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突破性小麦品种生育模式与遗传资源探讨 杨先泉 四川农业大学农学院, 四川雅安 625014 E-mail：yangxq@ 摘 要：本文通过对前人研究与小麦遗传、育种的理论和实践的综合分析，发现培育具有与现有矮 杆、半矮杆类型不同生育模式的小麦品种类型可能是取得小麦产量育种突破性进展的关键。在理论 分析的基础上，提出突破性品种可能有超大穗类型、丛矮杆类型、半高杆类型和少节矮杆类型等生 育模式，并进一步对实现这些生育类型的可能方式、遗传资源类型进行了初步探讨，以期为开拓小 麦遗传与育种的思考提供参考。 关键词：小麦; 产量育种; 产量构成; 生育模式 1. 引言 高产小麦品种的培育和运用是提高小麦产量最为有效、可行的手段[1, 2] 。在我国，高产小麦品种 选育及其推广应用对小麦产量提高的贡献达 40~50%[1]。历史上每一次突破性品种的育成都源于一种 [3, 4] 新的遗传资源的发现、创造和利用，突破原有栽培品种的形态和生理模式 。 本文从植物生理学和作物育种学基本概念和基本理论出发，结合小麦遗传与育种研究的实践， 提出了几种突破性品种可能的生育模式及现有或可能的遗传资源类型，并对其实现途径进行了初步 探讨。 2. 小麦生物产量与收获指数改良 小麦生物产量通常指植株所有地上部分的干物质重量，收获指数则指籽粒产量与生物产量之比， 即：籽粒产量=生物产量×收获指数。 上世纪 60 年代，以国际小麦玉米改良中心为先锋，利用日本农林 10 号的矮杆基因资源培育的 矮杆、半矮杆小麦品种类型极大地提高了小麦的生产潜力。研究表明，矮杆、半矮杆小麦品种产量 潜力的提高源于对生物产量和收获指数的共同提高。矮杆品种的抗倒特性使农艺投入增加成为可能， 从而提高其在较高肥水条件、密植和栽培水平下的生物产量；同时收获指数也从 30~35%提高到 [1] 40~50% 。 虽然小麦收获指数仍然有提高可能，最高可达 62%，但进一步提高收获指数将很困难[5]；而且过 分地依赖收获指数作为选择指标，收获指数的提高将伴随着生物产量的下降，并不一定增加籽粒产 量。如果能在增加植株密度和提高氮素水平上和水分供应之后(生物产量增加)，基因型能保持其收 获指数，那将是十分理想的[6]。但有研究发现现有栽培品种收获指数不稳定，不具备这种能力[6, 7] 。 因此，可以认为矮杆基因事实上限制了在现有农艺条件和收获指数水平下小麦生物产量的进一 步提高。从理论上讲，要获得更高的生物产量，并结合现有的收获指数，可能应该放弃现有的矮杆、 半矮杆小麦品种的生育模式，通过其它途径获得具有抗倒性的较高植株，如提高根系发达程度或茎 杆的柔韧性。 Wilson (1981)指出提高生物学产量有三种途径：(1)改进植株的受光势态；(2)提高单叶的光合 能力；(3)减少呼吸性消耗。而这三者则是株型育种和高光效育种的核心内容。 - 1 - 3. 株型育种与高光效育种 [9] 株型育种源于Donald (1968)提出的小麦理想株型的概念 。理想株型的主要内容有两点：一是 协调群体内植株间的竞争；二是改善植株的受光姿态以提高光能利用率。虽然Donald的理想株型的 模式(独杆)很难为人们接受，也难以适应当前生产上的农艺环境，但是理想型的观念却给人以很大 的启发。Borojević (1975)提出一定株型中可以有几种不同的基因型。Lupton (1982)认为，同一种 [10] 作物在不同的地区甚至同一地区可以