[科普中國(guó)]-小麥加冰草，會(huì)不會(huì)碰撞出更好吃的面包？

作者：鯉魚坡坡主，植物學(xué)博士生

審核專家：盧寶榮，復(fù)旦大學(xué)特聘教授，國(guó)務(wù)院學(xué)科評(píng)議組成員，中國(guó)國(guó)家生物安全委員會(huì)委員

小麥作為中國(guó)主要的糧食作物之一，其持續(xù)優(yōu)質(zhì)發(fā)展是國(guó)內(nèi)糧食安全的重要保障。

（小麥。圖片來源：Pixabay）

小麥屬于禾本科( Gramineae )，小麥族( Triticeae )，小麥屬 ( Triticum )。根據(jù)形態(tài)分類和染色體組分類結(jié)合分類，小麥屬可分為五個(gè)系，分別是屬于二倍體小麥的一粒系（ Einkorn ），屬于四倍體小麥的二粒系（ Emmer ）與提莫菲維系（ Timopheevii ），和屬于六倍體小麥的茹科夫斯基系（Zhukovskyi）與普通系（ Dinkel ）。意大利面的制作使用的就是二粒系中的硬粒小麥（ Triticum durum Desf.）（亦稱杜蘭小麥）。而我們?nèi)粘Ｉ钪凶黟z頭面條用的則是普通系中的普通小麥（ Triticum aestivum L.）。

遠(yuǎn)緣雜交指同屬或不同屬的種間進(jìn)行的雜交，在創(chuàng)造新的遺傳變異和形成新物種中具有重要意義。我們現(xiàn)在種植的普通小麥就是通過含有AA染色體組的烏拉爾圖小麥（ Triticum urartu Thumanian ）（2n=14）與具有BB染色體組的擬斯卑爾托山羊草（ Aegilops speltoides Tausch ）（2n=14）天然雜交后，經(jīng)過染色體加倍，形成了四倍體二粒小麥（ Triticum dicoccoides Korn. ex Schweinf ）（2n=28，AABB），而后二粒小麥又經(jīng)歷了一次與具有DD染色體組的節(jié)節(jié)麥( Aegilops tauschii Cosson )（2n=14）的天然雜交及染色體加倍，從而形成了六倍體的普通小麥（2n=42，AABBDD）。 由天然遠(yuǎn)緣雜交和染色體加倍形成的新物種，其性狀及育性都得到了極大的改善。

（A 母本 B 父本 C 無冰草染色體的后代 D 附加系 E F 代換系）

面對(duì)自然界極端天氣及大范圍病蟲害的爆發(fā)，選育抗性品種是唯一有效的方法。而早期育種主要通過小麥與小麥間的品種雜交完成，在應(yīng)對(duì)病蟲害時(shí)，雜交的抗病品種具有對(duì)當(dāng)?shù)刈匀粭l件的適應(yīng)性及外來品種的抗病性，易使病菌產(chǎn)生適應(yīng)性變異。小麥栽培品種的遺傳多樣性相對(duì)較狹窄，成為了限制小麥遺傳改良主要障礙。

（a圖輝縣紅為條銹病感病品種，b圖為白粉病抗性實(shí)驗(yàn)）

小麥族中除栽培小麥 、栽培大麥和栽培黑麥以外的其他物種統(tǒng)稱小麥野生近緣植物?；颍盒←溡吧壷参锓褐感←溩逯兴幸吧N的總稱。（根據(jù)《農(nóng)作物種質(zhì)資源技術(shù)規(guī)范》定義）小麥的野生近緣種作為小麥的自然基因庫(kù)，含有許多栽培品種中已經(jīng)喪失的高產(chǎn)、抗病、抗逆等相關(guān)基因資源，能很好的應(yīng)對(duì)適應(yīng)性變異。

由只含P染色體組的冠狀冰草復(fù)合群內(nèi)的種組成的冰草屬（ Agropyrum ）是小麥族中的一個(gè)多年生近緣種屬，僅由冠狀冰草復(fù)合群內(nèi)的種組成，其染色體組為 P，包括二倍體（PP）、四倍體（PPPP）和六倍體（PPPPPP）3 種倍性。因冰草具有良好的耐逆性、大穗多花，且兼抗多種小麥病等眾多可用于小麥遺傳改良的優(yōu)異特性，被認(rèn)為是小麥改良的最佳基因源之一。

（II-9-3是附加系，fukuho是母本，中作9504是高感病對(duì)照 其他2P是易位系，加號(hào)代表有P染色體基因存在。）

小麥和冰草屬間的遠(yuǎn)緣雜交是將冰草屬種優(yōu)異基因轉(zhuǎn)移到小麥中的有效途徑。但遠(yuǎn)緣雜交存在三大難題： 雜交不親和、雜種不育和后代“瘋狂分離 ”。自上世紀(jì)三十年代初，小麥與冰草屬間雜交在許多國(guó)際知名學(xué)者的相繼嘗試并失敗后，成為了一個(gè)國(guó)際難題。

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所的李立會(huì)研究員領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)，通過革新小麥與冰草遠(yuǎn)緣雜交技術(shù)體系，打破遠(yuǎn)緣雜交壁壘，提高了育種效率，創(chuàng)制出一批攜帶冰草優(yōu)異基因、遺傳穩(wěn)定且能為育種和生產(chǎn)利用的新種質(zhì)。同時(shí)，培育出了一批新品種，例如我國(guó)第一個(gè)通過審定的普通小麥—冰草遠(yuǎn)緣雜交選育成功的小麥品種——普冰143，其高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)抗病，連續(xù)三年名列陜西省旱地小麥試驗(yàn)第一名。還有抗旱節(jié)水品種普冰9946及抗旱耐寒抗倒伏高抗條銹病的普冰151等。該項(xiàng)研究創(chuàng)造了小麥新的遺傳變異，拓寬了小麥遺傳多樣性， 為兼具抗寒抗旱抗病及優(yōu)質(zhì)高效的小麥品種改良提供了難得的種質(zhì)資源。

小麥與冰草屬間遠(yuǎn)緣雜交技術(shù)及其新種質(zhì)創(chuàng)制

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排版：凝音

題圖來源：Pixabay