河南農(nóng)業(yè)科學,2012.41(2) :33-36iournal of Henan Agricultural Sciences河南省小麥育種的發(fā)展方向探討趙獻林(河南省農(nóng)業(yè)科學院小麥研究中心,小麥國家工程實驗室,農(nóng)業(yè)部黃淮中部小麥生物學與遺傳育種重點實驗室，河南省小麥生物學重點實驗室,河南鄭州450002)摘要:小麥生產(chǎn)發(fā)展對品種的產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀提出了更高要求,農(nóng)村勞動力缺乏導致栽培管理不到位，氣候和環(huán)境條件變化使小麥抗逆性和抗病性面臨新的挑戰(zhàn)。針對上述問題,結(jié)合育種研究方向、育種目標及育種方法進行了探討,并提出了相應(yīng)的意見和建議。關(guān)鍵詞:河南省;小麥;育種;發(fā)展方向中圖分類號: S512. 1文獻標志碼: A文章編號: 1004 - 3268(2012)02 - 0033 - 04Development Direction of Wheat Breeding in Henan ProvinceZHAO Xian-lin(Wheat Research Center , Henan Acadermy of Agricultural Sciences, National Laboratory of WheatEngineering, Key Laboratory of Wheat Biology and Genetic Breeding in Central HuanghuaihaiRegion, Ministry of Agriculture, Henan Key Laboratory of Wheat Biology , Zhengzhou 450002 ,China)Abstract: The development of wheat production requires the higher standards for released varie-ties,the lack of labor in rural areas leads to bad cultivation and administration ,and the changes ofclimate and environment conditions give rise to the new challenge on wheat resistance against bi-otic and abiotic stresses. The paper discussed the above questions in connection with breeding re-search direction , breeding objectives and breeding methods of wheat. At the same time, some su-ggestions and advices were put forward.Key words: Henan province; wheat; breeding; direction河南省是小麥種植大省,面積、總產(chǎn)及商品量均居1960年),以抗病、穩(wěn)產(chǎn)為主;第二階段(1970一1980全國首位,在我國糧食生產(chǎn)和糧食安全中占有極其重年),以矮化和高產(chǎn)為主;第三階段(1990年-21世紀要的地位。然而,隨著我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的發(fā)展,尤初) ,為高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)并進階段。事實上,2008年全球28其是西部大開發(fā)、退耕還林、還草等因素的影響下,作個國家出現(xiàn)糧食危機前后,我國小麥育種已經(jīng)步人到物種植面積逐年減少,而糧食需求量則逐年增加。因此，第四階段,即以超高產(chǎn)或超級小麥為目標的育種階段,要實現(xiàn)糧食總產(chǎn)增加的目標，就必須依靠科技進步提應(yīng)該說是把“高產(chǎn)再高產(chǎn)”重新放在了首位,并兼顧優(yōu)高單產(chǎn)來實現(xiàn)。要提高小麥單位面積產(chǎn)量,主要有2.質(zhì)。然而,由于小麥生產(chǎn)對品種產(chǎn)量提出了更高的要條途徑:- -要依靠選育“既高產(chǎn)又穩(wěn)產(chǎn)的小麥良種”做求、農(nóng)村勞動力缺乏引起的耕作管理粗放、氣候變化對基礎(chǔ),二要依靠研發(fā)“高產(chǎn)高效配套栽培技術(shù)”做保障。小麥習性和特性的影響以及優(yōu)勢病害的不斷變化等因小麥品種對產(chǎn)量的貢獻是毋庸置疑的。1949 年以素,小麥育種者面臨著新的挑戰(zhàn),有必要對育種發(fā)展方后,我國各麥區(qū)已進行了6~9次不等的品種更新?lián)Q向和育種目標做出適當調(diào)整。代,每次品種更新都促進小麥產(chǎn)量上一個新的臺階。1小麥生產(chǎn)對育種目標的影響全國平均產(chǎn)量從1952年的732 kg/hm? ,提高到2010年的4756. 5 kg/hm2 ,增長了近6.5倍.就小麥育種而1.1 產(chǎn)量指標更高言,育種目標大致經(jīng)歷了3個階段:第一階段(1950一2011年夏收,河南省小麥種植面積為532.3萬中國煤化工收稿日期:2011-09-25基金項目:國家轉(zhuǎn)基因生物新品種培育科技重大專項(2009ZX08002-014B)MHCNM HG作者簡介:趙獻林(1957 -),男,河南沁陽人,研究員,博士,主要從事小麥遺傳育種工作。E- mail:zhaxanlin@yahoo. com, cn.3河南農(nóng)業(yè)科學第41卷hm2,平均單產(chǎn)為5865kg/hm2.然而,如果不把崗三要素構(gòu)成應(yīng)是:穗數(shù)600萬~675萬穗/hm' ,穗粒坡地、旱地、灘地等低產(chǎn)麥田計算在內(nèi),河南省有相數(shù)35粒以上,千粒重45~50 g.當一部分水澆地的平均產(chǎn)量已達到7500 kg/hm21.2必須滿足機械化收割以上,而且每9000kg/hm2左右的麥田也相當普近幾年,河南省小麥的機收面積幾乎達到了遍,并出現(xiàn)了小面積超過9 750 kg/hm2的高產(chǎn)典100% ,農(nóng)民最擔心的就是倒伏問題。小麥倒伏不僅型。這意昧著小麥生產(chǎn)對品種的產(chǎn)量指標要求更嚴重影響產(chǎn)量和籽粒商品性,更重要的是增加機收高,小麥新品種不但要具有8 250~9 000 kg/hm2成本。要解決倒伏問題,最有效的方法就是降低品的穩(wěn)產(chǎn)性能,還要具備9 750 kg/hm2以上的高產(chǎn)潛種的植株高度,但株高也不能無限度地降低。植株.力。在此情況下,就要求小麥產(chǎn)量三要素必須協(xié)調(diào).過矮,植株冠層結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)不協(xié)調(diào),勢必導致通風透發(fā)展,即在--定單位面積穗數(shù)的基礎(chǔ)上,依靠提高單光不良和光合作用減弱、營養(yǎng)體不足等問題,最終影穗質(zhì)量(穗粒數(shù)X千粒重)來實現(xiàn)?？v觀河南省小麥響到生物產(chǎn)量和籽粒產(chǎn)量。目前,河南省推廣面積區(qū)域試驗近5a單產(chǎn)前3位參試品系的產(chǎn)量構(gòu)成因最大的兩大主導小麥品種矮抗58和鄭麥366株高素數(shù)據(jù)(表1),大多數(shù)平均公頃穗數(shù)600萬左右,穗大約70 cm,幾乎達到了矮稈的極限。對河南省區(qū)粒數(shù)35粒左右,千粒重45 g左右,理論產(chǎn)量可達到域試驗產(chǎn)量水平前3位的參試品系分析(表1),多9450kg/hm2左右。結(jié)合河南省小麥生產(chǎn)實際以數(shù)株高在80cm上下,這應(yīng)該是(超)高產(chǎn)品種的-及主導品種矮抗58、鄭麥366、周麥18、周麥16等個相對合理高度。另外一個關(guān)鍵因素是莖稈強度要的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)和高產(chǎn)創(chuàng)建實例,認為比較理想的產(chǎn)量高、彈性要好,根系要發(fā)達。表1近年河南省小麥區(qū)試離肥冬水組參試品系的株高及產(chǎn)量性狀年份組別株高/cm .穗敷/(萬穗/hm2)穗粒數(shù)/粒千粒重/g理論產(chǎn)量/(kg/hm2)78. 7士4.1591. 5士70.535.9士4.946.5士2.79 865.88762.676. 7士5.4660. 0土70.533. 1士3.746. 0士4.010 049. 18710.179. 0士4.4658.5士64.535. 6士3.841. 9士3.19 822.58 676.077. 7士5.3672. 0士99.832. 3士4.546. 5士4.1.10 093. 18 430.0201082. 7土1.8549. 0土34.531.7士3.350. 5士5. 68 788. 77 927. 182. 0士3.4582. 0士54. 034. 1土3.747. 2士3.89 367. 48105.681.5士4.9573. 0土33.033. 5士2. 346. 5士3.48 925.98011.5200984. 5士6.5579. 0士70.535. 4士4. 142. 8士5.07 665. 080. 3士4.7603. 0士60.034. 7土2.743. 5士3.59 102.07 743.076. 6士5.1549. 0士49.537.0土2. 844. 1+4.78 958.07 727. 0200882. 1士4.3565. 5士64. 533. 6士3.046.8士2.38 892. 08 103. 079. 4士3.4618. 0士73.531.4土3.348. 3士3.79 372.87 954.80. 1士5.2528. 0士42.037.9士4.448. 9士2.59 785. 68230.5200783.7士5.1634. 5士88.535. 9士2.641. 6士5.99 475. 88 148. 585. 0士4.0613. 5士96.035.0土4. 943. 5士3.99813.07 951. 586. 3士5.3607. 5士45.035.5士3.445. 7士3. 39 855.88187.082. 2士3.9538. 5士63.036. 1士3.949. 6士3.79 642.28 320. 5注:表中數(shù)據(jù)均為單產(chǎn)位居前 3位品系的平均值,理論產(chǎn)量均為折產(chǎn).1.3 適于簡潔化栽培管理成穗數(shù)具有較大的調(diào)節(jié)空間。三是抗病抗災性要由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益低,許多青壯年農(nóng)民把外出好,減少不必要的勞動力和資金投人。四是抗藥能打工作為- -條致富門路,留守在家種地的多是一些力強,尤其對除草劑的抗性。現(xiàn)在農(nóng)民多采取病、老、弱、婦、幼之人,從而導致農(nóng)村勞動力嚴重短缺，蟲、草防治及葉面追肥一體化噴施模式,無形中增大種田管理趨于粗放化、簡單化,很難把- -些高效的栽了藥量及對葉片的危害幾率,而除草劑的使用已成培管理技術(shù)全面落實到位。要想進- - 步提高糧食單為常規(guī)的管理措施,因此必須引起重視。五是綜合產(chǎn),除了依靠增加化肥、農(nóng)藥等物資投人外,對小麥農(nóng)藝性狀好尤其具姓葉形出越華調(diào),利于通風透.中國煤化工品種也提出了更高要求。一是適播期要長,即早播光,適于間無凍害,晚播不減產(chǎn)。二是播量彈性大,品種要有較1.4 適JIHCNMH G .強的分蘗能力和較高的成穗率,在不同栽培條件下小麥育種者必須有“立足河南,放眼黃淮麥區(qū)”第2期趙獻林:河南省小麥育種的發(fā)展方向探討35的戰(zhàn)略思想。河南省地處黃淮麥區(qū)中心的特殊地理寬對熟期的要求,但要注意選擇葉片功能期長.成熟位置,所選育的小麥品種能夠適應(yīng)安徽.江蘇.湖北落黃好、籽粒灌漿速度快的類型。等周邊省份生態(tài)條件。即品種必須有廣泛的區(qū)域適3病害優(yōu)勢轉(zhuǎn)化對育種目標的影響應(yīng)性。此外,由于地區(qū)、地塊之間的土壤土質(zhì)、肥水條件、管理水平等參差不齊,從而要求品種對土壤肥3.1優(yōu)勢病害的危害程度逐漸減弱力不能過于敏感。從推廣面積比較大的品種鄭麥條銹病和白粉病一直是河南省小麥育種中和生9023、矮抗58等來看,盡管其產(chǎn)量潛力不及周麥系產(chǎn) 上重點關(guān)注的病害,但從河南省夏糧九連增的結(jié)列品種,但前者的適應(yīng)性更廣,因此應(yīng)用面積大于果可知,2種病害10a來沒有發(fā)生大范圍流行和危后者。害。這主要歸因于以下幾個方面:一是目前生產(chǎn)上2氣候變化對育種目標的影響應(yīng)用的主導品種一般對條銹病和白粉病均具有較好的抗性;二是農(nóng)民對2種病害的防治已經(jīng)形成了習2.1干旱發(fā)生頻率和強度增加慣,不管病害發(fā)生與否,都會按時節(jié)進行噴藥防治;在2008年和2010年小麥越冬和返青期間,河三是國家的重視,投入了大量資金和人力,加強了條南省接連2次發(fā)生嚴重干旱,小麥生長受到了極大銹病越冬孢子源頭(云貴川和甘肅)的防治,取得了影響,一些耐旱能力差的品種甚至出現(xiàn)了死苗現(xiàn)象。良好效果。而且,對條銹病和白粉病的防治有特效雖然經(jīng)過各級政府和廣大干群的共同努力,戰(zhàn)勝了藥,且防治方法和時期易于掌握。因此,在品種選育旱災,最大限度地減低了干旱的危害,并獲得了小麥過程中不要片面追求免疫或高抗,可適當放寬病害豐產(chǎn)豐收,卻為此投入了大量的人力、物力、精力和的嚴重等級,選擇一些中等抗性或輕度感病類型可時間。這種氣候變化提醒育種工作者,抗旱育種已能更易于操作,慢銹或慢白粉- -直是植保專家提倡不僅僅是針對丘陵旱地的研究方向;隨著水資源的的理想類型。短缺以及干旱的頻頻發(fā)生,在選育適于肥水條件較3.2 次要病害上升為主攻目標好的高產(chǎn)品種時,也應(yīng)考慮選擇根系發(fā)達、耐旱能力相比而言,近幾年全蝕病、紋枯病和赤霉病的危相對較強的品種類型。害程度已經(jīng)超過白粉病和條銹病。這3種病害的共.2.2溫度升降幅度加大 ,倒春寒頻發(fā)同特點一是缺乏過硬的抗源,現(xiàn)有推廣品種沒有高近年河南省氣候變化的另一特點是,冬季溫度抗和免疫類型;二是品種- -旦發(fā)病就難于補救,屬于偏高(即所謂的暖冬)、溫度升降幅度加大、倒春寒發(fā)“防重于治”的致死型病害。其中,赤霉病屬區(qū)域性、生頻率有所增加,常常導致小麥冬季旺長,冬春易發(fā)季節(jié)性病害,發(fā)病程度主要與小麥開花期的雨水和生凍害。而且,倒春寒對小麥的危害往往是難以修濕度關(guān)系 密切,只要農(nóng)民掌握其發(fā)病規(guī)律和預防技復和補償?shù)?因此，比一般的冬季凍害更容易造成減術(shù),就能最大限度地減輕其危害。全蝕病和紋枯病產(chǎn)減收。這就要求品種根系功能要好.生長健壯,尤則不同,二者是土壤傳播病害,近幾年隨著統(tǒng)一供種其春季發(fā)育不易太早、太快,具有較好的抗冬季凍害(病 菌傳播)和秸稈還田(病菌積累)的普及,以及除和倒春寒的能力。就河南省歷年來推廣品種的類型草劑的廣泛使用和冬春凍害的頻發(fā)(病菌侵染),這來看,春性品種的種植面積曾占據(jù)半壁江山,目前春些病害有逐年加重的趨勢。而且,缺乏特效藥或防性品種所占比重逐漸菱縮,僅在駐馬店和南陽仍保治成本過高,加之預防時期與發(fā)病時期嚴重錯位,許留一定面積,其他地區(qū)已難覓其蹤,即使種植也難有多農(nóng)民因缺乏足夠的認識或重視而錯過最佳防治時較大的發(fā)展空間。因此,培育品種應(yīng)堅持以半冬性期。目前情況下,對全蝕病和紋枯病雖然還沒有發(fā)類型為主,弱春性類型為輔的原則?，F(xiàn)有效的抗源,但品種之間的發(fā)病程度有輕重之分;2.3后期干熱風幾率減小因此,小麥育種工作者應(yīng)該把全蝕病和紋枯病作為10a前,小麥生長后期的干熱風發(fā)生頻繁,對河今后的主攻目標,力爭培育出病害相對較輕的品種南省小麥的千粒重和產(chǎn)量造成了不利影響,品種早類型。熟則有助于避開干熱風,因此,早熟曾是小麥育種的4配套和輔助性研究對育種方向的影響主要追求目標。但從河南省小麥生產(chǎn)創(chuàng)造九連增的奇跡分析,干熱風的危害似乎已減少到了可以忽略4.1加強基中國煤化工的程度。再從生產(chǎn)上大面積推廣的品種看,產(chǎn)量水河南省的TYHCNMHC-流水平，平較高的周麥系列品種,其成熟期均屬于中等偏晚但在基礎(chǔ)理論研究力田，習四川、山水、河北等省份類型。這些結(jié)果說明，在小麥品種選育中可適當放相比則相對比較薄弱,但近幾年有所增強和提高。.36河南農(nóng)業(yè)科學第4]卷隨著國家科研項目資助方向以及對育種支持渠道的一段時間內(nèi)常規(guī)育種仍是不可替代的主要育種手調(diào)整和改變,對小麥育種者來說,基礎(chǔ)研究,尤其是段。然而,隨著科學技術(shù)的不斷更新以及生產(chǎn)水平應(yīng)用研究顯得越來越重要。如果沒有前瞻性、基礎(chǔ)提高對品種的更高要求,常規(guī)育種自身的不足就愈性研究方面的科研基礎(chǔ).很難申請到國家重大研究加顯現(xiàn)，比如預見性差、工作量大、周期長、見效慢課題，而且,小麥基礎(chǔ)理論研究的深人和突破,有助等。為?克服和彌補這些缺點,育種者可通過溫室于對品種改良提供科學指導和支撐。因此,有條件或異城鈞代縮短育種年限,設(shè)置多點品系鑒定盡早的育種單位。應(yīng)加強對小麥生理生化機制以及基因明確其適應(yīng)性,加強早代品質(zhì)分析對品質(zhì)進行定向和蛋白質(zhì)功能組學等方面的研究。如果能把小麥的改良,等等,以便進- -步提高育種效率?；蚝偷鞍踪|(zhì)功能、生長和發(fā)育規(guī)律、抗病和抗逆機此外,在科技飛速發(fā)展的今天,小麥育種僅依靠制等搞清楚,就可以在小麥育種過程中進行有目的、常規(guī)手段顯然有點單薄,有必要引進- - 些輔助或更有計劃的定向改造,提高育種效率。加先進的育種手段做補充或支撐。一是系統(tǒng)育種，4.2 重視優(yōu)異種質(zhì)資源的創(chuàng)新突出優(yōu)點是簡便易行、成本低?？梢园烟峒儚蛪押湍壳靶←溣N多有“急功近利”的現(xiàn)象。近期小系統(tǒng)育種結(jié)合起來,在延長品種使用壽命的同時,對麥區(qū)域試驗參試品種中約有一半品系含有周麥血統(tǒng)品種的個別缺點進行定向選擇.二是遠緣雜交育就是佐證。育種單位很少有專門搞種質(zhì)資源研究種,因其見效慢已備受冷落,但它是引人新基因資源的,即使有也多是形同虛設(shè),或只做些材料交換、收的主要途徑之--,也是小麥產(chǎn)量和抗性獲得突破性集整理、利用等方面的工作,很少在種質(zhì)資源創(chuàng)新進展的必要手段。三是先進的轉(zhuǎn)基因和分子標記技方面下功夫,尤其是在引進外緣基因方面更加欠缺。術(shù),目前國內(nèi)外已有一些成功轉(zhuǎn)基因先例,但鑒于小由此導致選育品種的遺傳背景和基因型相近,在產(chǎn)麥染色體組的復雜性,操作起來仍有一-定的難度,其量潛力和抗性方面難以有較大的突破;而且一旦發(fā)發(fā)展前景是顯而易見的,最終將成為主流育種手段。生流行性病害或蟲害,就會給小麥生產(chǎn)造成無法估四是誘變育種(包括航天育種)和單倍體培養(yǎng),如能量的損失。就目前的育種現(xiàn)狀而言，資源材料的危與常規(guī)育種.遠緣雜交等緊密配合,將會取得良好的機已初露端倪。比如育種者力推的“超級小麥”,在效果。很大程度上只是愿望而已,現(xiàn)有資源材料的產(chǎn)量潛總之,小麥育種要想立于不敗之地,就必須把近力很難培育出真正意義上的超級小麥;而對于來勢期目標與中遠期目標結(jié)合起來,并根據(jù)大環(huán)境和小兇猛的全蝕病和紋枯病,更難找到可資利用的抗源。環(huán)境的變化及時調(diào)整育種方向;育種方法和手段要.“巧婦難做無米之炊”。只有資源材料的創(chuàng)新和積累多樣化,并要有不斷更新和改進的意識,以便跟上時達到一定程度,才有可能實現(xiàn)新的育種突破和飛躍。代和科技發(fā)展的步伐;在基礎(chǔ)研究及種質(zhì)創(chuàng)新方面4.3搞好品種配套栽培技術(shù)研究應(yīng)有所加強,為小麥育種奠定堅實基礎(chǔ)。目前,小麥育種已從過去單純的品種選育”發(fā)參考文獻:展到“育.繁、推一體化”。這意味著小麥育種者必須拓寬自己研究領(lǐng)域、知識層面和專業(yè)技能,不僅要掌[1]李振聲. 我國小麥育種的回顧與展望[J].中國農(nóng)業(yè)科技導報,2010,12(2):1-4.握和積累裁培管理方面的技術(shù)和經(jīng)驗,還要對自己.[2]周新保. 河南小麥品種更新及發(fā)展[J].種子世界，品種的優(yōu)缺點有個客觀的評價和認識,制訂出科學2005<5);12-14. .的、有針對性的栽培管理方案,并在推廣過程中不斷[3]徐世曉，趙新全,孫平,等 溫室效應(yīng)與全球氣候變暖修訂、補充.完善,最終實現(xiàn)良種良法配套,最大限度[J].青海師范大學學報,2001,17(4):43-47.地發(fā)揮新品種的增產(chǎn)作用,實現(xiàn)品種推廣面積最大[4]任海紅. 任小俊,王英,等.非組培遺傳轉(zhuǎn)化法在農(nóng)作物化。同時,小麥育種者在深人小麥生產(chǎn)第一線技術(shù)育種上的應(yīng)用[J].山西農(nóng)業(yè)科學, 2010, 38(11);17-指導的同時,也是一個調(diào)研、學習過程,可以更加了解小麥生產(chǎn)中存在的問題,以及對品種的需求和走[5]趙獻林,雷振生 ,吳政卿.河南省小麥栽培管理中常見向,有助于對自己的育種目標或科研方向做出合理問題透析[J].河南農(nóng)業(yè)科學,2009<11):51-53.的調(diào)整。[6]趙獻林,王愛玲. 農(nóng)村勞動力危機與國家糧食安全隱患[].河南農(nóng)業(yè)科學,00(1)9-11. .5各種育種方法對育種目標的影響[7]高蘭英中國煤化工種研究中的應(yīng)用就育種方法而言,雖然小麥生物學技術(shù)發(fā)展迅[].山Y(jié)HCNMHG.[8] 武鳳俠玩北地區(qū)小友H行反辰”問[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科速,并在小麥育種中得到廣泛應(yīng)用,但在今后相當長技,2011(9) :24-26..