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耿爱民和他的“蓝矮败”小麦
日期:2018-07-04 作者:未知 来源:中国农业新闻网-农民日报 点击:
 

   这几年,在山东省高青县,一种名叫“蓝矮败”的“神麦”进入了农民视野。“蓝矮败”是什么?它为何被叫作“神麦”?有着怎样的开发利用前景?带着这些问题,三夏时节,记者来到高青,试图通过对高青县黄泛平原作物研究所创建人、原国家小麦业技术体系滨州综合试验站站长耿爱民的采访揭开这些谜底。

  为小麦杂种优势利用增加一条全新途径

  生物界中,杂种优势普遍存在。在小麦上,二十世纪四十年代,国际上便开始利用三系、化杀、无融合生殖、核不育、光温敏等多条途径开展杂交小麦研究,但进展缓慢。1972年,一个名叫高忠丽的女知青在山西省太谷县麦田发现一种小麦不育株,业内专家将其称为“太谷核不育”,国际基因组织将其核不育基因命名为“Ms2”。耿爱民说:“这种小麦不育株麦颖开张角度大,开张时间长,柱头外露,授粉可以结实,后来研究证实它是显性单基因控制的核不育种质。”

  后来,刘秉华等专家将显性矮秆基因Rht10与太谷核不育基因Ms2成功连锁在4D染色体短臂上,创制成功“矮败”,并获得2010年国家科技进步一等奖。“矮败”即矮秆败育。在此基础上,专家们又将蓝粒性状基因导入“矮败”小麦材料中,培育出了“蓝矮败”不育种质。

  耿爱民说:“‘蓝矮败’是一个种质创新的优异平台,更适宜于创建轮选群体与基因库。”利用这一平台,他们创制了8类上百份种质资源材料,已获得了6项发明专利授权。“蓝矮败”的神奇还表现在,这种蓝小麦与普通小麦有着同等的产量水平,但它含有花青素,并富集锌铁硒等对人体有益的微量元素。“蓝矮败”的成功培育,为小麦杂种优势利用增加了一条全新途径,而“冬性蓝矮败”材料的育成,则为不同生态区利用小麦杂交种提供了可能。

  “冬性化”+“色选机

  ”奠定推广基础

  耿爱民介绍,“蓝矮败”实现了蓝粒、矮秆、花药败育三个性状连锁,相互标记。它在同一麦穗上能结出蓝、白两色麦粒,将蓝粒种进地里,麦苗又矮又壮,花开时无花药,用任一麦穗的花粉授粉,会结出满满的籽粒,麦穗同样有蓝、白两色麦粒。取白粒种子种植,则其植株高大、全部有花药、籽粒全为白色。取这些白粒种子再种,则长势不及以前,表明不能再继续作种子利用。

  有了“蓝矮败”,是否即可进行杂交种子生产与广泛利用?耿爱民说,我国有南北之差,世界有地域之别,各地种植的小麦更有冬、春之分。杂交小麦新品种要适应各地的不同气候环境与生产条件,必须实现“蓝矮败”的冬性化。遗传原理告诉大家,小麦冬春杂交春性为显性,只有有了“冬性蓝矮败”,才可以生产适应不同冬春性麦区的杂交小麦品种组合。耿爱民与他的团队经过十年的努力,实现了“蓝矮败”遗传背景的冬性化,为杂交小麦在不同冬春性麦区的广泛区域种植打下了基础。

  “科技的进步、设备的支撑,对杂交小麦的生产利用至关重要。该途径小麦杂交种的生产利用,仅靠人工挑选难以满足大田用种。而有了智能色选机使杂交小麦的产业化生产成为可能。”耿爱民说,利用“蓝矮败”制种只要将色选出的蓝粒(蓝矮败)与白粒父本按6:2的行比大田播种,靠自然授粉即可。而且,“蓝矮败”的矮秆特性易于授粉,便于保纯,让杂交小麦的大田制种变得简单。

  杂交小麦品种应加快产业化开发步伐

  “跟杂交水稻比起来,杂交小麦难度要大得多。”耿爱民说,杂交小麦的技术难点在于它的遗传基础更为复杂,水稻是两倍体,小麦本身就是异源六倍体,大多数基因有重复序列,性状基因的上下位互作、沉默与表达关系复杂。但大量试验表明,小麦的杂种优势也是实实在在存在的,我们的研究也证明了它的存在与利用价值。

  从2008年开始,耿爱民团队历时十年,转育了大量“蓝矮败”不育系,筛选探明了多个高产稳产杂交组合苗头,与普通小麦相比不少组合比对照品种增产15%以上,最大增幅可达25.2%。他们的研究成果被载入2016年《中国农业年鉴》。

  耿爱民介绍,杂交小麦在生长发育方面表现为幼苗茁壮,分蘖早,普遍有鞘蘖、分蘖生长快,与主茎差距小,成穗率高。根系发达入土深,抽穗后仍有次生根发生。幼穗发育快,结实率高,上三叶功能期长,光合效率高,光饱和点高。内源激素水平高,籽粒库容大,营养物质流强,植株衰亡慢。杂交小麦在大田种植生产方面的优点表现为用种量少,长势好,抗逆性强,抗旱耐瘠薄,适应性广,抗病能力强,抗干热风,抽穗早,灌浆期长,穗大粒多,产量高,增产幅度大。

  “小麦是迄今为止仍未获得大面积应用杂交种的粮食作物,农民期盼杂交小麦的推广应用。”耿爱民说,“依托‘蓝矮败’途径的小麦杂交种,适宜于专业化生产和产业化开发,有着巨大的种子市场和种植潜力,前景诱人。”

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