河北省冬小麥品種遺傳分析和超高產特征研究.pdf

1、中國小麥的播種面積和產量僅次于水稻，位居全國第二位。河北省小麥播種面積常年維持在233.3萬hm2以上，總產量僅次于河南省和山東省，位居全國第三位。河北省小麥生產能力的不斷提高，對保障國家糧食安全具有重要意義。河北省水資源極度匱乏，尤其是小麥生長期間的自然降水量偏少，遠不能滿足小麥生長需求。氮肥的施用在促進小麥產量提高的同時，也可能成為影響環(huán)境安全的因素。研究明確河北省冬小麥品種的遺傳多樣性和超高產冬小麥的品種特征，不僅對豐富河北省冬小

2、麥種質多樣性，提高冬小麥高產抗旱育種水平提供理論參考，也對不同類型品種水氮施用技術的革新具有重要的指導意義。
　　本研究采用系譜分析和計算骨干親本遺傳貢獻率的方法，研究分析了河北省1976-2013年間審定的156個冬小麥品種的遺傳多樣性。采用抗旱系數(shù)、抗旱指數(shù)和SSR標記技術，研究了河北省1997-2007年間審定的85個冬小麥品種的農藝性狀抗旱性和遺傳多樣性。在國家糧食豐產科技工程河北省項目區(qū)示范縣的超高產麥田，采用多點大區(qū)對

3、比法研究篩選了N300 kg/hm2+春2水、N240 kg/hm2+春2水和N180kg/hm2+春1水3個水氮組合條件下氮高效冬小麥品種。取得結果如下:
　　1.明確了河北省審定的冬小麥品種的骨干親本遺傳貢獻率和育種骨干品種。本研究依據對現(xiàn)代冬小麥品種遺傳貢獻率，明確了螞蚱麥/碧玉麥等11個普通小麥骨干親本為河北省審定冬小麥品種的主要骨干親本。各骨干親本對河北省審定冬小麥品種的遺傳貢獻率由大到小的順序為螞蚱麥/碧玉麥＞早洋麥＞

4、勞夫林10號＞歐柔=咸農39＞勝利麥/燕大1817＞阿夫樂爾＞豐產3號＞阿勃＞臨漳麥＞太谷核不育材料。
　　在1949年以后河北省審定的冬小麥品種中，津豐1號、石新733、泰山5號、冀麥36號、冀麥30號、冀麥32號、冀麥38號、石4185、藁優(yōu)8901和邯6172等10個品種先后成為該省小麥新品種培育的骨干親本。并依據這些骨干品種的農藝特征，明確了河北省冬小麥的育種目標一直緊密結合該區(qū)域小麥生長季的生態(tài)特征，突出小麥的多穗型、抗

5、倒伏、高產、抗旱、耐鹽堿、抗銹病的育種特征。
　　2.篩選了河北省審定冬小麥品種的抗旱性鑒定指標，并明確了小麥抗旱高產的育種方向。本研究首次發(fā)現(xiàn)了子粒長度、子粒比重均與小麥品種的豐產性和抗旱性顯著正相關，干旱結實率和子粒長度也是冬小麥抗旱性鑒定的可靠性狀。河北省審定的大部分小麥品種在灌溉條件下產量較高，但其抗旱性尚需進一步改善。增加灌溉條件下的單株成穗數(shù)、穗粒數(shù)、旗葉長度是提高小麥豐產性的育種途徑，而增加干旱條件下單株成穗數(shù)、穗粒

6、數(shù)以及縮短干旱條件下的旗葉長度是提高旱地產量的育種方向。河北省小麥品種基于抗旱農藝性狀的遺傳基礎較為狹窄。提高高產抗旱種質資源的遺傳豐富度，是今后河北省小麥高產抗旱育種的關鍵。在合理利用現(xiàn)有種質資源的基礎上，應進一步引進、收集和創(chuàng)新優(yōu)異的高產抗旱種質。
　　3.基于SSR標記，明確了河北省審定冬小麥品種的遺傳多樣性。本研究通過計算每個SSR標記位點的等位基因數(shù)Ne（1.644～20.333，平均4.708）和香農信息指數(shù)SI(0.

7、148～1.102，平均0.544)表明，河北省小麥品種基因型多樣性在大多數(shù)SSR位點上較為豐富。遺傳相似系數(shù)變幅為0.184～0.899，平均0.418，遺傳變異程度高于其他省份。河北省農林科學院糧油作物研究所選育的小麥品種遺傳基礎最為豐富，石家莊市小麥新品種新技術研究所選育的小麥品種與其他單位的品種存在較大的異質性。建議育種單位在選配親本時，重視引入具有不同的遺傳背景、優(yōu)異性狀互補的品種資源作親本，選育出更多遺傳背景豐富的小麥優(yōu)良新

8、品種。
　　4.明確了河北省超高產冬小麥的品種特征。多穗型冬小麥品種是河北省冬小麥產量不斷提高的首選品種類型。產量結構特征為穗數(shù)764.7萬/hm2左右，穗粒數(shù)34.5粒左右;千粒重41.3 g左右。群體總莖（穗）數(shù)變化特征為基本苗361.7萬/hm2左右，冬前總莖數(shù)1084.1萬/hm2左右，最大總莖數(shù)1465.2萬/hm2左右;成穗率53.6％左右，穗數(shù)占冬前總莖數(shù)比例變幅71.2％左右，主莖穗比例47.3％左右，分蘗穗比例5

9、3.7％左右。葉面積指數(shù)變化特征為冬前0.88左右，起身期1.20左右，拔節(jié)期6.04左右，孕穗期7.53左右，開花期5.54左右。株高變化特征為冬前16.2 cm左右，起身期18.8cm左右，拔節(jié)期42.0 cm左右，開花期75.9 cm左右。單株次生根特征為冬前2.5條左右，起身期5.7條左右，拔節(jié)期20.2條左右;開花期29.2條左右。
　　5.明確了超高產冬小麥適宜水氮施用量，并篩選了氮高效超高產冬小麥品種。適氮節(jié)水(N2

10、40 kg/hm2+春2水)處理的平均干物質積累量和平均子粒產量最高，是河北省超高產冬小麥協(xié)調營養(yǎng)生長與生殖生長矛盾，實現(xiàn)較高子粒產量的最佳措施。本研究結果表明，冬小麥品種的氮高效表現(xiàn)存在于一定的施氮量范圍，且不同品種存在差異。強筋冬小麥品種（藁優(yōu)2018）的高效施氮量高于普通冬小麥品種。河農200和石優(yōu)20在不同施氮量條件下均屬氮高效品種，冀麥585和河農826在較高施氮量條件下屬氮高效品種，嬰泊700在較低施氮量條件下屬氮高效品種。