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创新小麦育种技术 提高小麦产量品质——西北农林科技大学农学院王成社教授
2019-10-15
西北农林科技大学农学院王成社教授一直致力于小麦育种新技术研究及新品种选育工作，选育出陕农757、陕农28、陕农78、陕农138、陕农33、西农239等小麦优良新品种，在陕西省及黄淮麦区的小麦生产中发挥了重要作用。选育的陕农138因极早熟特性成为目前陕西省冷凉区域一年两熟和间作套种的首选品种，选育的陕农33是目前陕西省的主栽优质品种，选育的西农239是目前河南省审定的首个抗赤霉病品种。
1 小麦花药培养技术及其育种研究
小麦花药培养育种技术是20世纪70年代兴起的一项育种新技术，该项技术能加快小麦育种速度和提高选择效率。王成社教授做花药培养技术研究初期，由于技术水平低，每年仅能得到十几株苗子，经过多方讨教、学习和研究最后使花药培养的苗子达到近万棵，但他发现每年培养近万花培苗，工作量很大，却没有出现想象中的优良单株，也选不出优良品种。通过仔细分析认为问题可能出现在花药的供体材料上。于是他精心设计试验，通过长达7年的研究，找出了问题所在。
传统花药培养技术育种的花药供体主要是用杂交F1代。F1植株的花药基因型分离较大，出现优良基因型的几率较低，而花药培养的绿苗率也低，所以，选出品种的几率更低，而结合常规选育用F2和F3代的优系进行花药培养选育出优良基因型的几率较高。因此，王成社提出在目前花药培养技术水平的条件下，结合田间选育优良品系进行花药培养技术育种效果较好的建议，并用以前的757优系经过花药培养选育出陕农757小麦优良品种。
2 优良基因的创制与筛选利用
王成社教授认为，一个好的基因可以引领一个育种的时代，比如矮杆基因的利用使世界小麦的产量提高了30%～50%，苏麦3号的抗赤霉病基因Fhb1、Fhb2对促进国内外抗赤霉病育种发挥了重要作用。从“十一五”开始，他带领自己的研究小组加入到国家诱变育种团队，采用航天诱变、物理诱变、化学诱变和生物技术诱变等技术结合花药培养技术创建了中国春、H261、京花1号和陕农33等突变体群，筛选了许多突变体，对优良突变体基因的筛选、基因功能的研究和育种利用有重要作用。陕农138就是通过航天诱变筛选了一个早熟突变基因的利用选育的品种，成熟期比一般品种提前3天以上；陕农33也是通过诱变得到的一个优质基因的利用选育的品种，使陕西关中麦区小麦的抗延阻力提高到700 E.U以上，甚至达到1038 E.U，其他老师利用该基因选育出西农20等一系列优质品种。
3 提高小麦品种增产潜力
王成社将陕西省关中麦区解放以来的小麦品种进行了完整搜集和系统分析，发现解放以来陕西省关中灌区的小麦产量大幅度提高主要有3次：第一次是蚂蚱麦到碧蚂1号，主要是品种抗病性的提高，使小麦产量提高100公斤左右；第二次是矮丰3号、小偃6号等，主要是矮杆育种和肥水的应用，使小麦产量又提高100公斤左右；第三次是陕农7859、小偃22、西农979等，主要是株型改良和化学农药的应用，又使小麦产量提高了100公斤以上。
随后他从光合生理角度分析3次产量的突破，把其归结为单位面积上小麦叶绿体数量的增加和持久发挥功能的作用。第一次主要是从抗条锈病等病害中得到的，抗病品种的推广减少了叶绿体的损失和病菌对光合产物的消耗；第二次是矮杆基因的利用，扩大了群体，抵抗了倒伏，增加了单位面积上叶绿体的数量和光合产物的光合能力；第三次是株型改良和化学农药及肥料的使用，是光能生产率提高和减少病害损失共同作用的结果。
为进一步提高小麦产量，王成社团队采取调整发育节奏，加长小麦灌浆时间，根据小麦产量的80%左右来自于授粉以后光合生产率的试验结果，提出通过提早扬花，延长灌浆时间和增强抗病性提高光合生产率来提高产量的想法，并辅助于实践。陕农138是其育种思想的首个品种，扬花期比对照提前了5天，但成熟期也提前了3天，增产幅度不明显；陕农33扬花期提前了1天，但成熟期也提前了1天，增产幅度也不明显，仅2.9%左右；西农239扬花期比对照提前4天，成熟期与对照相同，产量在区试中增产7.4%～14.1%，有了明显的增产结果。目前的试验结果还在进一步优化中，陕农33已经成为目前陕西省优质小麦的主栽品种。
4 关注农业增产问题
王成社教授认为当前我国小麦生产的状况是总产和单产在稳步提高，但播种面积有所下降。只要能稳定小麦播种面积，突出做好单产，加强科学技术研究和推广，诸如选育优良品种、研究配套栽培技术，加强病虫害的防治和基础设施建设，就能不断提高我国小麦的产量和品质，让人民有温饱的生活。
