河北省冬小麥品種遺傳分析和超高產(chǎn)特征研究.pdf

1、中國小麥的播種面積和產(chǎn)量?jī)H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(chǎn)量?jī)H次于河南省和山東省，位居全國第三位。河北省小麥生產(chǎn)能力的不斷提高，對(duì)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(zhǎng)期間的自然降水量偏少，遠(yuǎn)不能滿足小麥生長(zhǎng)需求。氮肥的施用在促進(jìn)小麥產(chǎn)量提高的同時(shí)，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(chǎn)冬小麥的品種特征，不僅對(duì)豐富河北省冬小

2、麥種質(zhì)多樣性，提高冬小麥高產(chǎn)抗旱育種水平提供理論參考，也對(duì)不同類型品種水氮施用技術(shù)的革新具有重要的指導(dǎo)意義。
　　本研究采用系譜分析和計(jì)算骨干親本遺傳貢獻(xiàn)率的方法，研究分析了河北省1976-2013年間審定的156個(gè)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(biāo)記技術(shù)，研究了河北省1997-2007年間審定的85個(gè)冬小麥品種的農(nóng)藝性狀抗旱性和遺傳多樣性。在國家糧食豐產(chǎn)科技工程河北省項(xiàng)目區(qū)示范縣的超高產(chǎn)麥田，采用多點(diǎn)大區(qū)對(duì)

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(gè)水氮組合條件下氮高效冬小麥品種。取得結(jié)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(xiàn)率和育種骨干品種。本研究依據(jù)對(duì)現(xiàn)代冬小麥品種遺傳貢獻(xiàn)率，明確了螞蚱麥/碧玉麥等11個(gè)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(duì)河北省審定冬小麥品種的遺傳貢獻(xiàn)率由大到小的順序?yàn)槲涷汽?碧玉麥＞早洋麥＞

4、勞夫林10號(hào)＞歐柔=咸農(nóng)39＞勝利麥/燕大1817＞阿夫樂爾＞豐產(chǎn)3號(hào)＞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(hào)、石新733、泰山5號(hào)、冀麥36號(hào)、冀麥30號(hào)、冀麥32號(hào)、冀麥38號(hào)、石4185、藁優(yōu)8901和邯6172等10個(gè)品種先后成為該省小麥新品種培育的骨干親本。并依據(jù)這些骨干品種的農(nóng)藝特征，明確了河北省冬小麥的育種目標(biāo)一直緊密結(jié)合該區(qū)域小麥生長(zhǎng)季的生態(tài)特征，突出小麥的多穗型、抗

5、倒伏、高產(chǎn)、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(biāo)，并明確了小麥抗旱高產(chǎn)的育種方向。本研究首次發(fā)現(xiàn)了子粒長(zhǎng)度、子粒比重均與小麥品種的豐產(chǎn)性和抗旱性顯著正相關(guān)，干旱結(jié)實(shí)率和子粒長(zhǎng)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(chǎn)量較高，但其抗旱性尚需進(jìn)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(zhǎng)度是提高小麥豐產(chǎn)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(zhǎng)度是提高旱地產(chǎn)量的育種方向。河北省小麥品種基于抗旱農(nóng)藝性狀的遺傳基礎(chǔ)較為狹窄。提高高產(chǎn)抗旱種質(zhì)資源的遺傳豐富度，是今后河北省小麥高產(chǎn)抗旱育種的關(guān)鍵。在合理利用現(xiàn)有種質(zhì)資源的基礎(chǔ)上，應(yīng)進(jìn)一步引進(jìn)、收集和創(chuàng)新優(yōu)異的高產(chǎn)抗旱種質(zhì)。
　　3.基于SSR標(biāo)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(jì)算每個(gè)SSR標(biāo)記位點(diǎn)的等位基因數(shù)Ne（1.644～20.333，平均4.708）和香農(nóng)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(diǎn)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(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所選育的小麥品種遺傳基礎(chǔ)最為豐富，石家莊市小麥新品種新技術(shù)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(zhì)性。建議育種單位在選配親本時(shí)，重視引入具有不同的遺傳背景、優(yōu)異性狀互補(bǔ)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(chǎn)冬小麥的品種特征。多穗型冬小麥品種是河北省冬小麥產(chǎn)量不斷提高的首選品種類型。產(chǎn)量結(jié)構(gòu)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(chǎn)冬小麥適宜水氮施用量，并篩選了氮高效超高產(chǎn)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(zhì)積累量和平均子粒產(chǎn)量最高，是河北省超高產(chǎn)冬小麥協(xié)調(diào)營養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)矛盾，實(shí)現(xiàn)較高子粒產(chǎn)量的最佳措施。本研究結(jié)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(qiáng)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(nóng)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(nóng)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。