黄淮麦区小麦超高产育种产量结构优化模式探讨

从产量结构和生态环境互作理论出发，探讨了在黄淮麦区生态条件下，小麦品种产量及产量结构模式发展变化的阶段性和连续性，提出了选 育９ｔ／ｈｍ＾２超高产小麦品种产量结构的多元化组合模式。并强调在小麦杂交育种中，通过对产量结构以及与之密切相关的诸如分蘖、幼穗分化、籽粒灌浆、抗病、抗逆性能等方面综合遗传改良，是培育和发挥超高产小麦品种产量潜力的重要途径。     

导入大赖草DNA小麦后代的变异性状分析

对6个不同生态类型小麦品种及其完全双列杂交F1幼穗分化特点和穗分化杂种优势的研究表明,杂种幼穗分化各主要时期普遍存在杂种优势;不同生态类型组配方式的杂种穗分化优势不同;穗分化杂种优势与产量杂种优势具有一定相关关系;黄淮麦区杂交小麦最佳生态组配方式为春性品种×冬性品种。     

强筋小麦产量、品质同步优化栽培技术

优质与高产是小麦生产所追求的两大目标。生产中往往造成优质不高产或高产不优质现象,如何协调二者矛盾,实现产量、品质同步提高,是目前小麦生产亟待解决的问题。郑州市地处黄淮麦区,近年来,在试验研究的基础上,总结出一套适合黄淮麦区的强筋小麦产量、品质同步优化栽培技术,并     

黄淮麦区小麦品种(系)籽粒硬度分布及其对品质和产量性状的影响

以黄淮麦区主推品种(系)为试验材料,通过测定籽粒硬度的分布概况,分析其与产量性状和品质性状的关系,以期为小麦品质改良提供理论支持.结果表明,黄淮麦区中硬质麦的比例最高,为67.37％,混合型和软质麦的占比较低,分别为11.05％和21.58％,硬度值的分布范围较广,为18～85.通过分析不同硬度类型小麦与产量性状的关系可知,在产量和千粒重指标上软质麦显著高于混合麦和硬质麦,而在穗粒数和单穗重指标上不同硬度表型的材料无显著差异,这说明籽粒硬度主要通过关联千粒重这一指标来实现对产量的影响;不同硬度表型与品质参数的关系表现为,在和面时间和SDS-沉淀值参数上硬质麦显著高于混合麦和软质麦.该研究结果表明,籽粒硬度与产量性状和品质性状联系紧密,在育种过程中可以作为重要的辅助手段应用到小麦育种过程中.     

试论超高产小麦选育的思路和途径

通过对目前高产小麦育种现状的分析,结合黄淮麦区西部的生态条件和气候特点,提出产量再上新台阶,要以资源创新为基础,协调提高产量三因素的量值为思路,利用矮败小麦育种工具和常规超亲育种方法,通过改良小麦株型结构,增强后代选择压力,选育超高产小麦品种,达到单位面积穗数增加,穗粒数和千粒重并举提高,突出穗粒数,实现产量突破。     

黄淮麦区冬小麦超高产栽培的理论与实践

根据黄淮麦区的生态特点,研究了冬小麦超高产(产籽粒9 000kg/hm2)栽培的理论与技术.结果指出,于土肥水条件良好的高产麦田,在建立合理群体结构的基础上,小麦开花至成熟阶段的干物质积累和分配与植株生育后期早衰的矛盾,是高产(产籽粒6 000～7 500kg/hm2)向超高产发展的主要限制因素.揭示了高产条件下小麦的衰老规律,划分衰老阶段,探索出延长缓衰期、缩短速衰期、保持较长的光合速率高值持续期,生物产量和经济系数同步提高的小麦由高产达到超高产的途径.研究出包括建立具有超高产潜力的两种类型品种的合理的群体结构和产量结构,氮肥后移,根据超高产麦田需肥特点施用氮、磷、钾、硫元素,培育超高产麦田土壤肥力等措施的超高产栽培技术体系.     

我国主要麦区主栽高产品种产量差异及其与产量构成和氮磷钾吸收利用的关系

【目的】明确主栽高产品种产量差异与产量构成、氮磷钾吸收利用的关系,对于通过选育优良品种,进一步优化养分管理和栽培措施,缩小产量差,以指导我国主要麦区小麦的高产优质生产。【方法】于2016—2017年度在我国黄淮北片、黄淮南片和长江中下游3个主要冬麦区进行田间试验,种植各麦区主栽高产品种,研究高产小麦品种产量差异及其与干物质累积、产量构成和氮磷钾吸收利用之间的关系。【结果】黄淮北片、黄淮南片和长江中下游麦区籽粒产量均存在较大差异,分别介于7 751—8 702 kg·hm-2、7 302—8 413 kg·hm-2、5 554—到6 294 kg·hm-2。各麦区品种高产的原因不同,黄淮北片麦区,高产品种具有高的地上部生物量和收获指数,穗数也是高产的原因;黄淮南片麦区高的收获指数和穗粒数是高产的关键;长江中下游麦区高产的主要原因是高的收获指数和千粒重。黄淮北片麦区,高产品种有低的籽粒含氮量和需氮量以及高的氮生理效率;黄淮南片麦区,高产品种茎叶含磷量和需磷量较低,但磷生理效率和茎叶含钾量较高;长江中下游麦区,高产品种的籽粒含钾量低,籽粒含磷量和茎叶含磷钾量高,地上部氮磷吸收量高,磷生理效率低于而需磷量高于对照品种。【结论】总体来看,黄淮北片麦区鲁原118、黄淮南片濮麦168、长江中下游麦区华麦7号等具有较好的产量表现;在我国主要麦区,地上部生物量和收获指数仍是高产的关键,同时提高地上部养分吸收利用和养分收获指数,才能提高生理效率,降低养分需求量,实现小麦高产优质。     

高产小麦群体动态及干物质积累与转运特性分析

为进一步挖掘小麦品种生产潜力,提高小麦产量,本研究以儒麦1号、太麦198、山农28、济麦22共4个高产品种为材料,于2018—2020连续两年度采用大田小区试验法比较品种间群体动态变化、各生育时期干物质积累与转运特性、产量及其构成因素的差异。结果表明,儒麦1号、太麦198及山农28产量高于9 000 kg/hm~2,均达到超高产水平。4个品种的茎蘖成穗率在40.60%～57.57%之间;花前干物质转运量对籽粒的贡献率在18.98%～39.71%之间,花后干物质积累量对籽粒贡献率达60.29%～81.02%。与济麦22相比,3个品种均提高了花后干物质量的积累,儒麦1号通过提高穗粒数、山农28通过提高单位面积有效穗数实现超高产,太麦198优化产量构成因素,从而实现高产。     

我国主要麦区主栽高产品种产量差异及其与 产量构成和氮磷钾吸收利用的关系

【目的】明确主栽高产品种产量差异与产量构成、氮磷钾吸收利用的关系,对于通过选育优良品种,进一步优化养分管理和栽培措施,缩小产量差,以指导我国主要麦区小麦的高产优质生产。【方法】于2016—2017年度在我国黄淮北片、黄淮南片和长江中下游3个主要冬麦区进行田间试验,种植各麦区主栽高产品种,研究高产小麦品种产量差异及其与干物质累积、产量构成和氮磷钾吸收利用之间的关系。【结果】黄淮北片、黄淮南片和长江中下游麦区籽粒产量均存在较大差异,分别介于7 751—8 702 kg·hm ^-2、7 302—8 413 kg·hm ^-2、5 554—到6 294 kg·hm ^-2。各麦区品种高产的原因不同,黄淮北片麦区,高产品种具有高的地上部生物量和收获指数,穗数也是高产的原因;黄淮南片麦区高的收获指数和穗粒数是高产的关键;长江中下游麦区高产的主要原因是高的收获指数和千粒重。黄淮北片麦区,高产品种有低的籽粒含氮量和需氮量以及高的氮生理效率;黄淮南片麦区,高产品种茎叶含磷量和需磷量较低,但磷生理效率和茎叶含钾量较高;长江中下游麦区,高产品种的籽粒含钾量低,籽粒含磷量和茎叶含磷钾量高,地上部氮磷吸收量高,磷生理效率低于而需磷量高于对照品种。【结论】总体来看,黄淮北片麦区鲁原118、黄淮南片濮麦168、长江中下游麦区华麦7号等具有较好的产量表现;在我国主要麦区,地上部生物量和收获指数仍是高产的关键,同时提高地上部养分吸收利用和养分收获指数,才能提高生理效率,降低养分需求量,实现小麦高产优质。     

施氮量对枣麦间作小麦光合速率、光合物质积累及产量的影响

[目的]枣麦间作模式下,探讨施氮量对小麦光合特性及产量形成的影响,确定枣麦间作模式下合理的施氮量.[方法]在枣麦间作模式下,研究不同施氮量对小麦叶绿素含量、光合速率、光合物质积累、分配及产量和产量构成的变化.[结果]在枣麦间作模式下,施氮量处理小麦叶绿素含量、光合速率、光合物质积累及分配显著高于对照,且随着施氮量的增加显著提高;施氮量处理显著提高了小麦收获穗数和穗粒数,千粒重与对照无明显差异,产量显著提高.[结论]在枣麦间作模式下,通过合理增施氮肥量,提高小麦叶片叶绿素含量和光合速率、延长叶片光合功能期,增加光合物质累积量的同时,促进光合物质向籽粒分配的比例,通过主攻收获穗数和穗粒数来提高产量,是实现枣麦间作小麦高产的有效技术模式.     

用STS标记检测矮秆基因Rht-B1b和Rht-D1b在中国小麦中的分布

【目的】明确矮秆基因在中国小麦中的分布，有助于改良小麦株高和提高产量潜力。【方法】选用中国主要麦区品种（系）239份，用STS标记检测矮秆基因Rht-B1b （Rht1）和Rht-D1b （Rht2）的分布规律，验证其PCR标记在分子标记辅助育种中的可用性。【结果】（1）Rht-B1b和Rht-D1b特异性STS标记可以准确检测小麦品种的Rht-B1b和Rht-D1b矮秆基因。（2）Rht-B1b基因在全国的平均分布频率为24.3%，新疆冬春麦区高达62.5%，长江中下游冬麦区为42.3%，黄淮冬麦区、北部冬麦区和西北春麦区分别为28%、25.8%和25%，北部春麦区和西南冬麦区分别为9.1%和 8.3%，东北春麦区供试材料未携带Rht-B1b基因。（3）Rht-D1b基因在全国的平均分布频率为46.9%，北部春麦区和黄淮冬麦区分别为72.7%和69%，西南冬麦区、西北春麦区和北部冬麦区分别为38.9%、37.5%和35.5%，长江中下游冬麦区和新疆冬春麦区分别为23.1%和12.5%，东北春麦区供试材料未携带Rht-D1b基因。【结论】分子检测结果和系谱分析表明，中国小麦品种（系）携带的Rht-B1b矮秆基因来自St2422/464和农林10，Rht-D1b矮秆基因来自农林10号、水源86、辉县红和蚰包麦。     

Allelic Variation in Loci for Adaptive Response and Its Effect on Agronomical Traits in Chinese Wheat (Triticum aestivum L.)

Heading date was an important trait that decided the adaptation of wheat to environments. It was modified by genes involved in vernalization response, photoperiod response and development rate. In this study, four loci Xgwm261, Xgwm219, Xbarc23 and Ppd-D1 which were previously reported related to heading time were analyzed based on three groups of wheat including landraces (L), varieties bred before 1983 (B82) and after 1983 (A83) collected from Chinese wheat growing areas. Generally, heading date of landrace was longer than that of varieties. Significant differences in the heading time existed within the groups, which implied that diversification selection was much helpful for adaptation in each wheat zone. Photoperiod insensitive allele Ppd-D1a was the first choice for both landrace and modern varieties, which promoted the heading date about four days earlier than that of sensitive allele Ppd-D1b. The three SSR loci had different characters in the three groups. Predominant allele combination for each zone was predicted for wheat group L and A83, which made great contribution to advantageous traits. Xgwm219 was found to be significantly associated with heading date in Yellow and Huai River Winter Wheat Zone (Zone II) and spike length in Middle and lower Yangtze Valley Winter Wheat Zone (Zone III), which implied functional diversification for adaption. Variation for earliness genes provided here will be helpful for whet breeding in future climatic change.     

江苏淮南麦区小麦品种观察比较试验

为了解不同类型品种在江苏淮南麦区不同播期条件下对环境气候的适应性,选用了江苏淮北麦区推广的‘淮麦22’,‘烟农19’和‘郑9023’等3个品种以及淮南麦区推广的‘扬麦15’,‘扬麦16’,‘扬麦13’,‘扬麦11’,‘宁麦13’和‘镇麦166’等6个品种进行了分期观察比较。结果表明,各品种均以适期（10月28日）播种的综合性状表现较好,研究结果认为早熟品种‘扬麦11’和中熟品种‘扬麦16’综合性状表现较好,它们穗大、粒多、千粒重高、抗病性亦较好,比较适宜淮南麦区气候特点。     

小麦抗穗发芽品种资源的筛选

[目的]利用已报道的抗穗发芽共显性STS标记Vp1B3,筛选适宜黄淮麦区和长江中下游麦区种植的抗穗发芽白粒小麦品种。[方法]对57份黄淮麦区和长江中下游麦区的主要品种（系）及地方品种于2007年测定种子萌发指数（GI）,并用标记Vp1B3对选取的品种做PCR扩增。[结果]标记Vp1B3扩增出抗性条带845、569 bp和感穗发芽条带652 bp 3种类型的片段,其频率分别为7.0%、26.3%和66.7%,且3种基因型品种之间的GI值差异均达到极显著水平。[结论]验证了标记Vp1B3能对不同品种的穗发芽抗性进行有效筛选;筛选出2份GI值〈20%的白粒抗穗发芽小麦品种,丰产3号和万县白麦子,可作为穗发芽抗性育种中的有用资源。     

基于基因特异性标记分析Pm21在中国冬小麦品种（系）中的分布

【目的】来自小麦-簇毛麦6VS/6AL易位系的抗病基因Pm21对小麦白粉病具有持久和广谱抗性,开发该基因的特异性标记,分析其在全国冬麦区中的应用情况,为Pm21的合理布局及分子标记辅助选择育种提供理论依据和技术支撑。【方法】根据已克隆的与Pm21抗性途径紧密相关的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶基因Stpk-V的序列（GenBank登录号为HQ864471.1）,提取其蛋白序列并利用Pfam软件分析其保守结构域起止位点,在其保守结构域外设计开发特异序列标记WS-1;构建Pm21载体品种92R137和感病品种Avcoet S（AvS）的F2群体,以小麦白粉病菌E09对该群体每个单株进行苗期抗白粉病表型鉴定,同时利用WS-1对F2群体进行分子检测,分析检测表型与抗病表型,以验证WS-1标记的准确性;利用WS-1标记对来自中国不同冬麦区的662份小麦品种（系）进行分子标记检测,分析Pm21在不同麦区小麦品种（系）的分布情况,并将检测到含有Pm21的品种（系）在田间进行抗白粉病鉴定;选取WS-1已检测到及没有检测到Pm21的品种（系）各50份,利用曹爱忠等开发的标记NAU/xibao15902进行PCR扩增,进一步证明WS-1的准确性。【结果】（1）开发的Pm21特异标记WS-1为显性标记,含Pm21的小麦材料在8%非变性聚丙烯酰胺凝胶中扩增出一条大小为949 bp的片段,而不含该基因的小麦材料中无该片段。（2）在包含377个株系的F2群体中,286个单株为抗病,91个单株为感病,抗感比符合3﹕1的分离比例,表明在该群体中Pm21表现为显性单基因,WS-1对F2群体的每个株系的检测结果与抗/感表型完全一致。（3）供试的662份小麦材料中,49份携带Pm21,平均分布频率为7.4%,其中,西南冬麦区中检测到33份,占该区参鉴品种（系）数的34.4%,而北部冬麦区、黄淮冬麦区和长江中下游冬麦区,分别检测到4份、9份和3份,各占该区参鉴品种（系）数的5.3%、3.1%和1.5%。【结论】开发的Pm21特异性标记WS-1可以作为该基因的检测标记,也可应用到今后的基因聚合育种中;该基因在不同麦区分布相差很大,其中,西南冬麦区四川、贵州省的小麦品种（系）中Pm21使用频率过高,有促进病原菌定向选择的风险,在当前小麦育种中应给以重视。     

中国小麦产业发展与科技进步

文章总结分析了新中国成立以来中国小麦生产发展和品种选育与栽培技术研究的历史进程。小麦生产发展分为4个阶段,即1949—1957年恢复性增长、1958—1978年稳定增长、1979—1999年单产快速增长和2000—2016年产量质量同步提升。简要介绍了1949年前的育种起步历史,1950年以后小麦育种取得了巨大进展,经历了抗病稳产早熟、矮化抗倒高产和高产优质高效3个阶段,矮秆基因和1B/1R易位系利用与株型改良起到关键作用,育成了碧蚂1号、泰山4号、扬麦158、豫麦21、济麦22等突破性品种,主产麦区经历了8~9次品种更新换代。黄淮麦区的矮秆高产育种和长江中下游麦区的抗赤霉病育种在国际上产生重要影响。概括了种质资源、远缘杂交、矮败小麦、品质改良、兼抗型成株抗性育种、基因组学等领域的新进展。小麦栽培研究经历了4个阶段,20世纪50年代以合理密植为核心,20世纪六七十年代重点研究不同麦区小麦生长发育规律与高产栽培历程,20世纪80年代提出了各主要麦区栽培技术模式包括精播高产、节水高产等技术,20世纪90年代以优质和信息技术应用为主。未来产业发展面临提升质量、降低成本和保护环境三大挑战,气候变化、病害加重、缺乏优质高效抗病品种制约生产发展,建议加强优质抗病高效品种选育与新技术应用研究,实现栽培研究与植保、土肥、农机等有机结合,以全面提高小麦产业的竞争力。     

三个不同穗型小麦品种的高产特性分析

对重穗型8761，中穗型9133和多穗型温6小麦品种的高产特性进行了研究。结果表明，中穗型9133的成产三因素比较协调，在生产上容易获得高产。     

不同穗型品种小麦高产栽培条件下产量构成因素对产量的影响

通过对我市700kg/667m2小麦高产创建所用的品种类型作材料,分析了不同穗型品种小麦在700kg/667m2超高产栽培中的产量及其构成因素相互间的影响表现,指出在700kg/667m2高产栽培中条件下,不同穗型品种小麦单位面积穗数对产量所起的主导作用主要是通过影响穗粒重来实现的。大穗型品种超过35万穗/667m2因穗粒数剧烈下降而穗粒重表现明显下限趋势,中穗型品种超过45万穗/667m2穗粒数和千粒重均表现明显下降,穗粒重也表现出大幅度降低。但在各品种适宜的群体穗数范围内,中穗型品种穗粒重最稳定。在700kg/667m2小麦高产创建中,中穗型品种小麦为首选品种,其次是多穗型品种,在栽培中确保合理群体穗数,主攻穗粒重。     

长江下游地区小麦超高产育种的探讨

根据长江下游地区的自然条件和小麦品种产量水平的发展趋势 ,提出了小麦超高产育种的目标 ,指出小麦超高产育种的突破口应是在保证一定穗数的基础上 ,着重增加每穗粒数和千粒重来主攻穗重。对如何选育超高产优质品种的途径和方法作了针对性探讨。     

小麦高产品种幼穗分化发育特性的研究

对关中，黄淮麦区大面积种的几个高产小麦品种和具有高产性状几个品系的穗分化发育特性的研究表明，在幼穗分化过程中，提高单棱分化速率，增加单棱分化数目，延长二棱分化时期，是形成大穗（多小穗）的发育基础，促进分蘖穗与主茎穗在小花原基分化期达到同步分化，是形成穗匀发育基础，也可做为育种实践的相关选择指标。