全 文 ：核 农 学 报　 ２０１３ꎬ２７(６):０７３６ ~ ０７４２
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｕｃｌｅａｒ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ
收稿日期:２０１２￣０７￣０６　 接受日期:２０１２￣１１￣２３
基金项目:河南省小麦产业体系项目(ｚ２０１０￣０１￣０４)ꎬ农业部公益性行业(农业)科研专项(２０１１０３００７)ꎬ郑州市重大科技攻关 (１２１ＰＺＤＧＧ０７１)ꎬ
河南省省院科技合作项目(１１２１０６００００２８)
作者简介:张建伟(１９６４￣)ꎬ男ꎬ河南新野人ꎬ研究员ꎬ主要从事小麦诱变育种研究ꎮ Ｔｅｌ:０３７１￣６８９８２９６３ꎻＥｍａｉｌ: ｚｊｗ１０３０８＠ １６３. ｃｏｍ
文章编号:１０００￣８５５１(２０１３)６￣０７３６￣０７
超高产小麦育种探讨及诱变技术在超高产小麦育种应用
张建伟１ 　 杨保安１ 　 范家霖１ 　 张福彦１ 　 李　 浩２ 　 程仲杰１
( １ 河南省核农学重点实验室 /河南省科学院同位素研究所有限责任公司ꎬ河南 郑州　 ４５００１５ꎻ
２河南省新郑市农业农村工作委员会ꎬ河南 新郑　 ４５１１５０)
摘　 要:本文就超高产小麦的概念、超高产小麦培育的理论依据以及发展超高产小麦的重要意义进行详
细阐述ꎮ 同时ꎬ分析了现阶段超高产小麦育种现状ꎬ提出了我国超高产小麦育种中存在的问题ꎬ阐明了
人工诱变创造种质资源在超高产小麦育种进程中的重要作用ꎬ并根据自身多年诱变育种实践简要介绍
了在超高产小麦育种以及种质资源创新方面的一些研究成果ꎮ
关键词:小麦ꎻ 超高产育种ꎻ 诱变技术ꎻ 富麦 ２００８
　 　 小麦是世界上最重要的粮食作物之一ꎬ也是我国
第二大粮食作物[１]ꎮ 随着经济发展和人口增长ꎬ世界
小麦需求呈增长趋势ꎮ 据联合国粮农组织中长期预
测:到 ２０１５ 年和 ２０３０ 年ꎬ我国对小麦的需求量将分别
达到 １􀆰 ４０５１ × １０８ ｔ 和 １􀆰 ７３６４ × １０８ ｔꎬ分别比 ２００３ 年
小麦总产量的 ０􀆰 ９ × １０８ ｔ 增加 ５５􀆰 ６％和 ９２􀆰 ３％ [２ － ３]ꎮ
世界范围内耕地面积呈总体下降的趋势ꎬ要达到以上
目标ꎬ只能提高单产水平ꎮ 我国小麦品种经过几代改
良ꎬ产量水平已有大幅度提高ꎮ 翟凤林[４]认为ꎬ尽管
有时会因为条件限制和资源贫乏等原因出现暂时停滞
现象ꎬ但是小麦育种上的潜力永无止境ꎬ育种是提高小
麦产量的重要途径ꎮ 而 Ｒｅｙｎｏｌｄｓ 等[５]认为只通过辐
射诱变技术进行的遗传改良ꎬ其效率很低ꎬ只能使小麦
的产量潜力增加 ５０％ ꎮ 因此ꎬ要充分发掘小麦产量的
遗传潜力ꎬ就需要采用各种育种手段ꎬ通过各种技术途
径ꎬ育成更好的超高产小麦良种ꎮ 为更加适合我国国
情ꎬ满足我国粮食增长需求ꎬ政府部门及一些专家逐渐
认识到培育超高产小麦品种的重要性ꎬ我国农业科技
工作者已全面展开了超高产小麦新品种选育研究ꎬ并
取得了很大的成果ꎬ这对大幅度提高我国小麦产量ꎬ确
保国家粮食安全ꎬ促进农业乃至国民经济的发展都具
有十分重要的意义ꎮ
１　 超高产小麦
１􀆰 １　 超高产小麦的概念
超高产小麦是一个动态的概念ꎬ在不同时期、不同
的生态地区、不同的社会需求都会有不同的内涵ꎬ但从
根本上讲就是创造光合产物形成多、消耗少、积累多、
并最大限度地分配给结实器官的品种类型[６]ꎮ 截至
目前ꎬ育种家们对超高产小麦提出了不同的概念和目
标ꎬ其中山东、河南、北京等一些省份开展小麦超高产
育种较早ꎬ研究基础较好ꎬ育种者思想活跃ꎬ取得成果
显著ꎮ 国内一些专家学者认为“超高产小麦”是指在
现有生产条件下ꎬ产量潜力具有重大突破ꎬ产量水平实
现跨越性提高ꎬ同时具有品质优良、多抗稳产、资源高
效利用等优异性能的小麦新品种[７ － ９]ꎮ 培育和推广
“超高产小麦”ꎬ不仅能够节省资源、保证粮食安全、提
高市场竞争力ꎬ有利于促进我国农业结构调整ꎬ 增加
农民收入ꎬ而且能够破解小麦产量育种所面临的瓶颈
问题ꎬ从而实现我国小麦育种水平的新跨越ꎮ
１􀆰 ２　 培育超高产小麦的理论依据
培育超高产小麦的依据是小麦产量潜力和生产实
践[１０ － １１]ꎮ 小麦产量潜力是在环境条件和技术条件充
分满足的情况下ꎬ小麦品种所能够达到的最高产量ꎬ也
叫理论产量或绝对产量ꎮ 超高产小麦与普通小麦相
６３７
　 ６ 期 超高产小麦育种探讨及诱变技术在超高产小麦育种应用
比ꎬ存在着特定的生理机制ꎬ特别是高光效和水、肥等
资源高效利用的机制ꎮ 这些生理特点ꎬ既可作为生理
育种指标进行品种筛选ꎬ又可作为超高产栽培的理论
依据ꎬ实现优质、超高产和资源高效利用[１２]ꎮ 据美国
育种家测算ꎬ 在最佳条件下小麦产量可达 ２１ ０００ ｋｇ􀅰
ｈｍ － ２ [１３]ꎬ我国植物生理学家根据山东省的地理纬度ꎬ
光、热资源和小麦的光能利用率ꎬ 计算的最高理论产
量为 １８０００ ｋｇ􀅰ｈｍ － ２ [１４](表 １)ꎮ
在实践中ꎬ国内外也有不少关于小麦超高产典型
的实例(表 ２)ꎮ 如河南省兰考县 １􀆰 ３３ ｈｍ２ 试验田创
造均产 ７２０􀆰 ８ ｋｇ􀅰６６７ｍ － ２的高产纪录ꎬ河南省濮阳市
南乐县 ６６􀆰 ６７ｈｍ２ 高产攻关田均产达到 ７０３􀆰 ０５ｋｇ􀅰
６６７ｍ － ２以及山东省滕州市级索镇小麦最高产量记录
突破 ７８９􀆰 ９ｋｇ􀅰６６７ｍ － ２等ꎬ由此可见ꎬ小麦产量提高空
间很大ꎮ
表 １　 小麦产量潜力的预测结果
Ｔａｂｌｅ １　 Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｏｆ ｗｈｅａｔ ｙｉｅｌｄ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ
预测时间
Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ
作者
Ａｕｔｈｏｒ
预测地点
Ｐｒｅｄｉｃｔ ｌｏｃａｔｉｏｎｓ
产量潜力
Ｙｉｅｌｄ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ / (ｋｇ􀅰ｈｍ － ２)
１９６３ 年 汤佩松 中国 １２ ７５０
１９８０ 年 Ｓｉｎｈａ和 Ａｇｇｒ￣ｖａｌ 印度 １６９９９􀆰 ５
１９８２ 年 梁金城等 中国 ２２ ５００
１９８２ 年 Ａｕｓｔｉｎ 英格兰东部 １２ ０００ － １３９９９􀆰 ５
１９８３ 年 翟风林等 中国北京 １２８２９􀆰 ５
１９８４ 年 Φｅдｏｐｏв 前苏联 １５ ０００
１９９２ 年 单玉珊 中国烟台 １２ ９００
１９９４ 年 梁作勤等 中国山东 １８ ０００
１９９６ 年 Ｋｒｏｎｓｔａｄ ＷＥ 美国 ２１ ０００
表 ２　 部分超高产小麦产量统计
Ｔａｂｌｅ ２　 Ｙｉｅｌｄｓ ｏｆ ｓｏｍｅ ｓｕｐｅｒ￣ ｈｉｇｈ￣ｙｉｅｌｄｉｎｇ ｗｈｅａｔｓ
试验时间
Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｔｉｍｅ
试验地点
Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｌｏｃａｔｉｏｎｓ
试验面积
Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｓｃａｌｅ / ６６７ｍ２
均产
Ａｖｅｒａｇｅ ｙｉｅｌｄ / (ｋｇ􀅰ｈｍ － ２)
品种 /品系
Ｖａｒｉｅｔｉｅｓ / ｌｉｎｅｓ
１９９７ 年 山东省龙口北马诸留 ２􀆰 ９１ ７３１􀆰 ７３ ８０１７ － ２
１７􀆰 ４４ ７０７􀆰 ３０ ８０１７ － ２
２０００ 年 河南省兰考县 ２０􀆰 ０ ７２０􀆰 ８０ 豫麦 ６６
２００５ 年 ２０􀆰 ０ ６８６􀆰 ００ 兰考矮早 ８
２００６ 年 河南省温县祥云镇 ２􀆰 １０ ７１７􀆰 ２０ 豫麦 ４９ － １９８
２００７ 年 河南省濮阳市南乐县 １００ ７００􀆰 ９１ 周麦 １６
１００ ７０３􀆰 ０５ 周麦 １８
２００９ 年 山东省兖州市小孟镇 ３􀆰 ４４ ７５９􀆰 ９５ 泰农 １８
２００９ 年 山东省兖州市小孟镇 ４􀆰 ４４ ７５５􀆰 １０ 济麦 ２２
２００９ 年 山东省滕州市级索镇 ３􀆰 ４２ ７８９􀆰 ９０ 济麦 ２２
１􀆰 ３　 培育超高产小麦的意义
超高产小麦新品种选育及相应配套栽培技术在不
同国家和地区ꎬ对小麦产量增加的贡献率一般在 ３０％
~４０％ ꎬ对减少国际小麦进口ꎬ增加我国粮食安全ꎬ实
现小麦主体自给和缓解世界粮食危机作用巨大[１５]ꎮ
通过提高单产来带动整个小麦育种技术水平的跨越式
发展ꎮ 从需求角度上讲ꎬ我国人口逐年增加ꎬ面临着小
麦需求量日益增长的严峻挑战ꎻ从资源有限性角度讲ꎬ
随着耕地面积不断减少ꎬ进一步提高单产能够有效地
保证小麦总产目标[１６]ꎻ从竞争角度上讲ꎬ我国小麦以
中筋麦为主ꎬ强筋麦和弱筋麦品种少ꎬ且品种的品质指
标不稳定ꎬ缺乏国际竞争力ꎮ 综上所述ꎬ通过遗传改良
来全面提高产量潜力、抗逆能力和改良品质ꎬ进而降低
成本ꎬ增加附加值ꎬ是确保国家粮食安全ꎬ提高我国小
麦竞争力、增加农民收入和保护环境的最经济有效的
措施之一ꎮ
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核　 农　 学　 报 ２７ 卷
２　 超高产小麦育种现状、进展与问题
２􀆰 １　 现状与进展
２􀆰 １􀆰 １　 育成了一批产量突出的品种和特色明显的优
异资源　 河南省育成的以周麦 １８ 为代表的高产稳产
品种ꎬ在相应的配套栽培条件下ꎬ大面积产量水平稳定
达到 ６５０ｋｇ􀅰６６７ｍ － ２以上[１７]ꎮ 山东省育成的济麦 ２２、
泰农 １８、泰山 ２３、山农 １５ 等品种ꎬ通过宽幅精量播种
等配套栽培技术攻关ꎬ多次实现小面积单产 ７００ｋｇ􀅰
６６７ｍ － ２以上ꎮ 在矮杆育种实践中ꎬ培育了一批矮杆、
高产、经济系数高、兼早熟、抗病的小麦新品种ꎬ如周麦
１６、矮抗 ５８ 等ꎬ这些品种克服了传统矮杆品种早衰、千
粒重低、籽粒饱满度差和晚熟等不良性状ꎮ 在抗倒研
究方面ꎬ降低株高在高产育种中发挥了重要作用ꎬ耿爱
民等[１８]研究认为ꎬ过分强调矮杆作用ꎬ限制光合源的
增加ꎬ反而不利于产量的提升ꎮ 景东林等[１９]研究表
明ꎬ株高每增加 １０ ｃｍꎬ叶面积系数可增加 １ꎬ说明过分
矮杆限制了生物产量的提高ꎮ 可见ꎬ适当增加株高ꎬ保
证小麦必要的生物学产量并兼顾茎杆强度或其它性
状ꎬ有效解决了小麦高产与倒伏的矛盾ꎮ 在小麦产量
要素改良方面ꎬ多穗型小麦的穗粒数、千粒重得到普遍
提高ꎬ同时一些品种的成穗数与穗粒数互补性极强ꎬ对
实现高产稳产十分有利ꎬ如豫麦 ７０、周麦 １８、富麦
２００８ 等ꎮ
２􀆰 １􀆰 ２　 通过配套栽培技术创新ꎬ充分挖掘小麦高产潜
力　 在不同试验中ꎬ通过加大投入、培肥地力、改进施
肥、播种技术等配套栽培措施ꎬ充分挖掘小麦高产潜
力ꎬ多地先后出现大量超高产典型ꎮ 在多穗型品种如
豫麦 ４９ － ８ 种植中提出了以分层施肥、氮肥后移和增
施钾肥等为特色的“三优精准栽培模式” [１７]ꎻ在大穗型
品种高产栽培中采用增加播种量、缩小株行距和培肥
地力等相应配套技术ꎬ以产生良好的经济效果[２０]ꎮ 山
东省高产攻关中ꎬ余松烈等[２１]采用 ２ＢＪＫ￣６ 型宽幅精
量播种机播种、氮肥后移和精播高产栽培技术ꎬ创造了
７８９􀆰 ９ｋｇ􀅰６６７ｍ － ２小麦超高产纪录ꎮ
２􀆰 １􀆰 ３　 育种理论、技术、理念等方面的创新　 近年来ꎬ
小麦育种工作者围绕产量目标ꎬ在小麦株型设计、阶段
发育等方面提出了一些新的观点:如魏爱丽等[２２]通过
剪叶、包穗、包秆等不同处理方法研究小麦不同器官对
粒重的影响ꎬ结果表明ꎬ叶片对粒重的光合贡献率为
１５􀆰 ４１％ ~ ５９􀆰 ３８％ 、穗为 ２１􀆰 ４２％ ~ ５０􀆰 ３５％ 、茎鞘为
８􀆰 ３５％ ~ ３０􀆰 ９８％ 、贮藏物质为 ３􀆰 １３％ ~ ３３􀆰 ０２％ ꎬ可
见ꎬ非叶片光合器官有着不可忽视的光合贡献率ꎬ超高
产小麦育种应增加非叶片光合面积比例ꎬ选育出高光
效的小麦新品种服务于生产ꎻ而李朝霞等[２３]通过分析
高粒叶比小麦群体的光合特性以及干物质积累的分配
动态ꎬ认为粒叶比高的群体经济系数较高ꎬ并具有较高
的增产潜力ꎻ繁茂性是综合反映出生物量的生长动态ꎮ
赵振东等[２４]在多年的育种实践中发现繁茂性比较好
地反映了品种光合产物的同化能力和向籽粒的运转能
力ꎬ可以作为超高产小麦品种选育的一个重要指标ꎮ
因此ꎬ提高粒叶比、注重繁茂性等育种创新理论已经在
实践中发挥了很好的作用ꎮ 同时ꎬ小麦分子生物学研
究在开发功能性分子标记、资源创新、核心种质 ＱＴＬ
位点的发掘、ＧＰ模型建立等方面取得快速进展ꎮ 而近
年来ꎬ加速器离子束辐照、空间环境诱变等新型诱变手
段[２５]ꎬ以及植物基因组学、ＤＮＡ 测序技术和高通量
ＤＮＡ技术(ＴＩＬＬＩＮＧ 技术)等新技术的快速崛起也为
未来的分子设计育种奠定了基础[２６]ꎮ 另外ꎬ小麦营养
遗传学研究表明ꎬ不同小麦品种对 Ｎ、Ｐ、Ｋ等元素的吸
收利用效率存在显著差异ꎬ且受遗传控制[２７ － ２８]ꎮ 通过
筛选和鉴定ꎬ选育出高效利用 Ｎ、Ｐ、Ｋ等元素的种质材
料将对今后超高产小麦育种研究和生产应用产生巨大
的推动作用ꎮ
２􀆰 ２　 存在问题
２􀆰 ２􀆰 １　 育成品种产量水平没有得到实质性突破、稳产
性有待提高　 根据河南省和国家黄淮南片冬小麦区域
试验汇总结果得知ꎬ每年参加半冬性预备试验、区域试
验以及生产试验的品种共有 １００ 多个ꎬ正常年份在产
量水平上能超过对照(周麦 １８)参试品种数量的屈指
可数ꎬ增产幅度更是微乎其微ꎬ而能达到极显著水平的
更少ꎮ 只有在特殊气候条件下ꎬ才会出现几个显著增
产的参试品系ꎬ但其综合性状指标也不如对照ꎮ 除周
麦 １８、济麦 ２２ 等经过大面积连续种植实践ꎬ稳定表现
出超高产小麦的特性外ꎬ其它多数品种还存在ꎬ产量水
平不够高、稳定性差、相应配套栽培技术不够完善等问
题ꎮ 目前ꎬ多数超高产栽培攻关试验没有严格控制生
产成本ꎬ其试验结果相当于产量潜力测试ꎬ与大田生产
要求仍有一定距离ꎬ难以大面积推广应用ꎬ如果考虑资
源高效利用ꎬ种植效益ꎬ开展同样的栽培试验ꎬ其产量
水平会有所折扣ꎮ 辛庆国等[２９]从小麦品种、气候、栽
培模式等方面对小麦超高产创建的影响因素进行了研
究探讨ꎬ认为随着我国超高产小麦创建技术经验的推
广和配套机制的完善ꎬ我国小麦无论单产还是总产必
将有很大的提高ꎮ 由此可见ꎬ我国小麦超高产的潜力
还未被充分挖掘ꎮ
２􀆰 ２􀆰 ２　 育成品种的数量和类型远远不能满足需求　
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　 ６ 期 超高产小麦育种探讨及诱变技术在超高产小麦育种应用
目前我国突破性品种选育工作徘徊不前ꎬ小麦品种在
产量性状、品质特性、抗病性等方面遗传改良进展缓
慢ꎬ生产上应用的品种单一ꎬ且抗灾能力弱ꎬ产量潜力
小ꎬ不能满足生产对品种多样性的要求ꎮ ２００６ － ２０１１
年全国共审定小麦品种 １５８ 个ꎬ其中能够达到超高产
小麦初级标准的品种还十分有限ꎬ育成品种多集中在
半冬性中筋小麦类型中ꎬ而晚播早熟的春性品种和优
质专用小麦品种数更是稀少ꎮ 冯家春等[３０]分析了“十
一五”期间通过国家黄淮南片审定的 ４０ 个小麦品种
的品质性状ꎬ结果表明ꎬ黄淮南片小麦品种的蛋白质数
量性状较好ꎬ但质量性状偏差ꎮ 强筋品种只有 ５ 个ꎬ符
合弱筋小麦标准的没有ꎮ 从一定程度上说明我国育成
的小麦品种在数量与品种类型还远不能满足市场需
求ꎮ
２􀆰 ２􀆰 ３　 育成品种在高产与优质、高效结合方面还存在
突出问题　 在小麦主要经济性状中ꎬ诸如多穗、大穗、
超高产与优质等性状指标普遍存在着负相关ꎬ培育超
级小麦ꎬ必须克服这一缺点ꎬ使穗数、穗粒数、千粒重能
与其它优良性状协调增加ꎮ 然而ꎬ目前在我国小麦主
产区育成的大面积推广品种中ꎬ还远远没有达到预期
目标ꎬ特别是高产与优质高效的结合方面存在突出问
题ꎮ 如河南省主要优质品种豫麦 ３４、郑麦 ９０２３ 等与
中筋小麦品种相比ꎬ在丰产性、稳产性和适应性等方面
仍存在显著差异ꎮ 近年来ꎬ该省育成的郑麦 ３６６、丰德
存 １ 号、新麦 ２６ 以及郑麦 ７６９８ 等优质小麦品种的丰
产性、稳产性及适应性等方面得到明显改善ꎬ但与超高
产小麦所提出的“产量高、品质好以及稳产”育种目标
仍有很大差距[３１]ꎮ
２􀆰 ２􀆰 ４　 种质资源创新与交流滞后　 超高产小麦育种
计划中提出的预期目标ꎬ虽有科学的理论依据ꎬ从长远
来看也一定能够实现ꎬ但在当前的育种实践中ꎬ实现其
预期目标仍存在很大难度ꎮ 因此ꎬ许多学者都非常注
重种质资源创新ꎬ育种材料创新和遗传研究是小麦育
种和改良的物质基础ꎮ 关键性的种质材料往往会给小
麦育种带来重大突破ꎬ其意义和价值远远大于任何单
一品种ꎮ 如四川农业大学颜济等[３２]选育高产、抗锈的
优良种质资源“繁六”及其姊妹系ꎬ以其为亲本选育出
３０ 多个小麦新品种ꎬ成为四川省 ２０ 世纪 ８０ ~ ９０ 年代
的当家品种ꎬ栽种面积累计达 １ ３３３ 万 ｈｍ２ꎬ对四川麦
区小麦育种和生产产生了深刻的影响ꎮ 我国冬小麦优
异种质“矮孟牛”的创造及利用是小麦种质创新和育
种研究的一次重要突破ꎬ在全国已育成 １２ 个大面积推
广新品种ꎬ７８ 个优良新品系和 ９６ 份衍生资源ꎬ并荣获
１９９７ 年国家技术发明一等奖[３３]ꎮ 可见ꎬ要进行超高
产小麦育种ꎬ必须更加重视超高产育种材料的创造ꎬ特
别是一些具有特殊抗源、优良品质及高光效等特性的
材料ꎮ 另一个方面ꎬ由于种种原因ꎬ我国开展基础性和
前瞻性的资源创新研究力度不够ꎬ种质资源交流滞后ꎬ
导致一些有特色的育种材料ꎬ难以分享交流ꎮ 目前这
成为限制我国超高产小麦育种取得突破的因素之一ꎬ
应从政策、法规、观念等方面加以引导ꎮ
２􀆰 ２􀆰 ５　 品种试验方法和品种审定办法亟需改进　 黄
淮地区为了推动小麦超高产育种曾专门设置超高产试
验和高密度试验ꎬ为一些特殊类型的小麦品种(如豫
麦 ６６、兰考矮早 ８ 等)提供了成功的机会ꎮ 类似在优
质专用小麦试验与审定中ꎬ采用适当降低产量标准的
措施ꎬ大大推动了优质小麦育种进程ꎮ 可见ꎬ超高产小
麦育种需要相应配套的品种试验和品种审定措施ꎬ这
将为超高产小麦新品种培育和审定提供更多的机会ꎮ
３　 人工诱发突变在超高产小麦育种中
的应用
３􀆰 １　 特色小麦种质资源的创制与利用
种质资源是育种的物质基础ꎬ而种质资源匮乏已
成为限制小麦产量的瓶颈ꎬ资源创新在突破小麦产量
屏障和实现超级小麦育种预期目标中发挥关键性的作
用ꎬ这正是人工诱变技术的优势之一ꎮ 利用诱变手段
几乎可以实现对小麦所有重要性状的改良ꎬ如生育期、
株型结构、抗逆性、籽粒与营养品质以及产量潜力等ꎮ
国内外报道已有大量植物通过诱变成功获得新的突变
基因ꎬ如雄性不育基因、矮杆基因等[３４ － ３５]ꎮ 一个优异
基因(种质)资源的合理利用常常会带来一系列优良
品种的诞生ꎬ如“豫麦 ２ 号”已成为河南省小麦育种利
用率最高的骨干亲本[３６]ꎬ宁麦 ９ 号成为江苏省小麦育
种 １０ 多年来最优秀的亲本[３７]等ꎮ 因此ꎬ在计划实施
的初期就要谨慎研究、精挑细选ꎬ确定高起点亲本材
料ꎬ利用不同的诱变技术与手段ꎬ并按照现代超高产小
麦育种的新思想ꎬ加大试验规模和投入ꎬ提高试验水
平ꎬ改进选择技术ꎬ以确保目标实现ꎮ 另外ꎬ笔者结合
实践ꎬ选育了一批具有重要利用前景的特色种质资源
(表 ３)ꎬ对超高产小麦选育具有重要的利用价值ꎮ 此
外ꎬ利用航天与辐射诱变还创造了周麦 １８ 和矮抗 ５８
的近等基因突变系ꎬ为超高产小麦的选育提供了一些
基础材料ꎮ
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核　 农　 学　 报 ２７ 卷
表 ３　 近年来本课题育成的小麦特色品系
Ｔａｂｌｅ ３　 Ｔｙｐｉｃａｌ ｗｈｅａｔ ｌｉｎｅｓ ｂｒｅｄ ｂｙ ｏｕｒ ｇｒｏｕｐ ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ
品系 /品种
Ｌｉｎｅｓ / ｖａｒｉｅｔｉｅｓ
特性
Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
突出特点
Ｐｒｏｍｉｎｅｎｔ ｆｅａｔｕｒｅ
产量结构 Ｙｉｅｌｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
(万穗􀅰６６７ｍ － ２、粒 /穗、ｇ /千粒)
豫同 ６８ － ２ 半冬性、大穗大粒、抗病抗倒、中熟 大穗、大粒、丰产 ３８ ~ ４５、３７、４７
豫同 １９８ 春性、矮杆、早熟、高产 矮杆、早熟 ４０ ~ ４５、４０、４２
豫同 １１ － １７０ 春性、矮杆、早熟、抗病、高产 矮杆、早熟、丰产、抗病 ３５ ~ ４０、３５ ~ ４０、５０
豫同 １９４ 半冬性、矮杆、抗病、高产 矮杆、丰产、抗病 ４０、３８、４８
富麦 ２００８ 半冬性、中杆、高产 高产、广适 ４５ ~ ４９、３６ ~ ４０、４３ ~ ４９
３􀆰 ２　 诱变育种技术创新与应用
如前所述ꎬ小麦主要经济性状之间广泛存在着负
相关连锁遗传现象ꎬ这是超高产小麦育种进程中必需
解决的问题ꎮ 连锁遗传在自然条件下ꎬ基因交换和重
组频率极低ꎬ对育种十分不利ꎮ 但通过人工诱变ꎬ基因
交换和重组的频率将会大幅度提高ꎬ能够促进优异经
济性状的聚合ꎬ从而有效地解决这一难题[３８]ꎮ 同时由
于传统辐射源的突变频率较低和突变随机性较大等问
题育种者开展了新诱变因素及诱变技术的发掘利用与
研究ꎬ如重离子束注入技术ꎬ空间诱变育种技术等ꎮ
诱变技术与现代不同育种技术结合ꎬ可以更好的
发挥不同育种技术的特点ꎬ取长补短ꎬ取得令人满意的
效果ꎮ 在育种实践中ꎬ将诱发突变技术与生物技术进
行有效结合ꎬ可以促进基因重组、提高突变效果、实现
离体定向诱变、发掘新的变异类型等ꎬ从而有效解决杂
交中优异性状难以组装的难题ꎬ实现目标性状的高效
诱变和高通量定向筛选ꎬ以提高突变体的选择效率ꎮ
刘录祥等[３９]将辐射诱变与加倍单倍体技术有效结合ꎬ
建立了小麦诱变细胞工程育种体系ꎬ并将其应用于耐
盐性小麦的定向筛选ꎬ成功创制了 Ｊ３３、ＹＳ２１７、Ｈ６７５６
等多个耐盐强的小麦新品系ꎮ 其中 Ｈ６７５６ 的综合耐
盐性与山东省一级耐盐对照品种德抗 ９６１ 相当ꎬ２００１
－ ２００３ 年参加山东省耐盐组区域试验ꎬ平均产量为
６２９２ｋｇ􀅰ｈｍ － ２比对照德抗 ９６１ 增产 １７􀆰 ３％ ꎬ并于 ２００４
年通过审定ꎮ
３􀆰 ３　 诱变超高产小麦新品种的培育与应用
诱变技术早期阶段是直接应用于改造当地主栽品
种或引进品种的个别不利性状ꎬ进行品种改良ꎮ 现当
代多以突变品种为亲本材料会间接利用ꎬ充分发挥突
变技术的优势ꎬ新品种的培育速度大大加快ꎮ 笔者多
年来ꎬ坚持开展诱发突变与传统杂交育种、生物技术相
结合的方法进行超高产小麦新品种的选育ꎬ通过精准
选择高起点亲本、提高育种试验地水肥条件、加大群
体、采取综合诱变处理、重视结实性与成穗数的互补等
措施进行工作ꎮ 同时针对辐射诱变处理后种子损伤效
应明显ꎬ常出现发芽率低、发芽势弱、以及幼苗畸形甚
至不育等有害变异的问题ꎬ在长期的诱变育种实践中ꎬ
逐渐摸索出如对诱变处理材料采取晚播、辐照处理时
采用相对较低的剂量和剂量率、在较好的种植条件下
种植尽量大的群体以及相对宽松的选择标准等一系列
切实可行的方法ꎮ 因此ꎬ在超高产小麦新品种选育方
面也取得了显著成效ꎬ先后育成了豫麦 ４３、原泛 ３ 号、
国审富麦 ２００８ 等小麦新品种ꎮ 其中ꎬ豫麦 ４３ 在上个
世纪 ９０ 年代就创造了 ６８０ｋｇ􀅰６６７ｍ － ２的高产记录ꎻ国
审富麦 ２００８ 具有生物学产量高、繁茂性好、三要素协
调ꎬ特别是成穗能力与结实性强ꎬ且互补性好、适应性
广、外观品质优等基本特点ꎮ ２００３ － ２００４ 年度参加国
家黄淮南片区域试验中ꎬ淮海农场农科所试验点最高
产达到 ７０７ｋｇ􀅰６６７ｍ － ２ꎬ并于 ２００６ 年通过国家和河南
省两级审定ꎬ在黄淮地区多点试验出现 ６５０ｋｇ􀅰６６７ｍ － ２
以上的高产典型[４０ － ４１]ꎮ 可见ꎬ诱变技术不仅能够创造
新的种质资源、打破负相关性状连锁ꎬ而且可与其它育
种技术结合ꎬ形成高效综合育种技术体系ꎬ这将在超高
产小麦育种实践中发挥不可替代的作用ꎮ
超高产是当前小麦育种的主攻方向ꎮ 超高产小麦
育种不是现有品种的补充ꎬ而是以利用现有自然资源
为前提充分发掘小麦超高产量潜力[４２]ꎮ 现阶段ꎬ我国
的小麦分子育种尚未发挥实质性作用ꎬ产量潜力、抗逆
性、稳产性和品质改良等方面的研究都亟待加强[４３]ꎮ
因此ꎬ结合国内外小麦育种理论与实践ꎬ从本地生态条
件和育种实际出发ꎬ促进不同育种单位间优良种质资
源交流ꎬ提高资源利用率ꎬ同时加强常规育种与分子育
种间合作ꎬ使小麦育种逐渐程序化、精确化、实用化ꎬ从
而大大加快我国超高产小麦培育进程ꎮ
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２０１３ꎬ２７(６):０７３６ ~ ０７４２
Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｕｔａｇｅｎｅｓｉｓ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｉｎ
Ｓｕｐｅｒ￣Ｈｉｇｈ￣Ｙｉｅｌｄｉｎｇ Ｗｈｅａｔ Ｂｒｅｅｄｉｎｇ
ＺＨＡＮＧ Ｊｉａｎ￣ｗｅｉ１　 ＹＡＮＧ Ｂａｏ￣ａｎ１ 　 ＦＡＮ Ｊｉａ￣ｌｉｎ１ 　 ＺＨＡＮＧ Ｆｕ￣ｙａｎ１ 　 ＬＩ Ｈａｏ２ 　 ＣＨＥＮＧ Ｚｈｏｎｇ￣ｊｉｅ１
( １Ｈｅｎａｎ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｎｕｃｌｅａｒ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ / Ｉｓｏｔｏｐｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ. ꎬＬｔｄꎬ Ｈｅｎａｎ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓꎬ
Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕꎬ Ｈｅｎａｎ　 ４５００１５ꎻ ２Ｘｉｎｚｈｅｎｇ Ｃｉｔｙ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ Ｒｕｒａｌ Ｗｏｒｋ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ ｉｎ Ｈｅｎａｎꎬ Ｘｉｎｚｈｅｎｇꎬ Ｈｅｎａｎ　 ４５１１５０)
Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒꎬ ｗｅ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｐｔ ｏｆ ｓｕｐｅｒ￣ｈｉｇｈ￣ｙｉｅｌｄｉｎｇ ｗｈｅａｔꎬ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｉｔｓ
ｂｒｅｅｄｉｎｇ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｏｆ ｉｔｓ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ. Ｍｅａｎｗｈｉｌｅꎬ ｗｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｐｅｒ￣ ｈｉｇｈ￣ｙｉｅｌｄｉｎｇ
ｗｈｅａｔ ｂｒｅｅｄｉｎｇ ａｎｄ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｅｘｉｓｔｅｄ ｉｎ ｓｕｐｅｒ￣ｈｉｇｈ￣ｙｉｅｌｄｉｎｇ ｗｈｅａｔ ｂｒｅｅｄｉｎｇꎬ ａｎｄ ｃｌａｒｉｆｉｅｄ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ
ｏｆ ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｍｕｔａｔｉｏｎ ｉｎ ｗｈｅａｔ ｇｅｒｍｐｌａｓｍ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ. Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅꎬ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｙｅａｒｓ ｏｆ ｍｕｔａｔｉｏｎ ｂｒｅｅｄｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃｅꎬ
ｗｅ ｂｒｉｅｆｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｓｏｍｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎ ｓｕｐｅｒ￣ ｈｉｇｈ￣ｙｉｅｌｄｉｎｇ ｗｈｅａｔ ｂｒｅｅｄｉｎｇ ａｎｄ ｇｅｒｍｐｌａｓｍ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ:Ｂｒｅａｄ ｗｈｅａｔꎻ Ｓｕｐｅｒ￣ｈｉｇｈ￣ ｂｒｅｅｄｉｎｇꎻ Ｍｕｔａｇｅｎｅｓｉｓ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓꎻ Ｆｕ ｍａｉ ２００８
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