全 文 ：第 l2卷 第 l期
2 0 0 4年 1月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
Vo1．12 No l
Jan．， 2004
冬小麦品种生命力衰退原因探析
卫云 宗 刘新 月 张久刚
(山西省农业科学 院小麦研究所 临汾 041000)
摘 要 研 究冬小麦品种生命 力衰退的原因结果表 明，“12057”、“晋 麦 33号”和“晋麦 47号”3个旱地 冬小麦 骨干
品种丰稳性在 于其变异大的成穗数和稳定 的穗粒重，品种生命 力衰退 的主要原 因是其抗 逆性丧 失，并将 品种生命
周期划分为优势期、品种一环境适应期和衰退期。
关键词 冬小麦 品种 生命 力 衰退原因
A study on declining cause of varietal vitality in winter wheat．WEI Yun—Zong，LIU Xin—Yue，ZHANG Jiu—Gang
(Wheat Research Institute，Shanxi Academy of Agricultural Sciences，Linfen 041000)，CJEA，2004，12(1)：50～52
Abstract The declining cause of varietal vitality is discussed in winter wheat．The results show that the bumper and sta—
bility of the wheat mainstay varieties‘12057”．“Jinmai 33’and‘Jinmai 47”depend on their bigger variation of ear nLlm—
bers and stable grain weights pear and 1000 kernel weight．The main cause of varietal vitality decline is due to the loss of
its resistance．The life cycle of varieties is divided into superiority stage，adaptation stage of variety and environment，and
variety decline stage Al1 varieties possess the effect of time and space
Key words W inter wheat，Varietal vitality，Declining cause
冬小麦多生长于干旱和半干旱区域 ，随种植时间的推移 、生育环境不断改变和人类活动 的干预，冬小麦
较野生种对逆境的适应性逐渐降低，本研究探讨了干旱环境中冬小麦品种演变状态及其时空效应，为提高冬
小麦品种抗逆性提供理论依据。
1 研究方法
以“12057”、“晋麦 33号”和“晋麦 47号”3个旱地冬小麦骨干品种为研究对象 ，引用山西省冬小麦 区域
试验南部旱地组和黄淮旱地组 区试资料 ，采用相关统计法和追朔法研究分析 3个冬小麦品种产量构成性状 、
抗逆性状及其生命力衰退原因。
2 结果与分析
2．1 冬小麦品种主要产量构成性状变异
由表 l可知 ，“12057”、“晋麦 33号”和“晋麦 47号”3个冬小麦品种主要产量构成性状变异系数大体为
鬯、茎数>产量>穗数>株高>穗粒数>千粒重，仅“晋麦 47号”小麦穗粒数变幅略大于其株高。千粒重高、穗
表 1 冬小麦 品种 主要产量构成 性状变异
Fab．1 Variation of main yield characters of winter wheat varieties
*“12057”、“晋麦33号”和“晋麦 47号”试验数据分别为 1975～1989年、1987～1994年和 1993～2000 if-。
粒数变异小和穗数变异大是 3个冬小麦品种丰稳性的主要特点 ，总茎数与穗数变异大使品种具有广泛适应
性和较高产量潜力，在有利生境中能形成较高穗数，从而获得高产；逆境条件下能缩小群体形成适宜该生境
的穗数 ，避免水肥过度消耗 ，使品种获得不同生境的最佳产量。不同年份冬小麦 3品种主要产量构成性状表
*·九五’国家育种攻关项目(96．002．02 03 4)和国家高技术研究(863)发展计划节水重大项目(2002AA2Z4011)共同资助
收稿 日期 ：2002—12202 改 回 日期 ：2002—12—31
第 l期 卫云宗等：冬小麦品种生命力衰退原因探析
现为穗粒数和千粒重不断提高且较稳定，株高稳定下降，穗数降低但稳定性提高
，总茎数量减少但其变幅增
大，最终单产稳定增加，“晋麦 33号”比“12057”增产 6．64％，“晋麦 47号”比“12057”和‘晋麦 33号”分别增
产 26．97％和 l9．06％。
2．2 冬小麦品种丰稳性遗传分析
由表 2可知 ，“12057”、“晋麦 33号”和“晋麦 47号”冬小麦 3品种遗传组成均由抗旱抗寒优质基因结合
体与丰产性优质基因结合体构成，其亲本具有较强生态适应性，如“晋麦 47号”冬小麦品种由抗逆优质基因
结合体“旱 522／K37—20”与高产小麦品种“12057”杂交定向选育而成，表明遗传组成的广泛性是冬小麦 3品
种抗逆性强且高产的内在基础。“12057”、“晋麦 33号”和“晋麦 47号”冬小麦 3品种系谱 中均具有 15个 以
上的原始亲本，其中“平遥小白麦”和“蚂蚱麦”来 自国内农家品种，“扁穗鹅冠草”、“无芒雀麦草”和“圆锥小
麦”来 自3个远缘资源 ，约 10个原始亲本种质来 自欧 、亚 、南北美 4大洲，表明冬小麦 3品种是聚合物种、地
理和生态远缘的 20余 个种质资源基因，经长期定向选育而成的具有抗逆性强 、丰产性好和农艺性状优 良的
旱生型高 产品种
表 2 冬小麦品种的遗传组成
Tab．2 Genetic components of winter wheat varieties
2．3 冬小麦品种生命力衰退原因及生命周期
抗性丧失是冬小麦品种生命力衰退的内在原因。随时间变化及各种病害致病力 的变异 ，冬小麦 品种抗
生物胁迫 (病 虫 害等)和 非生 物胁迫 (旱 、冻 、热 等 )能 力 降低 ，进 而产 量性状 降低。表 3表 明干旱 年 份
“12057”、“晋麦 33号”和“晋麦 47号”冬小麦 3品种对红蜘蛛 、麦蚜 和黄矮病等抗性依次 为“晋麦 47号”>
“晋麦 33号”>“12057”，而丰雨年份则抗性差异较小。早推广的冬小麦品种对病虫害较敏感 ，受害株穗粒数
减少3～6粒，千粒重下降9～13g；而新推广的冬小麦品种抗病虫性和适应性增强，表现出高产稳产：
表 3 冬小麦品种抗病虫效果
Tab．3 The result of resistant disease and insect of winter wheat、’arieties
生产水平的发展和栽培技术改进是冬小麦品种生命力衰退的客观原因。品种生产潜力是其与外界各种
因素相互作用的反映 ，“12057”、“晋麦 33号”和“晋麦 47号”冬小 麦 3品种生产潜力依次 为“晋麦 47号”>
“晋麦 33号”>“12057”。品种在各 自适应期能较有效利用各种因素 ，并将其最大限度转化为光合产物 而获
得高产 ，但 随生产及栽培管理技术的进一步提高 ，外界投入与品种同化平衡失控或品种源库结构不能适应生
产水平的变化，品种通过自身调节不能将投入的能量与生产和栽培技术发展水平重新构成高层次动态平衡，
投人能量未完全转化成光合产量而达到最高产量潜力，且剩余能量影响该小麦 品种产量：如“12057”和“晋
麦33号”存在库小(穗粒数少且千粒重低)、丰雨年份和肥厚旱地易倒伏等缺陷，即品种生命力衰退并非是产
量潜力下降，而是其同化环境条件的能力下降。
品种一环境的不适应性导致品种原有时空效应平衡失调是其生命力衰退的遗传原因。品种一环境的最佳
动态平衡使其表现为产量高而稳定。基因调控是多元化和参差多态的，即存在多基因调控 1种性状或 1种
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基因担负多种功能 。基因表达具有时间和空间的四维特性 ，在正确的时间内不同基因或被打开或被关闭
表达的结果导致机体能正常发育和生长 。生物多态性和多样性表明其内部遗传结构是由控制各性状的多
种基因构成的 1种动态平衡系统 ，该系统在一定时间内与相应环境相适应并保持其稳定性。品种育成初
期该品种与其生存环境具有最佳结合度，表现为抗性强 、产量高而稳定 ，但随时间推移，其 内部微效基因使原
有遗传平衡或基因格局发生变化，而新建立的基因格局则导致其时空效应平衡失调，最终导致品种与环境的
不适应性 ，表现为抗性降低甚至丧失及性状不稳定而减产。
冬小麦品种的生命周期可分为 3个时期，即优势期(品种选育～参加区试)，此时冬小麦品种基因结构处
于对环境利用的最佳状态，自身具有很强生命力和对不利因素的高度适应性，并能充分有效地利用各种自然
条件及栽培措施形成最高产量，品种与环境互作效应中品种效应占绝对优势，为品种产量的最高时期，其推
广面积逐年上升 ；品种一环境适应期(生产示范推广时期)，此时冬小麦品种抗逆性 、产量性状基因构成在环境
作用下通过生物内部调节不断保持品种一环境的最佳动态平衡，表现出对环境变异的高度抗性、耐性和适应
性，小麦产量较稳定，其推广面积渐达最大；衰退期，随时间推移和环境变异的加强，品种内部基因调控难以
适应环境及栽培技术等方面的变化而不断保持更高层次的平衡，品种与环境互作效应中环境效应占优势，品
种外观表现为各种抗性降低，生命力衰退，光合器官衰老，产量变异大且逐年下降，推广面积渐趋减少
3 小结与讨论
任何品种均具有时空效应，冬小麦品种退化原因是时空效应作用下品种抗性和生命力衰退所致，而非产
量潜力下降，与老品种相比，新育成品种能与周围环境形成最佳生态组合而表现出较高抗逆性和广泛适应
性。随时间推移 ，品种一环境生态平衡失调 ，品种 叶片功能减弱 ，后期绿叶面积减少且维持时 间缩短，光合产
物生产力下降且产量降低。因此 ，品种抗性一旦丧失则很难再获得 ，提纯并未改进 和提高品种 的抗逆性 ，也
不能延长品种的时空效应。据此笔者认为任何品种均可提纯 ，但绝不能复壮。
1 张田勘
2 王忠华
3 温钟瑞
参 考 文 献
基因调控方式知多少 科学时报 ，2001—04—28
从转基因到“时空”基因打靶 科学时报 ，2001—07—27
基因群体结构的初步推论 自然杂志，1989，9(12)：691～694