黄淮麦区品种审定情况及品质分析

为分析黄淮麦区小麦育种情况和品质现状,对2012-2022年度国家试验审定品种和品质结果进行汇总。结果表明:从审定麦区分布进行区分的情况下有4片麦区,分别为黄淮南片(69.84%)、黄淮北片(14.68%)、旱肥组(9.13%)、旱薄组(6.35%);从地域分布进行区分有8个区域,分别是安徽(9.13%)、河北(8.73%)、河南(46.43%)、江苏(8.33%)、山东(11.51%)、陕西(5.16%)、山西(3.17%)、北京(7.54%);从育种单位类型进行区分有4种类型,分别是种子公司(45.63%)、科研院所(43.25%)、高校(10.32%)、个人(0.79%)。审定品种现状:从品质方面看,容重、粗蛋白(干基)、湿面筋、吸水量这4个指标近年来有一定提高;稳定时间、最大拉伸阻力、拉伸面积、延展性等加工品质数值偏低,但近年来提升较大。黄淮麦区应着重提高小麦的稳定时间、最大拉伸阻力等加工品质,选育优质中强筋以上的优质品种,提高黄淮麦区小麦的品质育种。

基于8个农艺性状的黄淮麦区小麦品种(系)综合评价

对黄淮麦区小麦品种(系)进行综合评价,可以为小麦育种工作提供评价方法和优异亲本。以黄淮麦区150份小麦品种(系)为研究群体,测定每个材料的8个农艺性状(株高、穗长、每穗小穗数、穗粒数、单株有效分蘖数、粒质、粒整齐度、千粒重),采用遗传多样性指数(H′)、相关分析、主成分分析、隶属函数、层次聚类等方法进行遗传多样性分析与综合评价。遗传多样性分析结果显示,8个农艺性状的H′为0.29(粒质)~2.05(穗长),平均为1.62,表明黄淮麦区小麦品种(系)具有丰富的遗传多样性。变异分析结果显示,该小麦群体中单株有效分蘖数(30.96%)和粒整齐度(20.46%)的变异系数较大,株高(5.66%)和每穗小穗数(7.61%)的变异系数较小。相关分析结果显示,不同农艺性状之间存在不同程度的相关性,其中,穗长与每穗小穗数(r=0.459)和穗粒数(r=0.316)呈极显著正相关;穗粒数与每穗小穗数(r=0.289)呈极显著正相关,与单株有效分蘖数(r=-0.372)和千粒重(r=-0.238)呈极显著负相关;千粒重与粒整齐度(r=0.247)呈极显著正相关。主成分分析将8个农艺性状转换为6个独立的指标,可覆盖87.51%的原有性状信息。基于隶属函数法计算综合评价值(D值)进行层次聚类,将黄淮麦区150份小麦品种(系)划分5个类群(优异型、较好型、中等型、较差型、最差型),筛选出山农25771(0.695)、泰农108(0.687)、鲁原158(0.672)、鲁原309(0.668)、TKM0311(0.640)、LS4607(0.636)、鲁研148(0.620)、BY598(0.617)、衡观35(0.615)、鲁麦23(0.612)和衡4399(0.611)共11份优异品种(系),可作为小麦育种的优异亲本种质。

714个黄淮麦区小麦新品种(系)HMW-GS组成的研究

为了解黄淮麦区小麦新品种品质现状,明确黄淮麦区育成品种(系)的品质多样性,为育种人员提供理论指导,调整育种思路,提高我国小麦品质的多样性,用SDS-PAGE技术鉴定了黄淮麦区714个小麦新品种(系)的HMW-GS组成,并对其多样性进行了分析。结果表明,在714个小麦新品种(系)的Glu-1位点有13种等位基因变异,Glu-A1、Glu-B1和Glu-D1位点占频率最高的亚基分别为1(73.67%)、7+9(70.59%)和4+12(41.60%)。HMW-GS亚基组合类型有28种,主要亚基组合为(1,7+9,4+12)和(1,7+9,2+12),频率分别为25.21%和18.91%。小麦HMW-GS平均评分为6.58。3个位点均为优质亚基(1,7+8,5+10)和(1,17+18,5+10)的材料有42份,频率为5.88%。因此这714个小麦新品种(系)的HMW-GS组成多样性较高,但优质亚基比率低、平均评分低,具有优质亚基组合的小麦品种相对较少。

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 (hm2 产 90 0 0 kg籽粒 )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 (hm2 产 6 0 0 0～ 75 0 0 kg籽粒 )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 。

黄淮麦区126个小麦品种(系)抗条锈病基因的分子检测

【目的】鉴定黄淮麦区近年小麦主栽品种和后备品种对当前条锈菌流行小种的抗性水平;了解抗条锈病基因在该区小麦品种中分布状况,为小麦安全生产与品种合理布局提供依据。【方法】以中国小麦条锈菌当前流行小种条中32(CYR32)和水源致病类型14对黄淮麦区126个小麦品种(系)进行苗期抗性鉴定;分别用Yr(91B/1R)、Yr5、Yr10、Yr15和Yr26基因有效的分子标记检测其在参试品种(系)中的分布状况。【结果】在126个供试材料中,对CY32和水源致病类型14均表现免疫或近免疫的品种(系)只有11个,占8.73%;携带Yr9基因的小麦-黑麦1B/1R易位系的频率仍高达41.6%;分子检测表明,14份抗CY32的小麦品种(系)中,6份可能含有Yr5基因,4份可能含有Yr10基因,4份可能含有Yr15基因,3份可能含有Yr26基因;周麦17、0020-332和N19等3份材料未检测到上述Yr基因(分子标记)的存在,其对CYR32的抗性可能是受其它未知基因控制。【结论】黄淮麦区小麦品种(系),特别是主栽品种对当前条锈菌流行小种的抗性水平较低,对新小种具有良好抗性的Yr5、Yr10、Yr15和Yr26基因在小麦品种(系)中的分布频率很低,亟待将这些抗条锈病基因转育至小麦品种中。

黄淮麦区小麦倒春寒危害机理及防控措施研究进展

倒春寒是限制黄淮麦区冬小麦高产稳产的主要因素之一。本文基于当前研究现状,从细胞膜系统、光合作用、呼吸作用、活性氧代谢、渗透调节物质以及内源激素代谢等方面阐述了倒春寒对小麦的危害机理,提出可以采取选育耐寒品种、水肥管理和应用外源化学调控物质等农艺措施防控倒春寒。建议在今后的小麦倒春寒研究中,应充分运用分子生物学等相关技术辅助传统育种,加快耐倒春寒小麦品种的选育;通过植物建模技术、高通量表型平台等作物表型组学相关技术深入研究倒春寒的致灾机理和响应机制,探讨小麦对倒春寒响应的敏感时段、耐性范围以及灾害的防控指标,研发减灾保产的关键栽培技术体系;最后,应综合考虑多重逆境叠加的影响。本文为找到更有效的倒春寒综合防控方法提供了新的思路。

黄淮麦区小麦拔节后霜冻的农业气候区划

本文根据黄淮地区及其周边地区1981～2000年农业气象资料，导出1个计算小麦拔节后遭遇霜冻温度风险度（F）的经验方程，以F为指标做出黄淮麦区小麦霜冻的农业气候区划。进而根据F和方程中的参数，评价各类防御措施在各分区的必要性、有效性和可行性。

黄淮麦区小麦品种的高产潜力与实现途径

黄淮麦区是中国冬小麦的主产区和高产区,对中国小麦生产以及国家粮食安全起着重要作用。针对中国人多、地少的基本国情,以及耕地资源非农化、耕地利用非粮化的发展现状,指出未来提高小麦总产的根本出路在于提高单产。要充分挖掘小麦高产潜力,培育高产品种是进一步提高单产的重要途径。文章根据黄淮麦区的生产条件及生态特点,分析不同时期高产品种产量结构的发展变化趋势,指出在大田条件下实现小麦高产潜力,千粒重与穗粒数并重是小麦新品种的发展方向。并从机械化生产对品种的要求出发,探讨了黄淮麦区小麦高产品种的高产空间与创育思路,提出进一步挖掘黄淮麦区小麦品种高产潜力的有效途径:(1)小麦高产潜力的实现,应重新认识和定位穗光合在产量形成中的作用,要充分挖掘和利用穗器官的光合优势,培育穗叶高光效品种。小麦穗器官除具有空间优势外,其光合特点类似于C4途径或介于C3—C4中间型,籽粒呼吸释放的CO2能被穗光合再次固定。鉴于穗光合对籽粒产量形成的较大贡献,应强化绿穗灌浆特性,发挥穗器官的光合优势,提升穗粒重。(2)提高单产水平,必须注重群体生物产量的提高。在保持现有收获指数基本不变的情况下,提高茎秆强度,实现植株高大化、密植化,能有效改善群体穗叶空间结构。通过调节生长发育节律,培育小叶、壮秆、大穗型新品种,实现小麦高生物产量。高生物产量品种还应拉开穗层,使穗层由一层增至三层,能有效提高单位面积容穗数。(3)小麦杂种优势利用已日趋成熟,有效利用杂种优势是今后挖掘高产潜力的重要途径。利用杂种优势挖掘高产潜力需同时兼顾品质性状的优化,充分考虑多个品质性状间的协调稳定。可通过多穗大穗实现高产,通过提高强势小花结实比例稳定品质,从而实现高产与优质并重发展。挖掘小麦产量潜力是一个长期的动态过程。文章旨在通过协调各种产量形成影响因素,最大限度地挖掘黄淮麦区小麦的高产潜力,为中国黄淮麦区的小麦高产育种实践提供思路和方法借鉴。

黄淮麦区小麦抗赤霉病新种质的创制和筛选

为了创制和筛选黄淮麦区小麦抗赤霉病新种质,以济麦22为受体,采用分子标记辅助选择与连续回交相结合的方法,将小麦赤霉病抗源苏麦3号抗病主效QTL导入黄淮麦区小麦品种济麦22;对黄淮麦区育成的564份品种(系)采用单花滴注方法进行连续3年赤霉病抗性鉴定和筛选。结果创制含苏麦3号抗赤霉病主效QTL的材料18份,其中4份农艺性状与济麦22相仿,赤霉病抗性明显提高;通过筛选获得赤霉病抗性水平达中感以上的材料18份,分子标记和Fhb1基因鉴定结果表明,其中9份材料不含有Fhb1基因,其抗赤霉病主效基因可能与苏麦3号不同。这些创制和筛选获得的抗赤霉病种质材料将为提高黄淮麦区小麦赤霉病抗性提供有益帮助。

黄淮麦区主要推广小麦品种抗寒性的演变规律

为给黄淮地区小麦生产以及小麦抗寒育种提供参考依据,选取黄淮麦区20世纪60年代到2000年以后小麦主推品种40个,以实验室冷冻法结合logistic方程计算小麦的半致死温度(LT50),分析不同年份、不同类型小麦品种冬前期(苗期)、越冬期、返青期(分蘖期)、拔节期、孕穗期的抗寒性变化规律。结果表明,随着品种育成时间的往后推移,小麦品种抗寒性总体有逐渐增强的趋势,当前生产上的主要品种的抗寒性要强于一些老品种;不同区域品种的抗寒性也有差异,山东和陕西的品种表现出较强的抗寒性。半冬性品种济麦22、烟农19、良星66和皖麦38在各生育时期均表现出较强的抗寒能力,弱春性品种豫麦18、偃展4110在各生育时期抗寒性均较弱,这与它们在生产上的表现相一致;不同小麦品种在其生育进程中的抗寒性变化规律基本相似。

黄淮麦区部分主推冬小麦品种越冬及拔节期的抗寒生理研究

【目的】研究冬小麦冬春季抗寒生理,探讨冬季抗冻性与春季抗寒性的关系。【方法】选择黄淮麦区推广面积较大的陕229、皖麦38、淮麦20、小偃22、西农979、陕麦139、郑麦366、周麦18等8个小麦品种,在越冬期、拔节期自然低温及药隔期人工低温胁迫处理条件下,测定小麦叶片丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、可溶性糖(WSS)、脯氨酸(Pro)和可溶性蛋白(Pr)等抗寒生理指标,结合表型分析各品种的抗寒性。【结果】在越冬期,冬性小麦陕229和半冬性小麦皖麦38、淮麦20的Pro、WSS含量及SOD活性较高,MDA含量较低,其冬季抗冻性表现最好,弱春性小麦小偃22则表现相反,其余品种的上述各生理指标表现介于以上两者之间,且冬季抗冻性以西农979、陕麦139、郑麦366优于周麦18和小偃22。在拔节期,陕229、皖麦38、淮麦20、西农979的MDA含量低,SOD活性和WSS含量高,拔节早期Pro含量高,其春季抗寒性表现较好;在拔节期自然降温及药隔期低温处理条件下,郑麦366、陕麦139的SOD活性均较低,且抗倒春寒能力较差,推测SOD活性可以作为小麦抗倒春寒能力的鉴别指标。小偃22在各阶段的SOD活性及WSS含量均较低,在药隔期前后Pro含量最高,而周麦18在雌雄分化期自然降温后的Pro含量高于其他品种,这可能是二者拔节期抗寒性好于郑麦366、陕麦139的潜在原因。【结论】小麦品种春季抗寒性与冬季抗冻性表现不一致,说明小麦越冬期抗寒性与拔节期抗寒性的生理机理存在差异,春季抗寒性可能是在各生理调节物质的协同调控下进行的。

黄淮麦区部分小麦种质资源农艺性状的聚类分析

小麦遗传资源是小麦育种的重要基础,对小麦遗传多样性的研究不仅有助于种质资源的搜集、管理和利用,也有利于进行核心种质的研究。为了解黄淮麦区种质资源在农艺性状上的遗传多样性,对130份品种(系)的24个农艺性状进行了鉴定。结果表明:24个农艺性状具有较大的变异潜力,在12个数量性状中,变异系数最大的是穗下空节,为48.267,其次是叶夹角,为45.355;变异系数最小的是株高,为8.934。该群体间的欧氏距离变化在2.281～14.242之间,平均值为6.599。聚类分析在欧氏距离为9.200处把供试材料分为10组,各组具有一定的特点,有利于育种亲本选择。

黄淮麦区冬小麦拔节后霜冻温度出现规律研究

用37个农业气象观测站20年逐日最低气温资料,统计出现<0℃和<-1.4℃的累积频率,它们随时间的变化可用指数方程来描述。分析了表征方程特点的参数b、<0℃和<-1.4℃基本终止日期的地区分布规律。根据遭遇霜冻温度的累积频率和拔节期,找出霜冻的可能多发区,并讨论了b值在制定防御霜冻对策中的应用。

黄淮麦区小麦新品种(系)高分子量谷蛋白亚基多态性分析

为了解黄淮麦区小麦新品种(系)的品质状况,用SDS-PAGE方法对227份材料的HMW-GS组成进行了分析,共检测到10种等位基因变异和18种亚基组合,其中,各位点的主要亚基有:Glu-A1位点的1(61.67%),Glu-B1位点的7+9(62.11%)和7+8(21.59%),Glu-D1位点的2+12(53.30%)和5+10(40.97%);主要的亚基组合为"1,7+9,2+12"(21.59%)和"null,7+9,2+12"(19.38%)。研究表明,黄淮麦区小麦HMW-GS等位变异和亚基组合的多态性较为丰富,但分布严重不均,仍需引进含有2*、13+16和17+18等亚基的材料;优质亚基5+10和14+15的比例有所提高,但优质亚基组合的比例仍然很低,今后该地区小麦品质育种中应加强优质亚基组合的选择。

黄淮麦区部分小麦品种(系)1BL／1RS易位的分子检测

为了明确黄淮麦区小麦品种(系)中1BL/1RS易位系的分布情况,为选育优质小麦品种提供亲本选配的相关信息,利用1BL/1RS小麦-黑麦复合PCR分子标记,对211份供试材料进行了检测。结果表明,供试材料中,非1BL/1RS品种(系)118份,占55.9%;1BL/1RS品种(系)81份,占38.4%;1BL/1RS易位杂合品种(系)12份,占5.7%。各育种单位在1BL/1RS品种(系)的利用上有显著差异。在66份大面积推广的品种中易位系占45.5%,略高于全部供试材料中1BL/1RS的频率。强筋小麦品种绝大多数为非易位系。

黄淮麦区钾高效小麦品种的筛选

为了筛选钾高效品种,在盆栽条件下,研究了黄淮麦区当年广泛种植的28个小麦品种在两个钾素水平下的干物质积累、钾素积累、钾素利用方面的差异。结果表明,不同小麦品种的耐低钾能力不同,淮阴9628、济南17、798、郑州9023、龙丰1号、龙丰2号等6个品种,钾利用效率高,具有低钾下产量性状良好、钾积累能力强、钾利用指数高等特点;不同小麦品种对钾肥的响应程度不同,西安8号、豫西832、偃师16为施钾肥敏感小麦品种,具有低钾下产量水平低、施钾后产量提高幅度大等特点。

黄淮麦区近年大面积推广小麦品种的遗传多样性分析

采用31对SSR引物对黄淮麦区近年大面积推广的25份小麦品种进行微卫星标记位点扫描及遗传多样性分析,共检测到148个等位基因变异,变化范围为215个,平均每个位点检测到的等位基因数为4.77个。位点多态性信息指数（PIC）变幅为0.2530.889,平均0.552。3个基因组的平均等位变异丰富度为D〉B〉A,遗传多样性指数为D〉A〉B。7个部分同源群的平均等位变异丰富度为1〉7〉2〉5〉3=4〉6,平均遗传多样性指数为5〉3〉6〉4〉2〉1〉7。聚类分析表明,品种间的遗传相似系数（GS）变幅0.340.85,平均为0.61,SSR标记能将25份小麦品种相互区分开,在遗传相似系数（GS）0.59处,可将供试品种聚为5大类,其中80%的品种被聚在第Ⅰ类,同一地区或育种单位的品种大致聚在一个类群里。表明黄淮麦区近年大面积推广的小麦品种间遗传差异较小,遗传基础狭窄。

黄淮麦区小麦新品种(系)的遗传多样性分析

为了解黄淮麦区新育成小麦品种的遗传多样性，选用33对SSR引物对2011／2012年度国家黄淮冬麦区（南片）区试42个小麦品种（系）的遗传差异情况进行了分析。结果显示，（1）33对引物共检测到128个等位变异，每对引物检测到等位变异数2～6个，平均3．88个；每个SSR位点多态性信息指数（PIC）为0．09～0．77，平均为0．53。（2）小麦新品种3个基因组的平均遗传丰富度不同，由高到低排序为A~B〉D，平均遗传多样性指数为B〉A〉D。（3）品种间遗传相似系数（GS）为0．15～0．88，平均为0．52。聚类分析结果表明，42个品种被聚为2大类，4个亚类，其中大部分品种聚集于前两个亚类。本研究表明，黄淮麦区小麦区试品种（系）中少数品种具有较大遗传差异，可为亲本利用提供参考，但参试品种总体遗传多样性水平较低。

黄淮麦区种植密度对晚播冬小麦花后氮素代谢和利用率的影响

【目的】研究种植密度对晚播冬小麦氮素同化、分配及其利用效率的影响,为黄河流域晚播冬小麦的高产和氮肥高效利用提供参考依据。【方法】以"新麦18"为材料,研究了低(150万株/hm2)、中(225万株/hm2)、高(300万株/hm2)3个种植密度对适度晚播(10-26)冬小麦花后氮素代谢和氮素利用的影响。【结果】与正常播期(10-15)冬小麦相比,晚播冬小麦旗叶硝酸还原酶活性和可溶性蛋白含量较高,但因生育期缩短,其全株氮素积累量、籽粒含氮量、产量和氮素利用效率均有所降低。晚播冬小麦中、高密度处理旗叶的硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性及旗叶可溶性蛋白含量较高,且中密度处理叶片含氮量、籽粒和全株氮素积累量较高。最终,中、高密度处理的籽粒产量和氮素利用效率高于低密度处理。【结论】在本试验条件下,"新麦18"在适度晚播条件下兼顾高产和高效利用氮素的适宜播种密度为225万株/hm2。

黄淮麦区新选小麦品种(系)及农家种HMW-GS等位变异分析

【目的】比较分析黄淮麦区111个最新选育小麦品种(系)及39个农家种的高分子量谷蛋白亚基的组成和等位变异,为黄淮麦区优质小麦品种的选育和品质改良提供科学依据。【方法】应用SDS-PAGE方法,比较黄淮麦区新育成小麦品种(系)和农家种的高分子量谷蛋白亚基的遗传组成,并进行了统计分析。【结果】在新选育的小麦品种(系)中,Glu-1位点有10个等位变异,19个不同的亚基组合,其中3个主要的亚基组合分别为(1、7+9、2+12),(1、7+9、5+10)和(null、7+9、2+12),其出现的频率分别为20.7%,10.8%和9.9%,平均品质评分为6.9分;在小麦农家种中,Glu-1位点有7个等位变异,5个不同的亚基组合,出现频率最高的亚基组合是(null、7+8、2+12),占90.0%,平均品质评分为6分。此外在农家种"半截芒"的Glu-B1位点发现了新的亚基7**+8**。【结论】通过50余年的品种选育,黄淮麦区小麦高分子量谷蛋白亚基组成在Glu-A1位点的1亚基比例有了很大提高;在Glu-D1位点,亚基类型得到了丰富,而且出现了26.1%的5+10亚基。但该麦区含有优质亚基2*、13+16、17+18基因型的材料比较贫乏。