野生遗传基因种质资源在小麦育种中的应用及遗传特征

张青显

（新郑市农业科学研究所 河南新郑 451100）

当前制约小麦育种最大的问题是没有建立起足够完善全面的种质资源库，不具备丰富的遗传基因供利用选择，致使杂交组合选出的品种同质化严重，与生产上栽培应用品种DNA差异位点低（审定标准只能定在比双亲本差异高于4位点），极易出现近亲遗传现象。这样给小麦生产带来总是传统上无法突破解决的问题，比如小麦赤霉病瓶颈，所有麦区审定推广的小麦新品种中几乎没有高抗赤霉病的品种，中抗赤霉病的小麦品种也不多，高抗小麦条锈病的品种极少，缺乏综合抗逆性好的品种（抗冻、抗倒春寒、抗干热风、抗倒伏）[1]，极少有品质好又高产、超高产的品种，给国家粮食安全和人民健康带来安全隐患。要想从根源上解决这些问题，需从小麦育种初期遗传基因选择做起，跳出传统遗传基因选择的小圈，选择驯化、改良、利用野生遗传基因种质资源和差异显著环境种质资源作为亲本材料。笔者从一个完整育种周期，用带有长穗偃麦草野生遗传基因（小偃54）作亲本材料，并对其1～7代后代变异单穗、单株、品系的试验、跟踪、观察、记载、对比、筛选等进行了分析总结。

1 野生遗传基因种质资源

1.1 长穗偃麦草

长穗偃麦草［Elytrigia elongata（Host）Nevski］是禾本科、偃麦草属多年生植物，别名高冰草、长麦草。秆直立，坚硬，被白霜，基部残存枯死叶鞘。叶鞘通常短于节间，边缘膜质，平滑;叶舌质硬，顶具细毛;叶耳膜质，褐色；叶片灰绿色，上面粗糙或被长柔毛、下面无毛。穗状花序直立;颖长圆形，顶端钝圆或稍平截;外稃宽披针形，顶端钝或具短尖头;内稃稍短于外稃，顶端钝圆，脊上具细纤毛;花药长6～7 mm[2]。

1.2 小偃6号

小偃6号是原中国科学院西北植物研究所用染色体工程技术将长穗偃麦草基因导入小麦育成的高产优质品种，是小麦育种的骨干品种之一[3]。

1.3 小偃54

小偃54是中国科学院遗传与发育研究所于1985年用从西北植物研究所引进的小偃6号为原始材料育成的优质强筋小麦新品种，2000年通过陕西省农作物品种审定委员会审定。

1.4 遗传基因的优缺点

优点：分蘖成穗率高，半冬性，抗逆性好，品质优，抗干热风，成熟落黄好，抗病性好。缺点：秆太高，不抗倒伏，在河南成熟期偏晚，旗叶长不上冲。

2 杂交组合及选育过程

2.1 杂交组合

2016年用小偃54做杂交组合18个：郑麦9023//温麦6号/小偃54、宛43/小偃54、西农979/小偃54周麦32/小偃54、周麦27/小偃54、郑麦903/小偃54、衡观35/小偃54、漯麦18/小偃54、保科2号/小偃54、新麦26/小偃54、欧亲本385-87NSA-3640/小偃54、郑麦366/小偃54、丰德存5号/小偃54、小偃54/3630欧、衡观35//周麦16/小偃54、小偃54/L33、衡观216//L33/小偃54、西农3517/小偃54。

2.2 F2代变异特点

变异丰富，但缺点都是显性性状，11个组合变异特性大多出现野性遗传基因不可用的性状，秆特别高，90 cm以上，不抗倒伏。西农3517/小偃54、欧亲本385-87NSA-3640/小偃54、新麦26/小偃54等3个组合变异性状出现需要的类型，但综合性状并不十分突出。周麦32/小偃54、周麦27/小偃54有双亲本之间的变异性状，2个组合变异不明显，父母本不太亲和。

2.3 F3代变异特点

F2淘汰2个组合后，把16个组合所有的变异性状类型都选出来进入F3代，进行试验、对比、观察。又有10个组合F3代变异性状不明显、不突出（株高超过95 cm、分蘖成穗不突出、旗叶下拉），被淘汰。最终保留了西农3517/小偃54（29个株系、变异方向有双亲型和中间型、综合性状比较优良）、欧亲本385-87NSA-3640/小偃54（18个株系、变异类型继承双亲优点）、新麦26/小偃54（9个株系、变异类型倾向于父本较多）、周麦32/小偃54（2个株系、保持变异性状）、周麦27/小偃54（7个株系、保持双亲变异性状）等5个组合的65个株系进入F4代。

2.4 F4代株系的变异特点

（1）西农3517/小偃54组合是18个杂交组合中变异性状最理想的一个。进入F4代后性状出现了4个变异类型：①穗型、籽粒性状、旗叶、成熟期、抗冻抗寒性、抗干热风、抗病性都继承小偃54优点；株高（70 cm）、分蘖成穗率一般继承西农3517的性状；籽粒品质一般（半角质）介于双亲本之间。②株高、穗型、品质、分蘖成穗率都继承了小偃54的特征特性，但抗倒伏能力差，只能淘汰。③分蘖成穗、穗型、旗叶、成熟期、抗性、抗病性等继承小偃54优点，株高（73 cm）、品质介于双亲本之间。④综合性状比较好，继承了双亲本的优良性状，株高、抗性、抗病性等表现都比较优良，但后期出现不抗倒春寒、天然不育和结实性差的现象。

（2）欧亲本385-87NSA-3640/小偃54，变异类型中大多不符合在生产上利用，只有一种变异综合性状比较好，分蘖成穗率高、旗叶不上冲比较长，两级分化不利落，丰产性好，籽粒品质一般。

（3）新麦26/小偃54，有一种变异性状比较理想，继承了亲本新麦26的优点，需要进一步进行试验、观察、对比。

（4）周麦32/小偃54（2个变异株系）、周麦27/小偃54（7个变异株系），这2个杂交组合的9个变异株系F4代的变异性状都不理想，出现在栽培上无法容忍的缺点，在F4代淘汰这2个组合。

2.5 F5、F6代变异特点

进入F5代的西农3517/小偃54（4个株系）、欧亲本385-87NSA-3640/小偃54（1个株系）、新麦26/小偃54（1个株系）等3个杂交组合的6个株系，经过F5代的试验、观察、对比、筛选，分别选出6个稳定品系进入F6代的新品系对比鉴定试验。

3 各品系特征特性

3.1 新育528

该组合来源为西农3517/小偃54。综合性状稳定，表现比较优秀，2021年6月11日，委托河南省中农检测技术有限公司检验（对照品种为西农3517），检验编号：NO.D2106007。根据NY/T 2470-2013《小麦品种鉴定规程SSR分子标记法》，该样品与对照样品经42对SSR引物进行DNA谱带数据比对，差异位点数为21，判定为不同品种。已经参加2021-2022年度河南省小麦新品种对比试验。半冬性中晚熟品种，分蘖成穗率较高，两极分化快，株高70～73 cm，茎秆粗壮抗倒伏，旗叶功能期长、落黄好，耐冻害和抗倒春寒，抗干热风，结实性好，抗白粉病、锈病，中抗纹枯病、赤霉病，籽粒半角质，亩成穗数一般43万～45万穗，穗粒数39～41粒，千粒重43～46 g。

3.2 西农3517/小偃54组合

该组合中的3517-54-2、3517-54-3、4517-54-4等3个品系还有部分性状变异现象，继续进行新品系对比鉴定。

3.3 郑新麦854

该组合来源为新麦26/小偃54。半冬性，幼苗匍匐，中晚熟，叶色深绿，两级分化快，抗冻抗倒春寒，株高78 cm，株型较紧凑，籽粒品质好，容重高，抗病性好，抗逆性强，三要素协调，分蘖率高，成穗率一般。变异性状倾向于父本新麦26，需进行第2年试验，观察DNA谱带数据并与父本新麦26比对。

3.4 郑新麦985

该组合来源为欧亲本385-87NSA-3640/小偃54。弱冬性，中晚熟，幼苗直立，叶色浅绿，两级分化不利落，抽穗慢，抗冻和耐倒春寒能力一般，株高75 cm，株型不紧凑，抗倒性一般，穗层较整齐，抗干热风，抗病性较好，籽粒品质一般。分蘖成穗率高，三要素协调。需进一步进行对比试验，鉴定其丰产性、抗病性。

4 小结

（1）野生遗传基因种质资源与常用遗传基因比较容易亲和，F2代变异性状多倾向于野生遗传基因亲本的缺点，其优点性状处于隐性，没有表现出来，不容易被选择。因此，在F2代变异单穗选择时，要把变异于双亲本的单株、单穗尽可能都选出来，让其在F3、F4代中继续变异，然后再试验、筛选，扩大选择面。

（2）F4、F5后代变异穗行、株行中，对有致命性缺陷的杂交组合要立即淘汰，减轻人力物力的无为消耗。比如株高超过90 cm、不抗倒伏、不抗倒春寒、结实性差、高感赤霉病、条锈病的组合和株系。

（3）综合性状优良、稳定的品系，显性性状多倾向于常用亲本性状，如株高、株型、叶型、穗型、籽粒形状等特征特性。要进行更细致的试验观察和对比，鉴定一些隐性性状，如分蘖成穗、抗逆性、抗病性、籽粒容重、品质等。如果通过隐性性状对比鉴定还无法确定，可以进行DNA谱带数据比对，如新育528（西农3517/小偃54），株高、叶型、穗型等和父本西农3517非常相似，但通过DNA谱带数据比对，差异位点21对（品种审定标准要求差异位点高于4对），郑新麦854有待和父本新麦26进行比对。