论小麦高产育种与杂种优势

  小麦是世界上最重要的经济作物之一，如何提高小麦的产量一直备受关注。近十几年来，小麦的杂交育种技术为解决该问题提供了切实可行的解决方案。本研究对小麦高产育种与杂种优势的遗传学原理原理，表观特征，研究方法及其利用作出了详细的介绍，旨在为相关的农业工作者提供参考。

小麦是世界上最重要的经济作物之一，在农业生产上，如何提高小麦的产量一直备受关注。近十几年来，随着杂种技术在小麦高产育种上的应用，小麦的产量得到显著的提高，部分杂种优势在推广种植中进一步证实了小麦的杂种育种的可行性与适用性[2]。

1、杂种优势的遗传学原理

杂种优势的形成，最本质的原因在于其基因的异质性或杂合性（主要）。而基因的异质间形成额外的效应则被定义为杂种优势。杂种优势的产量性状被认为是一种复杂的数量性状，在微效多基因假说中，产量性状的控制依赖于多个基因形成的基因体系，在这个体系中，多个基因间相互作用，同时依赖于环境条件，最终影响其产量性状的表达[4]。

2、高产小麦的表观形态特征及其原理

高产小麦相较于一般的小麦而言，其叶片颜色呈深绿色，该特征表明了叶片中含有较高的叶绿素，表明该品种的小麦植株具有较强的光合作用，能促进小麦的生长发育，同时生产制造出更多有机物，进而实现高产；同时小麦的株叶型也对小麦的高产有影响，高产品种的株叶型为了提高小麦的协调性，通常是直立或半直立，叶片较窄，旗叶挺直且上举，改株叶型的植株具有良好的透光性，可以最大地提高阳光的利用率，同时提高田间小麦种植的的协调性；且高产的小麦植株的高度应在80—90cm之间，过高时，小麦植株倒伏且生长过程中需消耗过多的养分，过矮时植株叶片紧密，通风透光性差，增加了病虫害的发生。

3、杂种小麦的优势

（1）在自然状态小麦的杂种优势的原理

小麦的杂种优势在其自然进化的过程中也得到了充分的体现。小麦在自然状态下的进化过程中经历了两次染色体的加倍，成为现在的普通小麦。在这两次的进化过程中由原始的二倍体小麦加倍成为四倍体的杂种，且在其后通过四倍体的杂种与二倍体原始种的杂交形成了目前我们所看到的六倍体的普通小麦，相比于其祖先，目前的普通小麦的产量已得到了飞跃性质的提升。

（2）杂种与普通小麦的优势

有研究结果表明，小麦籽粒中的有机物大部分来自于花开后功能叶的光合作用的产物，在开化到小麦成熟的在过程中，小麦的千粒重与叶功能的时间呈正相关。不同品种小麦的功能期存在差异，对高产小麦的分析结果表明，杂种小麦的叶功能期延长，产量提高；对优质高产小麦的评估的另一个重要因素是其必须具备抗病性，不同种植区受不同病害的影响程度不同，但均对小麦的产量造成严重的影响，而研究表明，小麦杂种在抗病性上较普通小麦有显著的提高，并且能够实现父本与母本抗性的互补，极大地减少了小麦生产过程中病虫害的发生概率；同时，在杂种产生小麦籽粒的品质方面，相比于普通小麦，其产物蛋白质、面筋含量有显著的提高，且面团的稳定时长有所增加。

4、小麦高产育种与杂种优势的研究方法

在小麦杂种优势的利用上，远缘目标基因与非质的问题可通过体细胞杂交技术解决，该方法确保了生物性安全。研究人员主要对小麦体细胞杂种优势与后代的遗传规律进行研究，进而通过不对称体细胞杂交技术培育优良品种。目前，我国在这方面的研究还未达到试种的要求。通常核质杂种在小麦优势利用发面主要应用的是回交置换法：将小麦与细胞质基因发生变异的近缘属种杂交。这种核质杂交育种，主要利用的是节节麦、山羊草等的细胞质与小麦细胞核杂交，目前选育出的小麦部分品种产物的蛋白质含量有所提升，随着研究的不断深入，杂种优势将得到充分的发挥。

化学杀雄法是小麦杂交育种的另一种重要的研究方法。此方法通过化学药剂抑制小麦雄性的发育，进而培育出杂交品种，该方法的优点是杀雄效果好，且小麦的结实率会有显著的提高，且提高母本的性能。但该方法在化学药剂的选择要求严格，效果好的化学药剂一般依靠进口，缺点是实施的过程中要求严格，且成本较高；国内的药剂杂种效果差，阻止了该方法的推广使用。

5、小麦高产育种与杂种优势的展望

小麦杂种优势的利用在理论上为小麦产量的提高提供了有力的依据，但在目前的研究中依然有着较大的困难，小麦高产育种的技术手段还未成熟，需要相关的研究工作者结合水稻、玉米等的研究经验对小麦杂种优势作进一的分析研究。

综上所述，小麦作为我国最重要的经济作物之一，提高小麦的产量对我国农业的发展有着至关重要的意义。在小麦高产育种的研究中，杂交小麦在产量及抗病性等方面较普通小麦均有显著的提高，在田间种植时可根据当地的环境条件，病虫害发生规律，选择相应的高产抗病品种，最大可能发挥小麦育种与杂种优势，以达到高产优产的目的。（弋孝科）