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三亚育种基地双单倍体冬小麦加代扩繁试验田喜获丰收

 时间:2025-02-26

2025 年 2 月 20 日,北京大学现代农业研究院位于海南三亚南繁基地种植的双单倍体冬小麦加代扩繁试验第一批早熟材料迎来成熟和采收。这一成果标志着研究院在冬小麦育种研究上取得重大突破,为冬小麦快速育种及种质创新开辟了全新路径,对保障国家粮食安全意义深远。

2024 年 11 月 13 日,相较于山东正常播种时间晚约 1 个月,研究院科研团队采用直接播种的方式,将处理后的 126 份优质双单倍体(DH)系小麦种子,种在了海南三亚的育种试验田(详见前期报道:《冬小麦 DH 系在三亚育种基地扩繁与评价的突破性进展》,链接:https://mp.weixin.qq.com/s/uHkyddcgb3UmWnSMm3cd5g)。在后续 3 个月里,科研人员对麦苗进行了细致观察与精心管理。但海南三亚在 2024 年 10 - 11 月降雨量大,导致地块土壤含水量过高,不利于小麦出苗与苗期生长,给首次双单倍体冬小麦加代扩繁工作带来极大挑战。

在科研人员的悉心照料下,2025 年 2 月 20 日,早熟品种终于成熟,相比在山东潍坊 10 月播种的冬小麦,足足提前了近 4 个月。这批双单倍体冬小麦在海南三亚加代扩繁过程中,展现出在山东潍坊难以观察到的显著表型,尤其是在熟性和抗锈病方面,不同材料间差异十分显著。其中,优良株系植株健壮、分蘖旺盛、穗大粒饱,为筛选具有超双亲优良特性的特异新材料和新品种提供了丰富素材。初步结果表明,冬小麦芽春化直播技术在海南及温暖季节切实可行。该技术的成功应用,将为冬小麦南繁加代节省大量时间与人力,有力推动冬小麦种质创新工作。

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图1:三亚育种基地冬小麦DH系成熟期生长和采收情况

南繁是我国农业科研的关键环节,依托海南独特的热带气候,能够实现农作物加代繁殖,大幅缩短育种周期。多年来,众多科研人员在此辛勤耕耘,培育出大量优良品种。然而,冬小麦开花必须经历低温春化阶段,而海南冬季温度无法满足这一条件。传统方法是在深秋至初冬,将经过春化处理的冬小麦幼苗移栽至海南完成后期生长。但此方法成本高、耗时久、人力投入大,难以在大群体中推广。因此,研究院创新的芽春化技术及栽培方式,对冬小麦育种具有重要意义。

作物遗传与种质创新平台在初次试验基础上,持续优化小麦春化方法与种植管理方式。于 2025 年 1 月 11 日播种了第二批冬小麦双单倍体系,出苗整齐,生长迅速、分蘖强劲,农艺性状分离明显。许多材料在播种后 40 天便进入开花期,预计 3 个月即可从早熟材料收获种子,这将极大降低冬小麦南繁加代成本,提升加代效率(如图 2 所示)。

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图2:冬小麦DH系不同播种批次在三亚育种基地生长发育和表现

北京大学现代农业研究院相关负责人表示:“这次冬小麦在海南南繁基地的成功种植与成熟意义重大,不仅缩短了冬小麦的育种周期,以往数年才能完成的育种过程,如今借助南繁优势大幅压缩;还能筛选出更适应复杂环境的品种,为应对全球气候变化背景下的粮食安全挑战提供有力保障。”
展望未来,北京大学现代农业研究院将持续加大在冬小麦育种领域的研究投入,进一步优化种植技术,深入探索利用海南光热资源的更多方法。同时,也期望通过此次突破,吸引更多科研力量投身冬小麦育种工作,共同为我国粮食安全和农业现代化发展贡献力量。


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