只开花不结籽,这样的小麦要来何用?但在专家眼中,这种只开花不结籽的天然雄性不育小麦,竟成了国宝级种子资源

人是铁饭是钢,一顿不吃饿得慌!小麦作为世界上最重要的粮食作物之一,人们自然希望其产量越高越好,但一些农业专家却喜欢只开花不结籽的麦苗。在我国河北鸡泽县,专家发现一株只开花不结籽的小麦苗,不长粮食的麦苗就是废物,但在专家眼中,它却成了国宝级种质资源。反差如此之大,到底有何原因?

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什么是天然雄性不育小麦?

小麦属于雌雄同株的植物,一般情况下都是自花授粉,大部分植株之间都是“老死不相往来”,因此小麦的遗传基础比较狭窄,严重制约着高产杂交育种的培育工作。

想要快速攻克这类难题,找到优质的天然雄性不育小麦就是最好的捷径,而这种特殊的小麦,却少之又少。

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所谓的天然雄性不育小麦,因为基因突变的原因,花药发育不完全,无法产生授粉粉末的奇特品种。这种小麦只开花不结籽,对农革命而言毫无意义,但在专家眼中却是无价之宝。

早在1972年,山西太谷的农业技术员高忠丽,在麦田里偶然发现了一株天然雄性不育小麦。经过专家鉴定,这株小麦有着比一般小麦更加细长的雄蕊,它看起来很瘦弱,不产生花粉或者只产生少量花粉,而且这些花粉还无法和雌花结合

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最终,这株特殊的小麦被确定为天然雄性不育品种,命名为“太谷核不育小麦”。这是我国首次发现这种小麦,因为在杂交育种培育高产小麦方面具有巨大作用,因此被专家视作“国宝级植株”。

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河南鸡泽县农业农村局高级农艺师张现丛介绍,在2023年4月初小麦抽穗阶段,在鸡泽县鸡泽镇一村庄麦田里调研时,发现了一株与众不同的小麦植株。

这株小麦花穗很大,但没有一粒麦粒,典型的只开花不结籽。张现丛确定,这是一株全新的天然雄性不育小麦。在田地里,张现丛和助手们立即对这株小麦进行了标记和保存。

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后经邯郸市农业科学院专家检测和鉴定,最终确定这株与众不同的小麦确实是天然雄性不育小麦。因为其花药发育完全而无法产生花粉,也不能进行自花授粉或异花授粉,因此只开花不结籽。

只开花不结籽,完全就是耍流氓,对农民毫无意义,但在专家眼中,却是一个不可多得的宝贝,甚至被视作“国宝级”。它到底有何重要意义呢?

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为何专家如获至宝?

为何专家如获至宝?

据考古发掘发现,人类最早驯化小麦,大约可以追溯到1万年前,而人类种植小麦的意义,就是为了结出麦粒然后磨面做饭。

小麦粒是人类最主要的口粮之一,种小麦就是为了获取小麦粒,那么只开花不结籽的天然雄性不育小麦,开花又不好看,不结籽就不能当作粮食,又有什么用处?

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这就是外行看热闹,内行看门道。邯郸农科院副研究员韩永亮介绍,小麦本是一种雌雄同株的植物,自己给自己授粉就可以结出籽粒。

但在人类种植过程中,因为环境变化或者意外干预,就可能导致极少数小麦植株出现基因突变的情况。这种突变后的小麦,花药发育不完全,没办法产生花粉并最终授粉,也就是只开花不结籽,最终形成天然雄性不育小麦

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因为基因突变的原因,这种雄性不育小麦在自然环境中,只要不受到太多人为干预,就不会再重新恢复育性,当然它也不会影响到其他小麦的正常开花结籽。

但在实验室中,科技人员可以通过保持系植株与其授粉,然后把这种雄性不育的特性继续保持下去。继续培育出雄性不育的植株,就可以用在小麦杂交研究方面,进而培育出更优良的高产小麦品种

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因为小麦天然的自花授粉特性,想要通过杂交技术获得高产品种育种非常困难,而有了雄性不育品种做媒介,和普通小麦相互杂交相比,就能起到事半功倍的效果

用其与其他小麦品种杂交,可以更快地获得新品种,进而更快培育出产量更高品质更好的小麦种子。这种杂交出来的小麦新品种,相当于是加速植物天然进化过程,完全不同于转基因那种人为强行干预的种子。

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1972年发现的太谷核不育小麦,通过多次杂交之后,最终培育出全新的“矮败小麦”既实现了高效育种,又大幅提升了小麦产量。

这次河北鸡泽发现的天然雄性不育小麦,培育几年之后,也有可能培育出更优质的小麦品种。

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国内外发展现状

国内外发展现状

正所谓成也萧何败也萧何,正是因为基因突变的原因,再加上基因突变的偶然性,天然雄性不育小麦在自然环境中非常少见。也正是因为少见又好用,才被农业科技人员视作宝贝。

在我国,之前存在的天然雄性不育小麦,主要就是太谷核不育小麦,这也是我国唯一相对成熟的雄性不育小麦品种

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今年在河北鸡泽县发现的天然雄性不育小麦,也许会成为第二个品种。但目前来看,这一切还都是未知数,毕竟发现时间太短,还经不起时间的考验。只有累积培育几代之后,性状稳定之后才敢说成功。

至于国外,美加澳等国农业科技发达,经过多年的技术积累和不断培育,已经成功获得很多种高水平的雄性不育小麦样本,性能和价值还要高于我国的太谷核不育小麦。

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不过就总体而言,雄性不育小麦依然还是紧缺资源,究其原因,主要是因为以下几点:

一是受到遗传因素制约。雄性不育小麦要继续保持下去,就要有两个亲本互相配合,一个带有不育基因,另一个携带可恢复性基因,两者相互授粉培育下一代。而这样严苛的条件,想要找到合适的植株确实不容易。

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二是培育技术难。雄性不育小麦想要继续保持下去,需要通过花粉转移来实现,这个过程需要极度精细的操作,可说是一着不慎满盘皆输。在实际操作过程中,很容易出现因为操作不当导致培育失败的情况。

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三是市场需求低。因为种子培育成本高,除非有补贴能降低种子的价格,否则种植户很可能因为种子价格高而放弃,最终选择那些价格相对低一点的种子。

价格高低直接影响市场需求,不解决价格问题,总体市场肯定会受到严重限制。种子卖得少了,又会倒逼雄性不育小麦植株的培育。

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发展前景展望

发展前景展望

虽然在推广过程中总是难以避免多种问题,但在培育小麦杂交新品种方面,雄性不育小麦确实有着无可比拟的优势。只要人类还想解决粮食危机,这种特种小麦品种就必定有用武之地,未来发展前景依然可期。

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首先,在小麦品种改良方面,雄性不育小麦就是不二之选。利用传统小麦育种,需要人工去除不同小麦植株的雄性和磁性花蕊部分,以实现不同植株的授粉。

这个去除花蕊的过程,极度考验耐心和精细程度,而且一不小心就可能失败。植物成长需要大量时间,这可不像生产线上研发新产品,一个失败之后很快就可以做第二个。小麦一茬失败之后,就需要等到来年再重新做,一耽误就是一年工夫。如此高昂的时间成本,根本没人承受得起,而雄性不育小麦植株,就轻松结局了这个问题

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第二,通过天然不育小麦植株与正常小麦植株杂交,可以获得产量更高的小麦新品种。雄性不育植株和高产优质小麦植株杂交,可以快速获得新品种,进一步提升小麦亩产量,帮助农民增收。

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第三,天然不育小麦植株具有很不错的经济价值。进行小麦新品种研发的实验室,都离不开这种小麦植株。如果培育出产量更高用户认可的小麦新种子,可以获得更高的产品价格和市场竞争力,创造更好的经济效益。

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雄性不育小麦,堪称小麦杂交研究的助推器,在研发高产抗病新品种方面,其重要性无可取代。虽然在实际应用中不可避免地会遇到各种技术问题,但只要经过不断地学习研究,肯定可以培育出新的雄性不育小麦。

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另外,在深入研究已发现样例植株的前提下,继续加大新雄性不育植株的搜集和保护工作,确保优质植株源源不断地供应科技研究。未来,加大研发和推广力度,在实践中解决各类问题,为小麦增产和农业发展作出更大贡献