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小麦新品种‘石优20号'的选育技术与推广方法

添加时间:2019/04/29
  摘要:为选育出高产稳产、品质优异, 抗逆性强、适应性广小麦新品种, 以‘冀935-352’为母本, ‘济南17’为父本进行杂交;采用在不同土质和生产条件下异地交替定向选择。在高肥条件下, 前期足水供应, 促营养体充分发育, 后期干旱胁迫, 在逆境条件下筛选生产能力强的个体以提高品种的抗旱性、节水性、抗逆性、适应性等;选种方向上注重选择产量因素协调的个体;高代品系采用跨区域多点风土适应性鉴定筛选的方法, 使高产稳产与抗逆广适达到高度结合;同时, 从F3代进行实验室品质同步选择。成功选育出小麦新品种‘石优20号'.该品种集高产、优质、抗旱、耐瘠、节水等特点于一体, 于2009年通过河北省优质组审定, 2011年又通过了国家审定。其遗传基础丰富、性状良好, 可作为高产优质种质利用。
  
  关键词:小麦; 石优20; 高产优质; 选育; 应用;
 
  
 
  0 引言
  
  小麦是中国主要粮食作物, 也是重要的商品粮和主要的粮食储备品种[1].河北省是中国小麦主产省, 国家重要商品粮生产基地[2], 中国优质强筋小麦优势产区[3].长期以来, 为了解决温饱问题, 中国在小麦育种研究和生产方面出现重产量轻品质的倾向, 在小麦产量提高的同时品质没有同步改良, 导致小麦生产优质品种不足, 商品质量不高[4].市场上优质品种数量少且不能规模化生产, 供不应求, 优质专业小麦依赖进口[5,6,7,8].因此加强高产与优质相结合品种的选育是解决当前市场粮源品质结构和市场供求关系的重要途径。针对中国小麦生产面临的主要问题和发展需求, 确立了高产稳产、品质优异, 抗逆性强、适应性广的育种目标, 培育高产优质并具有广泛适应性的冬小麦新品种, 为小麦生产可持续发展提供关键技术。
  
  ’石优20号‘是石家庄市农林科学研究院选育而成的优质高产冬小麦新品种。2009年通过河北省优质组审定, 2011年又通过了国家黄淮北片麦区和国家北部冬麦区跨区域双审定, 2015年获植物新品种权保护。目前该品种在黄淮冬麦区和国家北部冬麦区显示了良好的应用前景。本研究通过介绍’石优20号‘小麦新品种的亲本来源、选育方法、选育过程、品种特点、产量表现和推广应用情况, 旨在为该品种的推广提供依据, 同时为优质强筋小麦新品种选育提供借鉴。
  
  1 材料与方法
  
  1.1’石优20号‘亲本来源
  
  母本’冀935-352‘是河北省农科院作物所由组合’冀麦30'/‘缘早1'/’γ3101‘中选育的新品系[9], 该品系半冬性、中早熟, 幼苗半匍匐, 抗寒性好, 长势及分蘖力强, 成穗率高, 中抗白粉病和条锈病, 落黄好;父本’济南17'[10,11,12]是山东省农科院作物研究所由‘临汾5064'/’鲁麦13号‘[13,14]杂交组合中选育而成的强筋小麦品种, 该品种属冬性中熟品种, 幼苗半匍匐, 抗寒性好, 分蘖力强, 成穗率高。组合遗传背景 (见图1) .
  
  图1’石优20号‘系谱图

  
  1.2 选育方法
  
  采用在不同土质和生产条件下异地交替定向选择, 并利用, “前期水肥扩源、后期胁迫筛库”, 前促后控垂直选择方法进行选择。即在高肥条件下, 前期满足水分供应, 构建强大的营养体, 后期干旱胁迫, 利用非生物逆境压力筛选具有节水高产性状的“库”;选种方向上注重选择穗粒重高、株粒重高和产量因素协调的个体;高代品系采用跨区域多点风土适应性鉴定筛选的方法, 使高产稳产与抗逆广适达到高度结合;同时, 高代品系进行实验室品质同步检测选择 (见表1、图2) .
  
  表1 水分调控与选择

  
  2 结果与分析
  
  2.1 选育经过
  
  1998年进行有性杂交, F1~F2代于1999-2000年在辛集市马兰育种基地种植, F1代表现出较强的杂种优势, 穗数多, 抗病性好, 落黄好, 杂种一代经济产量高, 确定为重点组合。F2代加大选择群体的种植, 从中选择31个优异单株升入F3代, 自F3代开始采用在辛集市马兰农场 (粘质壤土、水肥条件好) 和石家庄农业科技园 (沙壤土、保水条件较差) 两地交替定向选择。经过连续7年的异地交替定向选择, 于2005年出圃, 代号为“石B05-7388”.2006年参加了本院产比试验和在河北邢台、邯郸、保定、河南鹤壁、山西运城、临汾、江苏徐州、山东潍坊等异地多点风土适应性鉴定筛选试验, 2007-2009年参加冀中南优质组区域试验, 2009-2011年参加了国家黄淮北片水地区域试验和国家北部冬麦区区域试验, 2010-2012年参加天津市水地组区域试验。
  
  2.2 品种表现
  
  2.2.1 生物学特性
  
  属半冬性中熟品种, 全生育期比对照’石4185‘晚熟0.1天。幼苗匍匐, 分蘖力强, 抗寒性好。株高77 cm左右, 株型松紧适中, 茎秆细实, 较抗倒伏, 旗叶较长。穗层整齐, 穂茎节短, 中后期穗色、叶色发黄, 抗干热风, 落黄好。穗纺锤形, 顶芒, 白壳白粒, 籽粒角质。田间自然发病, 抗条锈病, 感白粉和叶锈病。2008-2009年度区试平均穗数678.0万/hm2, 穗粒数33.2粒, 千粒重38.7 g.2009-2010年度区试平均穗数619.5万/hm2, 穗粒数35.7粒, 千粒重38.4 g.
  
  图2 不同土质条件下异地交替选择示意图

  
  2.2.2 产量表现
  
  (1) 产比试验和异地多点风土适应性试验结果
  
  2005年石家庄市农林科学研究院产比试验, 种植在院试验场和马兰农场两地, 两地平均产量8428.8 kg/hm2, 比对照’石4185‘增产11.30%;同年, 在河北、河南、山西、山东五省布置10个试点进行小麦新品系风土适应性鉴定试验, 产量幅度在7284.0~8932.5 kg/hm2, 较对照’石4185‘增产幅度在3.30%~11.50%之间;2006年参加大区生产试验, 产量8592.0 kg/hm2, 比对照’石4185‘增产9.85%.
  
  (2) 冀中南优质区试结果
  
  2007-2008年度, 最高产量8898.8 kg/hm2, 平均产量7911.8 kg/hm2, 较对照’藁优8901‘增产9.83%, 居11个参试品系第一位。2008-2009年度, 最高产量8351.4 kg/hm2, 9点平均产量7625.4 kg/hm2, 较对照’藁优8901‘增产5.57%.两年平均产量7768.8 kg/hm2, 比对照’藁优8901‘增产7.70%, 增产显着, 居第一位。2008-2009年度冀中南优质组生产试验, 平均产量7838.6 kg/hm2, 比对照’藁优8901‘增产7.40%, 增产显着, 居第一位。
  
  (3) 黄淮北片水地区试结果
  
  2008-2009年度, 平均产量7864.5 kg/hm2, 比对照’石4185‘增产3.08%.2009-2010年度, 平均产量7624.5 kg/hm2, 比对照’石4185‘增产3.30%.两年平均产量7744.5 kg/hm2, 平均比对照’石4185‘增产3.19%.2010-2011年度黄淮北片水地生产试验, 平均产量8464.5 kg/hm2, 比对照’石4185‘增产4.32%.
  
  (4) 国家北部冬麦区水地组区试结果
  
  2008-2009年度, 平均产量6722.1 kg/hm2, 比对照’京冬8号‘增产6.72%, 增产显着。2009-2010年度, 平均产量6526.6 kg/hm2, 比对照’京冬8号‘增产7.40%, 增产极显着。两年平均产量6624.2 kg/hm2, 比对照’京冬8号‘增产7.10%.
  
  2.2.3 抗逆性表现
  
  (1) 抗寒性:经国家区试抗寒性鉴定指定单位遵化国家农作物品种区域试验站2008-2011抗寒性鉴定证明, ’石优20号‘抗寒性好, 叶片冻害3++级, 死株率0.0%, 死茎率0.4%, 抗寒性1级, 评价为抗寒性好。2009-2010年在小麦遭遇秋、冬、春连续严重冻害条件下, ’石优20号‘示范田越冬率为95.1%, 表现出较强的抗寒能力。
  
  (2) 抗病性:2009、2010年由国家区试抗病性鉴定指定单位中国农科院植保所进行了抗病性鉴定, 结果如下:慢条锈病, 高感叶锈病、白粉病、赤霉病和纹枯病。
  
  (3) 耐旱性:2008年在马兰试验站旱棚干旱条件下种植, 产量4107.9 kg/hm2;较对照增产4.65%;2009在极度干旱的条件下, 在马兰试验站旱地示范田0水处理, 产量5931.4 kg/hm2, 1水处理产量达到7582.5 kg/hm2.
  
  (4) 耐瘠薄:2001-2010年中科院遗传所在马兰试验站进行的N/P高效试验, 在0磷和0氮处理中, ’石优20‘在每个生育阶段长势明显优于其他品种和对照品种, 耐瘠薄优势明显。
  
  2.2.4 品质特征
  
  2009、2010年农业部谷物品质监督检验测试中心对’石优20号‘区试混合样进行了品质检测, 结果如下:容重804 g/L、785 g/L, 蛋白质含量 (干基) 14.02%、14.22%, 湿面筋31.8%、31.8%, 沉降值40.5 mL、34.5 mL, 吸水率61.2%、58.0%, 稳定时间15.4 min、8.0 min, 拉伸面积121 cm2、94 cm2, 延伸性150 mm、168 mm, 最大抗延阻力604 EU、408 EU, 硬度指数66.4.依据NY/T967-2006《农作物品种审定规范小麦》, 为强筋小麦。
  
  2.2.5 示范推广应用情况
  
  2011年在辛集市马兰试验站示范种植2 hm2, 平均产量10093.5 kg/hm2;2012年在辛集市6.67 hm2高产攻关田, 平均产量10032.9 kg/hm2, 产量结构:穗数772.5万/hm2, 穗粒数35.5粒, 千粒重430 g;赵县原种场高产示范田10 hm2, 平均产量9883.5 kg/hm2, 产量结构:穗数798.0万/hm2, 穗粒数35.2粒, 千粒重43.5 g;2013年辛集市马兰村种植200 hm2, 经河北省科技厅、农业厅组织专家田间测产, 穗数907.8万/hm2, 穗粒数33.4粒, 千粒重41.0 g, 平均产量10554.0 kg/hm2;邯郸市吨粮市建设项目中, 在大名县万堤镇133.33 hm2高产展示田, 平均产量9120.0 kg/hm2, 高产地块经专家测产, 产量10545.0 kg/hm2;山东省济南市历城区王舍人镇杨北村2.67 hm2, 一水未浇情况下, 经山东省专家测产平均产量7762.5 kg/hm2;山东省临沂地区半坡地大面积推广, 平均产量9000.0 kg/hm2, 较当地品种增产10.00%;廊坊市固安县示范种植333.33 hm2, 平均产量7650.0 kg/hm2.
  
  3 讨论与结论
  
  3.1 高产与优质的关系
  
  长期以来, 高产与优质的有效结合一直是育种工作者和品种应用单位最为关心的问题。高产、优质、多抗和广适始终是广大小麦育种工作者追求的目标[15], 大量的研究报道[16,17], 认为二者同步提升有矛盾, 现有的育成推广品种也存在优质不高产或高产不优质的现象。但是, 通过近年的研究已证明, 高产和优质可以在一定条件下一定的品种中、一定程度上并行不悖的[18,19,20].’石优20号‘的育成, 就是一个成功的范例。’石优20号‘选育出后, 参加了国家黄淮北片水地高产区试, 与国内同区域高产水地品种同台竞技, 表现出了高产稳产的特性, 连续三年平均比高产对照’石4185‘增产3.0%以上;在河北省优质组区试和生产试验中, 平均比对照’藁优8901‘增产7.0%以上, 增产达极显着水平。同时, 该品种经国家品质检测中心检验, 各项品质指标均达到国标强筋小麦标准。’石优20号‘的成功选育, 说明了小麦高产与优质性状可以有机结合和同步提升。
  
  3.2 品质选择
  
  品质选择不同于产量及性状选择, 品质检测是必要的手段[21].’石优20号‘在选择过程中, 从F3代开始利用近红外谷物籽粒品质分析仪, 沉降值测定仪检测, F4、F5高代品系种子量达到一定的数量后, 开始用面筋仪、粉质仪、拉伸仪等精密仪器辅助选择。因此, 优质强筋小麦育种的选育, 不仅要有明确的育种目标、正确的亲本选择方法, 还需要有早代品质测定手段和精密的仪器设备条件辅助。
  
  3.3 抗逆性和适应性选择
  
  ’石优20号‘利用同生态区不同土壤不同栽培条件和人为制造病虫危害、寒冷干旱、后期干旱等环境胁迫条件进行选择, 以提升品种的抗逆性[22].’石优20号‘在选择过程中分别在辛集市马兰农场粘土地、高肥地、冻季寒冷、多风、病虫害多和石家庄市沙土地、土层浅、干旱、冬季温暖干旱、病虫害多发的试验地同步选择, 对提高品种的耐旱性、抗寒性和抗病性的选择非常有益。为提升品种的适应性, 利用不同生态区的不同的气候、土壤、栽培管理条件对品种进行适应性选择, 将高代品系在石家庄、保定、邯郸、天津、山西临汾、河南鹤壁、山东聊城等多地进行适应性鉴定筛选, 提升了该品种适应性。
  
  综上所述, 小麦新品种’石优20号‘集高产、优质、抗旱、耐瘠、节水等特点于一体。通过几年的示范推广取得了良好的效果, 可作为推广品种应用。其遗传基础丰富、性状良好, 可作为高产优质种质利用。其育种思路, 选择方法、可为广大育种工作者提供借鉴。
  
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