山西省杂种小麦研究历史回顾与展望张建诚姚景珍（山西省农业科学院棉花研究所山西运城 044000）摘要本文系统回顾了山西省杂种小麦发展阶段与进展，并分析了存在问题与对策。
结果认为，山西省杂种小麦发展按技术特征可划分为4个阶段：(1)CMS 杂种小麦起步和群众运动寻找不育系阶段（1970～1975年）； (2)CMS杂种小麦发展阶段（1976～1990年）；(3)CHA杂种小麦起步阶段（1991～1995年），(4)CHA杂种小麦发展阶段（1996年以后）。
杂种小麦走向生产的障碍是：强优势组合少、株高高易倒伏、用种量大、制种产量低、种子纯度差且成本高等。
克服这些障碍的办法是：选配耐稀播超高产新组合，开展优质杂种小麦选育工作，研究高产制种技术，多种办法降低制种成本（包括降低CHA药剂成本），育种与栽培相结合，开展化控半矮秆杂种小麦技术和用种量较低的高产或超高产育种栽培集成技术研究。
关键词杂种小麦；历史回顾；进展；展望；山西省杂种优势利用研究是国内外小麦高产育种的重要途径。
1951年Kihara 首次发现小麦雄性不育系之后，世界上开始了小麦杂种优势利用研究[1]。
1962年，Wilson和Ross培育出T型不育系，并首次实现三系配套，推动了世界杂种小麦研究的发展[1,2]。
1965年，我国原北京农业大学蔡旭教授从匈牙利引进T型材料，标志着我国小麦杂种优势利用研究的开始[2,3]。
山西省小麦杂种优势利用研究1970年开始，在山西省科委资助下，由山西农科院棉花所、小麦所、作物所和山西农业大学等单位协作，开展了小麦杂种优势利用协作研究，但因当时对其复杂性认识不足，不少单位自行下马，“八五”期间山西省仅剩山西农科院棉花所一家在坚持该项研究，“九五”期间山西农科院小麦所在山西科委资助下也开始了该项研究。
其中山西农科院棉花所参加了国家“六五”“七五”、山西农业大学参加了国家“六五”小麦杂种优势利用研究协作项目。
1 历史回顾与进展山西省杂种小麦研究按技术特征大致可划分为四个阶段，现就四个阶段划分及其主要研究进展分述如下：1.1 CMS杂种小麦起步和群众运动寻找不育系阶段(1970～1975年)此阶段以引入T型材料为开始，以开始配制杂种组合为结束。
主要研究内容是采用一年三种三育、加代繁殖等方法开展了T型不育系转育和恢复系选育工作，同时也开展了发动群众进行大田寻找不育系工作等。
1972年，《全国农林科技重大项目》把研究利用小麦雄性不育进行杂种优势利用作为重要内容之一，促进了该项目群众运动的进展。
到1974年，已转育出一批稳定的T型不育系和选育出一些优良的恢复系，如统404A、无芒4号A、阿勃A、石庄63A、科春5号A、川3A、184A、内乡36A、阿玛A、R74306等，并开展了小规模隔离区制种。
1.2 CMS杂种小麦发展阶段（1976～1990年）此阶段以T型杂种优势鉴定为开始，以国家“七五”计划完成为结束。
此阶段国内除重点研究T型材料外，也开展了新型细胞质雄性不育系（如K、V型雄性不育系、黔型雄性不育系等）和化学杀雄技术研究，山西省此阶段仍以T型材料为主，重点是提高三系水平、培育优良组合、开展相应制种技术研究等。
此阶段，由于国家“六五”“七五”的大力投资和协作攻关，使得山西省杂种小麦在杂种优势利用理论与技术方面均取得长足进展。
1978年山西农科院棉花所培育出杂种4号小麦（统404A×74306）并获得运城行署科技奖励，该杂种经过1976～1979四年杂种优势鉴定和1978～1979两年多点生产示范，表现良好，1976～1978年三年试验示范均居第一，平均亩产297.6公斤，比对照增产24.8％，年度之间增幅16.7％～31.4％，1979年平均亩产270.8公斤，比对照增产1.4％，居第三位；80年代中后期，该所还选育出新组合“ms12057×原恢3号”，大田试种3亩，比对照增产11.3％，“运83-1A/原恢3号”，3年试验示范比对照增产18.85％～21.9％，“运78-4A/原恢3号”比对照增产19.5％。
1980年郭志远等对蛋白质含量杂种优势表现进行了初步研究，四个T型杂种小麦及其亲本研究结果表明，杂种F1蛋白质含量具有超亲优势，其超亲优势达9.10％～35.34％，超高亲优势达2.00％～32.18％。
为了指导亲本选配，1985年，郭志远等进行了杂种各性状亲子相关分析，结果为，T型杂种千粒重、穗长、株高、单株分蘖数、穗粒数、穗粒重与亲本均呈极显著或显著正相关，其相关系数分别为0.5843**、0.4629**、0.6215**、0.4228**、0.2588*、0.3165*（注：**α＝0.01、*α=0.05），亩穗数、单株有效穗、结实小穗数等亲子间呈正相关但不显著，并提出，提高F1成穗率是提高杂种优势的重要因素[4]。
为了探讨杂种小麦制种安全隔离、提高制种产量等问题，1985年，郭志远等研究了小麦风媒传粉规律，结果认为，小麦花粉能借助风力传播70米以远，90米远处未采到花粉粒，在0～70米的距离内，小麦花粉可以扩散到1～2.5米高的空间，且传粉距离与花粉粒分布量之间存在极显著直线回归关系（y＝-0.155x＋13.982，r＝-0.989，x为传粉距离，y为花粉粒数量），当距离在0～70米距离范围内，距离每增加1米，花粉粒减少0.155粒，由此认为0～70米为小麦传粉区，80米为传粉危险区，90米以远为小麦花粉禁区，亦即隔离安全区[5,6]。
1987年，郭志远等以3个T型雄性不育系及1个恢复系为材料，研究了在播幅2.6米条件下行比与不育系异交结实率和制种产量的关系，结果表明，母本不育系结实率随不育系种植比例逐级增大而降低，且存在明显直线负相关关系（y＝-0.692x＋74.05，r＝-0.814，其中x为父母本播幅比例，y为异交结实率），杂种产量随母本不育系种植面积逐级扩大而增加，二者存在显著直线正相关关系，（y＝10.735x＋117.810，r＝0.951，其中x为父母本播幅比例，y为亩产种量），并指出，如果制种田面积很大，花粉来源充足，可以选用1:3的父母本种植比例，而不致降低制种产量[6]，为杂种小麦制种提供了依据。
此阶段T型三系水平也获得了较大提高，一些最新品种如运78-1、运78-14、运78-2、运83-1、鲁麦14等优良品种均转成了不育系，在恢复系方面，选育出达标或超标的T型恢复系，如86E22等。
在新型不育系方面，1988年，孙宝丰等从普通小麦春冬杂交组合阿彭13/75-1297（宋村麦/矮丰3号）中发现了普通小麦胞质的“临型不育系”，并基本实现了三系配套，同时研究了临型不育系的特点，结果认为，临型不育系可能是属一对主效基因控制的核质互作类型，易恢复易保持，柱头生活期长，细胞质无副作用，杂种优势较明显[7,8]。
1.3 CHA杂种小麦起步阶段（1991～1995年，即“八五”期间）由于到了1990年我国杂种小麦研究已经过20多年，但仍没有突破生产应用关，致使人们对杂种小麦或产生了怀疑、或觉得难度太大等，许多单位自行下马，政府投资也大幅减少，山西省仅剩山西农科院棉花所一家在坚持该项研究工作，因此这一阶段也叫杂种小麦爬坡阶段。
这一阶段最突出的进展是引进了新型化学杂交剂Sc2053并研究了其应用效果和技术，同时开展了新型化学杀雄剂配方研究。
1991年，山西农科院棉花所从天津农科院引入Sc2053，并进行了两年的效果评价及应用技术研究，结果认为，该药剂是一种较好的化学杂交剂，使用得当，可以收到高不育率（98％以上）、高异交结实率（75％～80％）的良好效果，在应用技术上关键应掌握最佳使用时期和剂量，山西晋南应在主茎幼穗长度0.5～1.0cm时使用，用药剂量0.5～0.7kg/hm2，不同品种对该药敏感程度不同，要在大面积制种中获得最好的制种产量，应对母本最佳用药技术深入研究[9]。
1994年山西棉花所还开展了以乙烯利、KMS-1为基础的化学杀雄剂新配方研究，并获得一个较好配方HS4，该配方在主茎叶环距2cm左右时使用，诱导的雄性不育率达95.5％，天然异交结实率53.9％，效果比Sc2053稍差，但使用成本低，用药时间比Sc2053晚，可作为Sc2053因下雨错过喷药时期的补救措施使用[10]。
由于CHA杂种小麦与三系杂种小麦生长发育有较大差别，为了研究CHA亲本选配规律，1992年，张建诚等研究了CHA杂种小麦生态型及强优势组合选配模式，结果表明，晋南麦区CHA杂种小麦生态型为以多粒为主兼顾粒重的重穗类型，晋南麦区选择双亲都为高产水平的重穗型×多穗型、中间型×中间型、重穗型×中间型配组模式，出现强优势组合的机率较大；配组亲本中，重穗型亲本应选择多粒大粒重穗型或多粒重穗型，中间型应选择多粒中间型[11]。
此阶段选育出的强优势组合有：运9191，两年优势鉴定结果亩产521.3～532.2公斤，比对照增产16.4％～8.5％，运5122杂种三年优势鉴定平均亩产468.1公斤，比对照增产10.9％，增产幅度3.3％～16.2％（1995年因倒伏产量低），并提出，矮化杂种株高，是发挥杂种优势达到稳定高产的必由之路，株高引起倒伏是限制杂种小麦高产的重要因素，应引起今后选配组合的重视。
1.4 CHA杂种小麦发展阶段（1996年以后）此阶段的标志是研究经费增加、研究单位与人员增多。
“九五”期间山西省从事杂种小麦研究的单位由一个增加成为三个，山西农科院小麦所、山西农科院高寒作物研究所也加入了该研究行列，山西农科院小麦所还成立了专门的杂种小麦研究室，山西农科院高寒作物研究所开始了硬粒小麦和光温敏两系材料研究，山西省科委也将杂种小麦研究列入省攻关项目。
此阶段的技术特点仍以化学杀雄技术为主要途径，同时也开展CHA杂种生理、光温敏两系和新型不育系等方面的研究。
1998年，张建诚等研究了CHA杂种小麦灌浆优势特性，结果表明，CHA杂种籽粒干物质积累动态过程均存在杂种优势，最终干物质积累均存在超亲优势，最终干物质超亲优势形成过程有灌浆全期形成、灌浆中后期形成和灌浆后期形成三种类型；杂种灌浆平均速度、最大速度均为超亲优势；灌浆持续期有杂种优势，并存在超显性、显性或部分显性效应，灌浆持续期优势形成主要是由双亲灌浆始期、终期正向互补或超亲形成，并指出，选配灌浆始期差异略大的材料为亲本有利于延长杂种灌浆持续期；CHA杂种和亲本灌浆平均速度、灌浆持续期与千粒重均呈正相关，但二者千粒重形成主导因子不同，亲本粒重形成的主导因子是灌浆平均速度，杂种粒重形成的主导因子是灌浆持续期；杂种和亲本灌浆对气候因子的适应性不同，CHA杂种灌浆对不利气候因子比常规品种有较好的适应性，杂种小麦比其亲本抗逆性强[12]。