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Specific Wheat Species and Valuable Wheat Germplasm Resource in China
简介
在中国先后发现的特有小麦种有云南小麦、西藏半野生小麦和新疆小麦，它们都具有独特的性状，这对于小麦起源演化等研究有着重要意义。
1. 云南小麦(T. aestivum ssp. yunna-nense King) 云南小麦是中国云南省特有的一个小麦种，分布在滇西南澜沧江和怒江下游，当地农民称其为铁壳麦、火炕麦等。1937年金善宝从征自云南省小麦品种中发现了它，1957年曾定名为云南小麦(T.yunnanense King)，1959年正式定名为普通小麦的一个亚种——云南小麦亚种，并根据其遗传学和细胞学提出云南小麦在小麦属中，应与斯卑尔脱小麦和马卡小麦等占有同等地位，为一个独立的六倍体原始栽培种，同时定名10个新变种。
云南小麦现今分布在澜沧江和怒江下游的12个县：纬度为22°54′N～25°03′N，经度约95°36′E～100°85′E，海拔为1500～2500m。据介绍(1980年)，过去面积较大，随着农业生产制度及栽培条件的改变，有种植面积越来越小、海拔分布越来越高的趋势，目前约有400余hm2零星分布，其中双江、临沧、云县、澜沧较多。
云南小麦的芽鞘呈紫色或绿色，幼苗半匍匐。成株旗叶较小，株高一般为100～120cm，最高可达150cm。穗子大多为圆锥形，侧面略宽于正面，有蜡质，一般长9～12cm，最长达16cm，小穗16～29个。穗轴脆而硬，成熟期受触压易折断，断穗方式为上节位。护颖椭圆形，多为丘肩，亦有方肩，嘴锐，脊明显到底并有细刺，颖脉也常有小刺。护颖十分坚硬，紧包小穗，极难脱粒，因此得名铁壳麦。籽粒红色，卵形或椭圆形，腹沟宽而深，多为硬质，千粒重30g上 下，蛋白质含量13%～16%。偏春性，耐寒，出苗至拔节历时日数多，这有利于避抗1月重霜和低温。耐旱、耐瘠，抗穗发芽，这是由于它的护颖和颖壳坚硬紧闭不易进雨水，并且种子休眠期较长所致。这种十分坚硬的护颖和颖壳，使其不受鸟兽、家禽危害。
云南小麦染色体组型为AABBDD，体细胞染色体数2n=42。它与六倍体种(AABB-DD)杂交亲和力好，与染色体组型为AABB的四倍体种杂交亲和力一般，与二倍体种(AA)杂交亲和力差，与染色体组型为AAGG的四倍体种杂交亲和力最差。
2. 西 藏 半 野 生 小 麦 (T.aestivumssp. tibeticum Shao) 西藏半野生小麦是中国西藏高原特有的杂草型小麦种，混生在冬小麦田中，如麦田杂草一样，成熟时期穗轴自然断落为单个小穗。为此，当地藏族群众称其为色达小麦(藏语“色达”有自生、杂草的意思)。1962年程天庆、董玉鳌最先在西藏自治区隆子县三林区采集到这种小麦标本。1974年邵启全在西藏自治区隆子县、加查县、察雅县搜集到一些穗子，在北京种了17个穗行，经种植观察和细胞学鉴定，划分为8个类型，并确定染色体组型为AABBDD，是六倍体裸粒种，由此定名为普通小麦的一个亚种——西藏小麦亚种。这种小麦垂直分布在海拔1700～3540m，多数在3200m上下地带。
西藏半野生小麦幼苗直立、半直立或匍匐。株高94～142cm，多数为110cm左右，茎秆较细，叶片较短而窄。穗形近似普通小麦，纺锤形为多数，穗长6～15cm。穗密度中等(D=25左右)。小穗节片基部及节片两侧多数有毛，成熟时期穗轴自然断落单个小穗，它是所有六倍体小麦中断穗性最强的，断穗方式为上节位。子粒不带皮，红色，千粒重30g左右。多数为春性和弱冬性，少数为冬性。在开花习性方面，具有闭颖开花授粉占优势的特点。西藏半野生小麦与普通小麦杂交的亲和力好，能正常结实。同时也有学者报道，在杂交后代中能产生不育株。在与染色体倍性水平不同的小麦杂交中，总的趋势是与六倍体种杂交结实率和出苗率最高，亲和力最好;与四倍体种杂交的亲和力稍差;与提莫菲维小麦杂交亲和力更差些;与二倍体种杂交亲和力最差。西藏半野生小麦较易与黑麦杂交.有些品种与黑麦杂交的结实率，可达到甚至超过中国春与黑麦杂交的结实率。
3. 新疆小麦 (T.petropavlovskyi U-dacz.et Migusch.) 新疆小麦是中国新疆维吾尔自治区的特有小麦种，曾在新疆维吾尔自治区东南部和天山南坡海拔900～1200m农区种植，目前仅混生于其他小麦田中。1957年前苏联学者A. M.格尔斯基(Γорский，А. М.)从新疆维吾尔自治区阿克苏附近海拔1000～1400m地区的春播麦田搜集到这种小麦，因为它形态特征很像东方小麦，因此定为东方小麦的一个亚种。1970年经Удачин，Р. А.等研究，明确它为六倍体小麦，并定名为彼德·巴甫洛夫小麦。因为它原产中国新疆维吾尔自治区，故在中国称其为新疆小麦。在原产地称其为稻麦子、乌什稻麦子、阿克苏稻麦子等。
董玉琛等(1982)的研究指出，新疆小麦为六倍体栽培裸粒种，染色体组型为AABB-DD，2n=42。其幼苗直立，成株高大，株高120～150cm，穗为纺锤形，正、侧面宽度相近，长度为13～18cm，具小穗15～20个，小穗排列较稀(D=10～12)，穗轴不易折断。每小穗结实2～3粒，易脱粒，籽粒大(千粒重40～50g，高者达60g)、长椭圆形、白色(原苏联报道有红色者)、质地呈玻璃化、蛋白质含量为17%～20%。新疆小麦为春性，对光照反应敏感。
新疆小麦与各种小麦杂交亲和力不同，据中国农业科学院作物品种资源研究所试验结果表明，与染色体组型为AABBDD的小麦杂交亲和力较高。与AABB染色体组型的小麦杂交，亲和力稍差。与染色体组型为AAGG的小麦杂交，亲和力差，当代结实率仅4.6%～35.0%。与二倍体小麦(AA)杂交，亲和力最差，当代结实率不超过5%，并且种子不能出苗。同时发现新疆小麦含有显性互补基因，它与普通小麦 一些品种杂交时，杂种第 一代夭亡。
4. 几类重要的珍贵资源
(1)高蛋白资源 刘世民、贺薇仙的分析结果表明，籽粒蛋白质含量为18%以上的品种，多数是地方品种，如红秃头(山西阳城)、笨麦(山西临汾)、三月黄(河南郾城)、丝黄糙(河南宝丰)、半芒火红白(山东济阳)、脖儿青(山东平度)、格咱小麦(云南中甸)。高蛋白的育成品种尚不多，已知的有8131—1和京771，均为中国农业科学院作物育种栽培研究所育成。其中8131—1不仅籽粒蛋白质含量高，而且烘烤品质优良，目前正在迅速扩种。
(2)矮秆资源 大拇指矮、矮变1号、咸农39等是著名的矮源，茎秆很矮(25～65cm)。矮变1号株高仅有25cm左右，其矮秆基因为显性，位于4D染色体上，被命名为Rht10。大拇指矮原产于西藏自治区，它具有的矮化基因位于4A染色体上，为不完全显性，被命名Rht3。咸农39的矮化基因来源于朝鲜品种水源86(Sowon 86)。它们早已在国内外小麦育种中作为矮源，如中国利用咸农39育成了矮丰号、矮秆早等良种。
(3)大粒品种材料(千粒重60g以上) 在普通小麦中有四川的金沙江1号、金沙江2号、金沙江3号、金沙江4号、渡口1号、渡口2号、渡口3号，河南的79—17—01—17、79—17—07—3、79—17—7、79—17—11—1、79—1—17—6、72—629，河北的邯大35、79(4)048、优8134、衡水8116.山东的16—11—100，山西的临辐82—4249、临辐82—4459，甘肃的岷春21等。这些品种均为20世纪70年代以来选育成的，其中有的品种不仅籽粒大，而且植株较矮;有的品种已在生产上推广。这说明中国小麦大粒性选育取得了成效，并且反映着中国小麦遗传资源由小粒向大粒发展的事实。另外，中国的硬粒小麦和波兰小麦、东方小麦的大多数品种是大粒品种，它们的千粒重可达70g。杂交育种的事实说明，这些品种是可贵的大粒源。
(4)珍贵的遗传研究材料——中国春 早已蜚声于世界的春性小麦品种中国春，是国际上非常重要的遗传研究材料。中国春是四川盆地的古老地方品种，属普通小麦圆颖多花类。用它与黑麦、偃麦草、簇毛麦及其他近缘属植物的杂交结实率高，与大麦杂交也有较好的亲和力。因此，国内外研究者常用它作为桥梁亲本，与小麦亲缘属种杂交。早在20世纪50年代E. R. Sears就用中国春创造出一整套小麦的单体、缺体材料。这套材料的产生，使小麦细胞遗传学研究及其在育种上的应用得以迅速的深入发展。
(5)太谷核不育小麦 据邓景扬等(1980)报道，太谷核不育小麦于1972年在山西省太谷县由高忠丽发现的，它是天然突变体，不育性受显性核不育基因控制，靠杂合体传递世代，该显性核不育基因位于4D染色体短臂上，距离着丝点31.1个交换单位，在国内被命名为Tal。太谷核不育小麦是世界上最早发现的显性核不育小麦，并且是仅有的两例之一。它的花药黄白色，药室内形不成花粉，属于无花粉型雄性不育。显性核不育小麦总是存在一半自交结实的可育株，一半异交结实而自交不结实的不育株。不育株可接受外来基因，当它后代分离出的可育株，可能具有基因重组并自交而纯合稳定。各个世代都同样能接受外来基因。太谷核不育小麦就具有这种遗传特性，在常规育种中，开展轮回选择或群体改良时是十分有用的，可以省掉人工去雄的工作。据研究表明，它的不育性可以在小麦亲缘属种的遗传背景中表达，显示了广泛的应用范围。然而，由于还未有标记基因，所以需要人工拔除可育株，这就带来很大麻烦。
(6)“三粒小麦” 甘肃农业大学陈济世等(1983)从甘肃省临洮县发现了“三粒小麦”材料，经精心选育，获得整齐一致并遗传性稳定的小麦新类型——“三粒小麦”。这个新类型小麦的独特之处是每朵小花中着生有三枚雄蕊和三枚雌蕊。三枚雌蕊在开花受精后，发育成三粒并蒂的颖果(籽粒)，三粒种子腹沟均向外，背部相靠而中、底部紧密相接。“三粒小麦”属于六倍体，体细胞染色体数2n=42。它与普通小麦杂交，第一代植株表现为“三粒”，这说明“三粒”性状为显性，是受“三粒”基因控制的。“三粒小麦”无疑为小麦增添了新类型，给中国小麦基因库增加了新基因，更加丰富了中国小麦遗传资源。同时，它将会对小麦的遗传研究和育种作出贡献。
(7)小麦单体系统 中国农业科学院作物育种栽培研究所于1974～1982年，以中国春单体系统为背景，京红1号做预转材料，转育成一套京红1号单体系统，这是中国最早育成的单体系统。继后，陕西省农业科学院粮食作物研究所等单位，同样以中国春单体系统为背景，转育成阿勃、中7902、扬麦1号、北京10号等单体系统。这几个单体系统都包括21个单体品系，每一个品系均缺少一条不同标号的染色体。它们与中国春单体系统相比，具有农艺性状好等优点，便于在中国具体条件下进行遗传和育种研究。小麦单体系统的育成，为中国开展小麦基因定位、转移外源有利基因等研究工作提供了基础材料。