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科学普及 | “三株野草”如何变成“一碗面”?——对话小麦育种专家杨武云
发布时间:2023-09-06      来源:       阅读量:78     分享:

小麦是世界上种植面积最广的粮食作物,栽培历史有1万年以上。不过,我们今天见到的小麦,已经不是它最初的样子。

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“现代小麦的起源进化是一个巧合且复杂的过程,经历了两次远缘杂交。”四川省农业科学院副院长、研究员、农业农村部西南区小麦生物学与遗传育种重点实验室主任杨武云介绍说。

在一万多年前,两个物种,一个叫做乌拉尔图小麦,还有一个是拟斯卑尔脱山羊草,天然杂交形成了做意大利面条的四倍体小麦;七千年前左右,四倍体小麦在自然界又跟另外一个物种叫节节麦,天然杂交,染色体自动加倍,形成了六倍体小麦,也就是现代面包小麦的祖先。

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“研究清楚小麦的遗传和生物学特性,才能更好的指导小麦新品种的培育。”杨武云说,如今,科学家能够模拟小麦的进化过程,用不同的四倍体小麦和不同的节节麦杂交,合成新的人工合成小麦,再用它作为桥梁,将具有丰富遗传多样性的小麦祖先中优异基因导入到现代小麦中,从而培育新的小麦品种。

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1995年,杨武云利用在国际玉米小麦改良中心培训的机会,带回了一批含节节麦血缘的人工合成小麦资源。当时,全世界育种家对人工合成小麦基因资源寄予厚望,但还没有取得成功。

“里面有节节麦的基因资源,野生性很强,具有很多对育种不利的性状,比如株型散,株高很高,壳比较硬难以脱粒等。所以无法在育种中被直接利用。”

杨武云将带回来的人工合成小麦与四川小麦杂交,经多代鉴定,最终在国际上率先育成了突破性小麦新品种“川麦42”。川麦42高抗条锈病、稳定性好、适应性广、品质优良且综合性状好,2003年和2004年,分别通过了国家和四川省品种审定委员会审定,并被推荐为四川省和全国重点推广的小麦新品种。

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“川麦42产量比对照品种,在国家区试里面增产了17%,在四川省区试里面增产了30%。在大面积生产上应用,每亩可以增加100公斤左右。现在川麦42是四川小麦培育的骨干亲本,利用它又先后培育了40多个品种。” 杨武云说。

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在培育川麦42的过程中,杨武云还结合多年来的育种实践经验,总结出了一套高效的人工合成小麦育种利用策略——“大群体有限回交法”。不仅在小麦育种上可以应用,在其他作物育种中也可以使用。

“现在我们课题组收集了大量的四倍体小麦和节节麦,在大量合成新的人工合成小麦。这些材料就像自己的子女一样,肯定有好东西在里面。” 谈起未来的目标,杨武云说,第一是要高产稳产,第二是要绿色生产,抗病、抗逆,少用农药,第三还要培育强筋、弱筋或者中强筋等多元化的品种出来,满足不同层次的市场需求。

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“野生资源很好,但是它也有很多不好的东西,要通过先进的技术来改良它,才能够更大范围地更好地利用它的基因资源为我们现代育种服务。” 杨武云说。


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