+10高分子量麦谷蛋白亚基为优异蛋白质(面筋)质量主效基因，品质改良育种目标难以实现。拓宽强筋小麦品质遗传基础，开发并利用7+8、Glu-A3d等优质亚基以及基因缺失型品种已势在 必行。

1.3.4 赤霉病抗性种质资源匮乏

东北春麦区是中国小麦赤霉病主要流行地区。近年来，随着气候变暖，赤霉病已成为该麦区小麦生产中的第一病害。根据表型鉴定和分子检测结果，该麦区可直接利用的赤霉病抗性资源极度匮乏，现已成为强筋小麦育种的瓶颈问题 之一。

1.4 东北春麦区强筋小麦育种未来工作的重点

1.4.1 发展与完善强筋小麦高效育种技术体系

为满足面包/面条兼用型强筋小麦育种需求，将重点开展优异蛋白质(面筋)质量、微糯淀粉特性等性状的高效集聚与选择理论和方法研究。春小麦光温生态育种与现代生物技术、人工智能、大数据处理等方法进一步融合，协调利用，将是发展和完善东北春麦区强筋小麦育种技术体系的主要内容。

1.4.2 各类主要目的基因的筛选、评价与利用

一是要继续开展5+10、7+8、Glu-A3d等高(低)分子量麦谷蛋白优质亚基的集聚、评价与利用研究。二是要重点进行小麦淀粉糯性主效基因缺失型的筛选与利用。三是通过定向集聚与选择5+10、7+8、Glu-A3d等优质亚基和基因缺失型，进行蛋白质(面筋)质量和淀粉特性同步改良。四是精准评价、等抗赤霉病主效基因在东北春小麦育种中的利用价值，并构建其快速导入与定向累加的技术体系。

1.4.3 大力开展面包/面条兼用强筋和超强筋小麦育种

大力开展面包/面条兼用型强筋和超强筋小麦育种，现已在中国小麦育种界达成共识。为拓宽强筋小麦二次加工用途，提升其商品价值，着重进行5+10、7+8、Glu-A3d等优质亚基和基因缺失的定向集聚与选择，是实现蛋白质(面筋)质量和淀粉特性同步改良的关键。

1.4.4 进一步提高强筋小麦品种的产量潜力

为保证中国口粮安全和满足“麦农”增收需求，在东北春麦区雨养农业条件下，强筋小麦品种的产量潜力还需提高。其中，旱肥型强筋小麦品种应以7 500 kg·hm为产量标准，以1级秆强度为稳产性保障，可实现种植密度705万～750 万株·hm、千粒重38～40 g、穗粒数28～30粒等产量性状的平衡。同时，还要加强产量在9 000 kg·hm以上的水肥型和密肥型强筋小麦新品种的选育，为该麦区强筋小麦生产发展做好品种储备。

2 东北春麦区强筋小麦产业发展现状、存在问题及未来工作重点

2.1 强筋小麦产业发展现状

2.1.1 实现了主导(栽)小麦品种强筋化

“九五”至“十五”期间，为解决地产小麦品质较差等问题，东北春麦区小麦育种者培育并大面积示范推广了克丰6号、龙麦26、龙麦30、克丰10等一批优质强筋多抗小麦新品种，不仅彻底摘掉了东北春小麦的“劣质帽子”，而且拓宽了当地强筋小麦市场。如2002年，强筋小麦新品种克丰6号和龙麦26生产的2万t小麦原粮，以165美元·t的价格首次挺进东南亚国际市场。

“十一五”以来，随着龙麦33、龙麦35、克春1号、克春4号等一批优质高产多抗强筋小麦新品种的陆续推广，东北春麦区强筋小麦种植面积进一步扩大。目前，该麦区强筋小麦种植面积比例已达70%以上，并实现了主导(栽)小麦品种的全部强筋化。

2.1.2 集成组装并大面积示范推广了强筋小麦高效生产技术体系

“十五”以来，在国家农业科技跨越计划和小麦产业体系项目的支持下，为充分发挥优质强筋小麦新品种的优质特性和产量潜力，东北春麦区小麦育种者以龙麦26、克丰10号、龙麦33、龙麦35、龙麦39等强筋小麦品种为核心技术，以氮素后移、增施钾肥、合理密植等为配套措施，先后集成组装了产量为3 750、4 500、5 250 kg·hm等多套强筋小麦高效生产技术体系。以强筋小麦品种龙麦39为例，对其集成组装过程发现，在强筋小麦品种的蛋白质(湿面筋)含量下降时，其面团稳定时间也出现大幅下降，而面团最大抗延阻力、拉伸面积等决定面筋质量的品质指标变化相对较小(表1)。分析其中原因，推测主要与土壤氮素供应不足有关。

表1 不同地点、不同肥密条件下龙麦39的品质和产量表现(2015)Table 1 Effect of location,soil and density on quality and yield of Longmai 39 (2015)

根据上述强筋小麦高效生产技术体系的试验示范结果，说明东北春麦区目前已建立了以强筋小麦品种为核心技术，以“适宜密度促高产、氮素调控保品质”为主要配套措施的强筋小麦高效生产技术体系。该体系在黑龙江省北部和内蒙呼伦贝尔市等地大面积示范推广应用后，效果显著。如2017年，龙麦35在内蒙古牙克石农场种植时，创造了大面积生产实收7 005 kg·hm的高产纪录，且原粮品质达到了强筋小麦标准(表2)。

表2 示范区内优质强筋小麦品种的产量和品质情况(2017)Table 2 Yield and quality of strong-gluten wheat varieties in demonstration field (2017)

2.1.3 创建了强筋小麦多赢产业化模式

从强筋小麦产业发展历程看，在东北春小麦退出国家保护价收购情况下，地产强筋小麦从产品转化为商品的唯一出路就是市场需求。因此，以强筋品种为源头，以面粉等加工企业为龙头，以配套栽培技术整合品种科技优势和适宜生产强筋小麦的生态资源优势，以大型现代农场、农村合作社等作为强筋小麦良种和原粮生产基地，来构建和推广强筋小麦多赢产业化模式，是推进东北春麦区强筋小麦产业化进程的重要举措，也是实现该麦区小麦科研、生产、加工等领域联动，整合强筋小麦产业发展优势资源的有效途径(图1)。

图1 东北春麦区优质强筋小麦多赢产业化发展模式示意图Fig.1 Multi-win industrialization development model of strong-gluten wheat in the northeast spring wheat region

该模式在东北春麦区已运行多年，并在“龙麦号”等系列强筋小麦品种产业开发过程中取得了较好的效果。如2018和2019年，内蒙古呼伦贝尔农垦集团的牙克石农场和特泥河农场两年间生产的优质强筋小麦龙麦33原粮达14 057万kg，新增利润4 663.6万元；黑龙江绿丰生态面业有限公司等面粉加工企业以龙麦33原粮为原料，两年加工优质面粉3 640万kg，新增利润4 368.0万元。

2.2 强筋小麦产业发展存在的主要问题

2.2.1 小麦种植面积下降，制约了强筋小麦产业发展

“十一五”以来，受国家政策以及小麦生产效益偏低等因素的影响，东北春麦区小麦种植面积逐年下降，且主要集中在大兴安岭沿麓地区。小麦种植面积下降，现已成为制约该麦区强筋小麦产业发展的主要原因。

2.2.2 加工企业拉力有限，强筋小麦生产优势未能充分发挥

东北春麦区大型专业化面粉与食品加工企业相对较少，多数面粉加工企业规模相对较小，对强筋小麦产业发展拉力有限。优质不优价和配套栽培技术到位率低，是导致该麦区强筋小麦生产优势难以充分发挥的主要原因。

2.2.3 不利生态条件及病害胁迫较大

东北春小麦生育期间受各种不利生态条件及病害胁迫较大。小麦苗期“十年九春旱”，生育后期多雨条件常致使丰产不丰收。赤霉病现已成为该麦区的主要病害，并严重威胁到当地小麦产量和质量安全。

2.3 东北春麦区强筋小麦产业的未来工作重点

2.3.1 走“绿色优质高效”之路，推进强筋小麦产业发展

根据东北春麦区自然生态资源优势、质量效益型农业发展方向和国内市场需求，在强筋小麦产业发展基础上，走“绿色优质高效”之路，将是该麦区小麦产业未来发展的重点。在大兴安岭沿麓地区建立强筋小麦生产和“绿色”优质专用粉加工两大基地，则是推进东北春麦区强筋小麦产业发展的前提和保证。

2.3.2 生态资源优势与科技优势相结合，推进强筋小麦生产发展

优质强筋小麦生产是生态资源优势与科技优势的有机结合，二者不可或缺。如大兴安岭沿麓地区虽为强筋小麦优势产业带之一，但若失去优质强筋小麦高效生产技术体系等科技支撑，也难以生产出符合市场需求的优质强筋小麦原粮。

2.3.3 大力推广强筋小麦多赢产业化模式

毋庸置疑，在东北春小麦退出国家保护价收购情况下，大力推广强筋小麦多赢产业化模式，是推进东北春麦区强筋小麦产业发展的关键，是提升该麦区强筋小麦商品价值、扩大强筋小麦种植面积以及促使农民增收和企业增效的可靠途径。

2.3.4 强筋小麦产业发展离不开国家政策扶持

“十三五”以来，随着农业部《关于“镰刀湾”地区玉米结构调整的指导意见》等政策的实施，东北春麦区小麦面积有所恢复，但进展不大。若小麦与大豆一样能够获得国家相同政策扶持，该麦区强筋小麦种植面积将迅速扩大。这对东北春麦区实现“豆麦合理轮作”和“藏粮于地”均具有重要 意义。