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小麥赤霉病是世界性病害，被稱為小麥“癌癥”，不僅造成嚴(yán)重減產(chǎn)，產(chǎn)生毒素還會危害人類生命健康。23日，由江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所小麥研究室主任高德榮科研團隊，通過10多不懈努力，采取分子育種技術(shù)，在國內(nèi)首次成功選育出高抗赤霉病、抗白粉病的“雙抗”高產(chǎn)新品種——揚麥33號，通過江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院組織的專家組評鑒，有望成為我國新一代主導(dǎo)品種，破解世界性難題。

科研攻關(guān)將抗赤霉病與高產(chǎn)相結(jié)合

國家農(nóng)業(yè)農(nóng)村部小麥專家組組長郭文善教授介紹，多年來，小麥赤霉病在長江中下游和黃淮小麥產(chǎn)區(qū)高發(fā)，年發(fā)病面積超過1億畝，占全國小麥種植面積的四分之一。

目前，全球抗赤霉病遺傳資源匱乏，更是缺乏對赤霉菌免疫的種質(zhì)，已克隆的抗赤霉病基因FHb1和FHb7，只能有限提升抗性，不能根本解決問題。

“在我國小麥種植區(qū)普遍都是采用化學(xué)方法，來抑制住赤霉病的重發(fā)。有的地方要施三到四次化學(xué)藥品，但仍然達不到預(yù)期效果。大量化學(xué)藥品的使用和殘留，既造成生態(tài)環(huán)境的破壞嚴(yán)重，更是給食品安全帶來潛在的危險。因此，只有從關(guān)鍵技術(shù)突破，選育出小麥高抗新種，方才是解決的有效辦法。”中國工程院院士張洪程說。

“分子育種技術(shù)就是將分子生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用于育種中，在分子或者基因水平上進行育種。通常包括：分子標(biāo)記輔助育種和遺傳修飾育種（轉(zhuǎn)基因育種和基因編輯等）。目前的分子標(biāo)記輔助育種主要是在小麥雜交后代選擇過程中利用與優(yōu)異基因或者位點緊密連鎖的分子標(biāo)記，篩選攜帶這些優(yōu)異基因或者位點的材料。”中國農(nóng)科院作物科學(xué)研究所副所長劉錄祥說。

高德榮告訴記者，揚麥33的育成應(yīng)用的就是分子標(biāo)記輔助育種，因為已知的很多抗赤霉病的材料雖然赤霉病抗性能達到“抗”，但是農(nóng)藝性狀不理想，不利于育種利用，更無法在生產(chǎn)上推廣。例如株高過高導(dǎo)致的倒伏、生育期過晚導(dǎo)致遲收等，加上除赤霉病抗性外，小麥還有很多其他病害嚴(yán)重影響產(chǎn)量，因此要想育成可在生產(chǎn)上大面積推廣的品種，就要將抗赤霉病與高產(chǎn)相結(jié)合。

利用分子育種技術(shù)手段是發(fā)展方向

記者了解到，揚麥33主要實現(xiàn)了在保證優(yōu)良農(nóng)藝性狀的前提下將已知的公認的抗赤霉病主效基因與來源于揚麥本身的抗赤霉病位點相結(jié)合，使赤霉病抗性與產(chǎn)量協(xié)同顯著提高。同時，揚麥33還利用分子育種技術(shù)導(dǎo)入了抗白粉病基因Pm21，高抗白粉病。

攻關(guān)組在高郵市甘垛鎮(zhèn)帶程村示范種植抗赤霉病品種揚麥33和中抗對照品種揚麥20，共1068畝。2020年11月8日播種，用種量每畝14公斤，今年4月21日開花，采取未防治、防治一次、防治兩次對比顯示，其中揚麥33未防治赤霉病的病穗率1.99%，平均嚴(yán)重度0.82，病情指數(shù)0.52；防治一次的病穗率0.34%，平均嚴(yán)重度0.47，病情指數(shù)0.08；中抗對照品種揚麥20，未防治赤霉病的病穗率13.18%，平均嚴(yán)重度1.91，病情指數(shù)8.70；防治兩次的病穗率2.72%，平均嚴(yán)重度1.15，病情指數(shù)1.59。

“揚麥33示范田畝有效穗28.3萬，每穗粒數(shù)50.2粒，預(yù)估千粒重42克，理論產(chǎn)量為畝產(chǎn)達到596.7公斤。”江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所所長李愛宏說。

專家組一致認為，揚麥33示范田在不進行赤霉病化學(xué)防治和防治一次的赤霉病發(fā)生程度差異不顯著，均明顯低于中抗品種揚麥20防治兩次的發(fā)生程度。揚麥33赤霉病抗性突出，同時兼抗白粉病等，綜合性狀優(yōu)良，實現(xiàn)了抗赤霉病與高產(chǎn)協(xié)同遺傳改良的重大突破，這種具有“雙抗”高產(chǎn)小麥新品種，對于解決我國小麥嚴(yán)重病害問題意義重大。

在中國農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院副院長倪中福看來，利用分子育種技術(shù)手段加強各類抗性基因聚合，大幅度提高育種效率和性狀改良精準(zhǔn)性，使小麥育種由“經(jīng)驗育種”向“精準(zhǔn)育種”轉(zhuǎn)變，同時培育出的優(yōu)質(zhì)綠色小麥新品種，對于促進我國小麥綠色高質(zhì)量發(fā)展，打造優(yōu)質(zhì)小麥商業(yè)品牌，保障我國種業(yè)安全和糧食安全具有重要意義。

（科技日報記者 過國忠）