小麦育种创新研究进展

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1、小麦育种创新研究进展摘要综述了小麦育种的创新研究进展,包括品种类型创新、资源创新、育种技术创新等,以期为小麦育种提供科学依据。　　关键词小麦;育种创新;研究进展　　　　小麦是我国重要粮食作物,并且是作为储备粮的最好粮食品种,常年占国家储备粮的1/2以上。因此,通过小麦育种创新,培育和生产更多高产、稳产、优质的小麦品种对国家粮食安全和改善民生具有重要意义。提到小麦育种创新,很多人往往把转基因技术的应用(基因工程)作为重点。然而在20世纪的前20年,转基因技术在小麦品种的选育和商业化利用上还仅仅处于起步阶段。即使是转基因作物中起步早、成效最大的玉米、大豆等粮食作物,主要输入特

2、性也仅限于农药效率改进型的(包括除草剂耐性的HT和抗虫性的Bt基因)技术进步,对作物产量的影响主要体现在减少虫害和杂草影响损失,对提高产量的作用有限。如美国农业部资料,美国全国的玉米平均单产2004—2008年比1991—1995年提高了28%,只有3%～4%归功于转基因Bt特性,而24%～25%仍归功于传统育种。因此,笔者认为小麦育种创新应从多方位进行探讨,包括品种类型的改进、资源创新和多途径的技术创新等,才能更快更好地促使育种创新在生产上发挥作用。　　1品种类型的创新　　近年玉米郑单958(种植面积连续多年占全国第1)和美国推广的先锋号等系列,都是由过去高株大穗型向耐

3、密抗倒型改变,大大提高了丰产、稳产性。小麦矮化育种也是一例,随着机械化收割的普及,高产半矮秆仍是今后育种的重要方向[1]。河南省的兰考号系列以大穗大粒型连续多年在3hm2以上面积获得10.5t/hm2的高产也是一种新的探索,但由于其株间竞争和成穗率不足问题尚待进一步改善。除高产类型的多样化创新外,笔者认为类型的创新还应注意另外2种类型的创新。一是对水、肥利用率的高效利用问题。我国是水资源贫乏国家,随着工业化、城市化的发展,农业用水更受制约,因此培育旱地高产品种和水浇地水分利用率(4、Pm8、Pm34等3个抗白粉主基因且农艺性状比较好的豫麦50在生产上应用,山东农业大学的矮

4、孟牛结合了不同基因型的有利基因,矮败小麦也是把矮化与核不育基因结合的典型成功例子。　　2.4转基因技术的应用　　目前主要应用基因枪法转化幼胚愈伤组织导入一些抗病、虫害和优质基因,还有报道在高光效有关酶和淀粉合成酶的转化获可遗传材料,但由于目前转基因技术的应用还受基因型的限制,只能用敏感的基因型先转化成含有用基因的亲本,再通过杂交回交育成品种。在转基因技术中还有利用花粉管通道法导入外缘DNA的,但是否能导入有用基因往往是随机性的,作者曾利用由大麦DNA导入的抗白粉材料作亲本,与高产感病品种进行杂交和加代回交,获得抗病材料而其他农艺性状变化不大,说明此类方法有可能导入可遗传的

5、有利基因。　　3育种技术的改进创新　　3.1轮回选择　　基因重组和选择是育种工作的重要内容,轮回选择能较好地兼顾这二者,在抗逆育种中利用在逆境下进行轮回选择,使自然选择与人工选择结合起来是其特殊优越之处,典型实例如在盐碱地上轮选育成的轮抗7号在含盐量0.4%的盐池中能正常生长,1988年在河北干旱盐碱地上(全盐量0.27%)获4500kg/hm2的产量,较当地推广种增产10%～15%。中国农业科学院利用矮败轮选育成的轮选987在北方冬麦区试中产量位居第1,已在北京、河北等地推广。山东省还通过矮败轮选获得几个具超高产潜力品系。今后如与分子标记等技术结合,在培育高产、抗逆、优

6、质品种上将可获得更大进展。　　3.2远缘杂交与诱变育种　　越来越多的诱变手段把远缘杂交与诱变育种结合起来应用也是一种方式,理论上有可能有利于基因重组或易位,小偃6号可能就是二者结合的产物,虽然其机理尚待深入探讨。另外,笔者根据有关报导和育种材料的观察,发现远缘花粉的导入不一定是异种属基因的直接作用,而有可能在其刺激作用下激活了原小麦品种自身处于沉默状态的转座子和反转录座子,因而促进沉默基因表达,或者改变某些基因DNA高度重复序列的拷贝数,引起等位基因的变异,因而产生了抗病性、矮化以至优质等位基因的变化,是值得进一步探索的问题。　　3.3杂种优势的利用与固定　　杂种优势在产

7、量上表现已被多数研究者肯定,还看到在品质上(如面包体积)存在杂种优势,另外有的品种具有单基因抗性并在F1代表现为显性,因此对高产感病品种也有应用价值。目前存在的主要问题是小麦繁殖系数低而用种量大,用种成本较高,如能开发出高效价廉的化学去雄剂则有利用前途。也有人探索杂种优势的固定,小麦利用含不同血缘兼性无融合生殖系杂交以产生固定优势的后代已有初步报导,不过已有无融合生殖系农艺性状尚不理想,因此对其进行遗传改良以培育含不同理想性状的无融合生殖系,产生更大杂种优势的不分离类型还有待进一步探索。不论何种方式利用杂种优势,因F1株高优势