高產(chǎn)多抗小麥品種柳麥716 的選育

劉國浩 趙太宇 劉國棟 紀艷玲 徐 靜 張存嶺

（1 安徽柳豐種業(yè)科技有限責任公司，濉溪 235100；2 安徽省濉溪縣孫疃鎮(zhèn)農業(yè)綜合服務站，濉溪 235100）

小麥是我國兩大口糧作物之一，全國40%的人口以小麥為主食。2021 年我國小麥播種面積2356.84萬hm2，產(chǎn)量1.3695億t，產(chǎn)需平衡略有盈余。黃淮麥區(qū)是我國最大的小麥主產(chǎn)區(qū)[1]，2021 年種植面積約1060 萬hm2，總產(chǎn)6320 多萬t。生態(tài)條件、土壤類型和栽培水平參差不齊，干旱、倒春寒、穗發(fā)芽、干熱風等自然災害頻發(fā)是造成本區(qū)小麥產(chǎn)量不穩(wěn)的主要原因[2]。受氣候變化、秸稈還田等的影響，多種病蟲害交替發(fā)生且逐年加重[3]。白粉病和葉枯病是該區(qū)普遍且常發(fā)的病害，條銹病、赤霉病和紋枯病在不同區(qū)域間、年際間發(fā)病差異較大。

當前我國仍處在以雜交選育為主的常規(guī)育種階段，而世界種業(yè)進入到育種“4.0 時代”，正迎來以全基因組選擇、基因編輯、合成生物及人工智能等技術融合發(fā)展為標志的新一輪科技革命。安徽農業(yè)大學利用高密度SNP 標記對京411/紅芒春21 RIL 群體及其次生群體進行產(chǎn)量相關性狀的精細定位，鑒定出3 個控制產(chǎn)量性狀（千粒重和籽粒大小）的候選基因TraesCS4B02G376400、TraesCS4B02G376800和TaTGW-7A，TraesCS4B02G376400和TraesCS4B02G376800為4B上新的千粒重主效基因位點，并開發(fā)出2 個CAPS 標記PMA-2和TGW7A；利用同源克隆，在小麥3A 和5B 染色體上發(fā)掘抗穗發(fā)芽新等位基因TaMFT-3Aa和新基因TaQsd1-5B，并開發(fā)出2 個CAPS 標記（QSD1和QSD3）、1 個KASP 標記（QSD2）和1 個功能標記（MFT-A2）；利用660K SNP 芯片進行全基因組連鎖分析和關聯(lián)分析，在1D、3B 染色體上鑒定出2 個抗倒伏新基因/位點，并開發(fā)1 個KASP 標記（A015513）和1 個CAPS 標記（EX-6650）；同時利用小麥SSR 標記及90K 芯片的SNP 標記，對抗寒水平存在差異的147 份小麥核心育種親本和403 份種質資源進行全基因組關聯(lián)分析，在2A 染色體上挖掘出1 個新的抗寒主效位點，并將其SNP 標記wsnp_BG605368A_Ta_2_4轉 化 成CAPS 標 記CAPS-Ta-2-4，在 多 個環(huán)境下得到驗證；上述研究結果已發(fā)表在國內外學術期刊，并獲得國家發(fā)明專利授權，這些標記在小麥高產(chǎn)、多抗、廣適新品種選育中具有重要的應用價值[4-6]。

安徽柳豐種業(yè)科技有限責任公司（以下簡稱柳豐種業(yè)）以安徽農業(yè)大學為技術后盾，針對黃淮地區(qū)小麥產(chǎn)量波動的主要問題，利用安徽農業(yè)大學發(fā)掘和鑒定高產(chǎn)、抗穗發(fā)芽、抗倒、抗寒等重要性狀主效基因/位點。人工雜交、系譜法與分子標記輔助選擇相結合，育成高產(chǎn)、多抗的小麥新品種柳麥716。

1 親本來源及選育過程

在親本組配時，選擇高產(chǎn)、抗逆（抗穗發(fā)芽、抗倒、抗寒、抗倒春寒、抗旱、抗干熱風等）、抗?。钩嗝共?、抗白粉病等）、優(yōu)質的黃淮麥區(qū)主栽品種為親本，為克服倒伏等不利因素，優(yōu)先使用株高相對較矮的材料（周麥16）作母本，優(yōu)質、高產(chǎn)、多抗品種（淮麥20）作父本，進行優(yōu)優(yōu)組合，聚合優(yōu)異性狀。

1.1 母本母本周麥16 含有抗穗發(fā)芽基因TaMFT-3A、抗寒位點wsnp_BE405749B_Ta_2_1（1B染色體）和高粒重基因TaTGW-7A的優(yōu)異等位類型[4-5]。田間表現(xiàn)抗倒性好，高抗稈銹病，中感條銹病、白粉病和紋枯病，耐濕性好，耐后期高溫，熟相好。突出優(yōu)點是高肥水田塊產(chǎn)量突出，豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性好，適應性好，播期彈性大；缺點是抗倒春寒能力偏弱，高感葉銹病和赤霉病，不耐穗發(fā)芽。

1.2 父本淮麥20 攜帶抗穗發(fā)芽基因TaMFT-3A、TaMKK3-4A、TaVp1-3B以及抗寒性位點CAPSTa-2-4（2A 染色體）和抗倒伏位點A015513（1D染色體）的優(yōu)異等位類型[4-6]。田間表現(xiàn)高產(chǎn)，抗倒性一般，抗寒性好；中感條銹病和紋枯病，高感葉銹病、白粉病和赤霉病，稈銹病免疫。最大的優(yōu)點是耐穗發(fā)芽，因為其母本鄭州891（豫麥13 號）耐穗發(fā)芽。

1.3 選育過程綜合應用平均值和極端選擇相結合、混合病圃鑒定抗病性、分期播種鑒定抗寒性等連續(xù)多年定向選擇。自然偶發(fā)或人工制造生產(chǎn)中可能遇到的不利因素，對后代材料進行定向選擇，嚴格淘汰。在F2、F3從密植條播群體中選擇穗粒數(shù)較多的單穗，混合脫粒；重點選擇遺傳力高的性狀，如成熟期、株高、抗病性、抗逆性等。F4、F5選擇株高中等、株葉型好、穗大碼密、結實性好、慢感條銹病、高抗葉銹病、具有高產(chǎn)潛力的單株，種植株系。高代多選系統(tǒng)參加鑒定，以產(chǎn)量高低進行決選。

2007 年 組 配 周 麥16× 淮 麥20，組 合 編 號M0716，收獲38 粒；2007-2008 年 度 在濉溪種植F1，行長2m 種植1 行，并選為一級組合，收獲種子580g；2008-2009 年度在濉溪人工單粒點播種植F2，行長4m 種植30 行，從種植的2400 多株中入選218 穗，經(jīng)室內考種后當選84 穗。2009-2010年度在濉溪人工點播F3，行長2m 種植84 個穗行，株距5cm，經(jīng)過田間農藝性狀、室內考種當選44 個系、262 穗；2010-2011 年度在濉溪人工點播F4，行長2m 種植262 個穗行，株距5cm，經(jīng)過田間農藝性狀、室內考種當選13 個系、78 穗；2011-2012 年度在濉溪人工點播F5，行長2m 種植78 個穗行，株距5cm，經(jīng)過田間農藝性狀、室內考種、室內分子標記檢測等當選4 個系、16 穗；2012-2013 年度將上述4 個系在濉溪進行新品系鑒定試驗，其中716-3-2-2 表現(xiàn)綜合性狀優(yōu)良，比對照增產(chǎn)顯著；2013-2014 年度以716-3-2-2 的選系716-3-2-2-1 參加多點品比試驗，同步進行優(yōu)中選優(yōu)，各點均比對照增產(chǎn)顯著，綜合性狀優(yōu)良；2014-2015 年度命名為柳麥716，參加安徽省小麥品種半冬性組比較試驗；2015-2017 年度參加安徽省小麥品種半冬性組區(qū)域試驗；2017-2018 年度參加安徽省小麥品種半冬性組生產(chǎn)試驗；2018-2019 年度完成江蘇省引種試驗；2019 年通過安徽省農作物品種審定委員會審定（審定編號：皖審麥2019005）和江蘇省引種備案（備案號：（蘇）引種（2019）第165 號）。

1.4 實驗室輔助選擇手段利用分子標記追蹤，對每世代育種材料在實驗室內利用抗穗發(fā)芽基因/位點的主要分子標記BARC321、Vp1-B2、Vp1-B3、TaMFT、MKK4等進行跟蹤鑒定，淘汰不含該基因片段的品系，跟蹤選擇同時含有3AS 和4A 染色體抗穗發(fā)芽主效基因的后代材料。同時從初級鑒定開始，對入選品系進行多點的生態(tài)鑒定和抗病鑒定，以便及早了解品系的適應性和抗病性，淘汰較差品系，從而顯著提高選擇的準確性和育種效率。

2 品種特征特性

2.1 農藝性狀柳麥716 半冬性，全生育期210.7d，熟期比對照濟麥22 早1.0d。幼苗匍匐，苗勢壯，葉片細小。株型半緊湊，莖稈彈性較好、蠟粉較重，旗葉寬短斜挺，株高84.2cm。長方形穗，長芒、白殼，籽粒白色、角質。

2022 年國家黃淮南片審定83 個品種的產(chǎn)量性狀平均為：畝有效穗數(shù)40.4±2.1 萬穗，穗粒數(shù)33.9±1.7 粒，千 粒 重44.3±2.3g。柳 麥716 在 安徽省區(qū)域試驗和江蘇省引種備案試驗中，畝有效穗數(shù)41.8 萬～42.0 萬穗，平均41.87 萬穗；穗粒數(shù)31.0～35.9 粒，平均33.2 粒；千粒重45.0～47.5g，平均46.37g。柳麥716 有效穗數(shù)較多、千粒重較高，產(chǎn)量三要素都在范圍內，實現(xiàn)有效穗數(shù)、穗粒重協(xié)調雙提升。

2.2 抗性基因位點柳麥716 聚合了高粒重基因TaTGW-7A，抗穗發(fā)芽基因TaMFT-3A、TaMKK3-4A、TaVp1-3B，抗寒位點CAPS-Ta-2-4（2A 染色體）和抗倒伏位點A015513（1D 染色體）；在安徽省品種審定試驗及江蘇引種試驗中表現(xiàn)良好。

2.3 品質分析2015-2017 年2 年度品質分析，容重分別為799g/L、829g/L，粗蛋白（干基）14.06%、14.25%，濕面筋（以14%水分計）31.8%、32.3%，吸水量62.3mL、65.4mL，穩(wěn)定時間4.4min、5.1min。根據(jù)GB/T 17320—2013《小麥品種品質分類》相關規(guī)定，柳麥716 為中筋品種。

2.4 抗逆性柳麥716 在區(qū)域試驗和引種備案試驗中表現(xiàn)為：抗倒性、抗寒性較好，中抗穗發(fā)芽，田間綜合病害輕。通過防蟲網(wǎng)室內人工接種鑒定，在安徽表現(xiàn)中抗至高抗白粉病，在江蘇中抗黃花葉病、抗紋枯病。

3 產(chǎn)量表現(xiàn)

3.1 安徽省區(qū)域試驗2015-2016 年度參加安徽省小麥區(qū)域試驗，柳麥716 每hm2平均產(chǎn)量7648.5kg，較對照品種濟麥22 增產(chǎn)6.84%，增產(chǎn)極顯著，8 個試點全部增產(chǎn)；2016-2017 年度續(xù)試，平均產(chǎn)量8578.5kg，較對照品種濟麥22 增產(chǎn)5.02%，增產(chǎn)顯著，8 個試點全部增產(chǎn)。

3.2 安徽省生產(chǎn)試驗2017-2018 年度參加安徽省小麥生產(chǎn)試驗，每hm2平均產(chǎn)量7005kg，比對照品種濟麥22 增產(chǎn)6.94%，7 個試點全部增產(chǎn)。

3.3 江蘇省引種試驗2018-2019 年度參加江蘇省引種試驗，每hm2平均產(chǎn)量9547kg，較對照品種淮麥20 增產(chǎn)2.83%。

3.4 高產(chǎn)攻關試驗2018-2019 年度在濉溪縣百善現(xiàn)代農業(yè)示范園高產(chǎn)攻關田實打測產(chǎn)，每hm2折合產(chǎn)量10734kg。

4 關鍵栽培技術

4.1 適宜種植區(qū)柳麥716 通過安徽省審定和江蘇省引種備案，適宜在皖蘇沿淮淮北地區(qū)早中茬地種植。

4.2 栽培技術要點柳麥716 在區(qū)域試驗、生產(chǎn)試驗和引種試驗中，表現(xiàn)為產(chǎn)量結構合理，有效穗數(shù)較多，具有較高的分蘗成穗率，栽培管理中應以分蘗成穗為主或主莖分蘗成穗并重。適宜播期為10 月上中旬，每hm2播量120～180kg。每hm2施純氮225～240kg、五氧化二磷90～120kg、氧化鉀90～105kg。磷鉀肥作基肥施入，氮肥60%左右作基肥、40%左右作追肥。及時防治紋枯病、白粉病、赤霉病和穗蚜蟲等病蟲害。抽穗至灌漿期及時進行“一噴三防”，提高粒重。

致謝：感謝安徽農業(yè)大學農學院農業(yè)農村部黃淮南部小麥生物學與遺傳育種重點實驗室常成教授等人的技術支持。