小麦加冰草，会不会碰撞出更好吃的面包？

作者：鲤鱼坡坡主，植物学博士生

审核专家：卢宝荣，复旦大学特聘教授，国务院学科评议组成员，中国国家生物安全委员会委员

小麦作为中国主要的粮食作物之一，其持续优质发展是国内粮食安全的重要保障。

（小麦。图片来源：Pixabay）

小麦属于禾本科( Gramineae )，小麦族( Triticeae )，小麦属 ( Triticum )。根据形态分类和染色体组分类结合分类，小麦属可分为五个系，分别是属于二倍体小麦的一粒系（ Einkorn ），属于四倍体小麦的二粒系（ Emmer ）与提莫菲维系（ Timopheevii ），和属于六倍体小麦的茹科夫斯基系（Zhukovskyi）与普通系（ Dinkel ）。意大利面的制作使用的就是二粒系中的硬粒小麦（ Triticum durum Desf.）（亦称杜兰小麦）。而我们日常生活中作馒头面条用的则是普通系中的普通小麦（ Triticum aestivum L.）。

远缘杂交指同属或不同属的种间进行的杂交，在创造新的遗传变异和形成新物种中具有重要意义。我们现在种植的普通小麦就是通过含有AA染色体组的乌拉尔图小麦（ Triticum urartu Thumanian ）（2n=14）与具有BB染色体组的拟斯卑尔托山羊草（ Aegilops speltoides Tausch ）（2n=14）天然杂交后，经过染色体加倍，形成了四倍体二粒小麦（ Triticum dicoccoides Korn. ex Schweinf ）（2n=28，AABB），而后二粒小麦又经历了一次与具有DD染色体组的节节麦( Aegilops tauschii Cosson )（2n=14）的天然杂交及染色体加倍，从而形成了六倍体的普通小麦（2n=42，AABBDD）。 由天然远缘杂交和染色体加倍形成的新物种，其性状及育性都得到了极大的改善。

（A 母本 B 父本 C 无冰草染色体的后代 D 附加系 E F 代换系）

面对自然界极端天气及大范围病虫害的爆发，选育抗性品种是唯一有效的方法。而早期育种主要通过小麦与小麦间的品种杂交完成，在应对病虫害时，杂交的抗病品种具有对当地自然条件的适应性及外来品种的抗病性，易使病菌产生适应性变异。小麦栽培品种的遗传多样性相对较狭窄，成为了限制小麦遗传改良主要障碍。

（a图辉县红为条锈病感病品种，b图为白粉病抗性实验）

小麦族中除栽培小麦 、栽培大麦和栽培黑麦以外的其他物种统称小麦野生近缘植物。或：小麦野生近缘植物泛指小麦族中所有野生种的总称。（根据《农作物种质资源技术规范》定义）小麦的野生近缘种作为小麦的自然基因库，含有许多栽培品种中已经丧失的高产、抗病、抗逆等相关基因资源，能很好的应对适应性变异。

由只含P染色体组的冠状冰草复合群内的种组成的冰草属（ Agropyrum ）是小麦族中的一个多年生近缘种属，仅由冠状冰草复合群内的种组成，其染色体组为 P，包括二倍体（PP）、四倍体（PPPP）和六倍体（PPPPPP）3 种倍性。因冰草具有良好的耐逆性、大穗多花，且兼抗多种小麦病等众多可用于小麦遗传改良的优异特性，被认为是小麦改良的最佳基因源之一。

（II-9-3是附加系，fukuho是母本，中作9504是高感病对照 其他2P是易位系，加号代表有P染色体基因存在。）

小麦和冰草属间的远缘杂交是将冰草属种优异基因转移到小麦中的有效途径。但远缘杂交存在三大难题： 杂交不亲和、杂种不育和后代“疯狂分离 ”。自上世纪三十年代初，小麦与冰草属间杂交在许多国际知名学者的相继尝试并失败后，成为了一个国际难题。

中国农业科学院作物科学研究所的李立会研究员领衔的团队，通过革新小麦与冰草远缘杂交技术体系，打破远缘杂交壁垒，提高了育种效率，创制出一批携带冰草优异基因、遗传稳定且能为育种和生产利用的新种质。同时，培育出了一批新品种，例如我国第一个通过审定的普通小麦—冰草远缘杂交选育成功的小麦品种——普冰143，其高产、稳产抗病，连续三年名列陕西省旱地小麦试验第一名。还有抗旱节水品种普冰9946及抗旱耐寒抗倒伏高抗条锈病的普冰151等。该项研究创造了小麦新的遗传变异，拓宽了小麦遗传多样性， 为兼具抗寒抗旱抗病及优质高效的小麦品种改良提供了难得的种质资源。

小麦与冰草属间远缘杂交技术及其新种质创制

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排版：凝音

题图来源：Pixabay